基本信息
- 項目名稱：
- 化工剩余污泥減量化與資源化技術(shù)
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 化工剩余污泥體積大、含水率高，且含多種有害物質(zhì)。 本作品首先研究了利用煙氣廢熱直接干燥化工污泥，干燥后污泥的含水率降至約20%，體積大幅縮小，并創(chuàng)制了化工污泥干燥減量成套中試裝置。進而研究了減量化后污泥的資源化利用，成功研制出利用化工剩余污泥制備活性炭、生態(tài)磚和陶粒的成套技術(shù)。 本創(chuàng)新研究小組已申報9件國家專利，本發(fā)明目前正在南京化學工業(yè)園建設(shè)100t/d規(guī)模的化工污泥減量化與資源化示范工程。
- 詳細介紹：
- 化工是我國的重要支柱產(chǎn)業(yè)，為我國經(jīng)濟的騰飛發(fā)揮了重要的作用，但化工行業(yè)污染多，尤其是化工廢水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥，不僅量大，而且毒性高，易腐爛，成分復雜。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有大小化工園區(qū)1000余家，擁有大小化工企業(yè)10萬余家。這些化工企業(yè)每天產(chǎn)生數(shù)萬噸的化工剩余污泥，污泥的含水率高達95％以上，且含多種有機毒物和重金屬。按照最新頒布的《國家危險廢物名錄》（2008年環(huán)境保護部令第1號）規(guī)定，農(nóng)藥等化工行業(yè)廢水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥為危險固體廢棄物，須送有資質(zhì)的危險廢物處置中心集中焚燒處置，處置費用約2000元/噸，給企業(yè)帶來了極大的經(jīng)濟負擔。許多化工企業(yè)轉(zhuǎn)而采用填埋或堆肥處理化工污泥，由于污泥中含有大量有害物質(zhì)，填埋或堆肥易產(chǎn)生嚴重的二次污染，危害生態(tài)環(huán)境，且堆肥占用了大量的農(nóng)田。由于科技水平的限制，目前，對這類危險固廢，我國尚無高效經(jīng)濟的減量化技術(shù)，資源化綜合利用方面更是鮮有報道。研發(fā)針對屬于危險固廢的化工污泥的經(jīng)濟、高效處理及資源化技術(shù)，不僅具有創(chuàng)新性，也具有緊迫性和實用性。 本作品在導師的悉心指導下，依托本課題組在在環(huán)保領(lǐng)域多年的技術(shù)積累，利用我校學生課外創(chuàng)新實驗室，開展了采用煙氣廢熱直接干燥污泥，對污泥進行減量化處理研究，處理后的污泥含水率降至約20%，并創(chuàng)制了污泥減量化成套中試裝置。 在此基礎(chǔ)上，本研究小組進一步研究了減量后污泥的資源化利用技術(shù)：1、研發(fā)集熱解、活化為一體的成套技術(shù)，成功研制出可廣泛用于廢水、廢氣凈化處理的環(huán)境功能材料——活性炭；2、通過摻加其它工業(yè)廢料制備出可廣泛用于生態(tài)修復的新型環(huán)境功能材料——生態(tài)磚；3、采用混料、成型、燒結(jié)工藝成功研制出可廣泛用作廢水深度處理的生物填料、凈水濾料——陶粒。 本發(fā)明解決了目前大量化工剩余污泥焚燒、填埋、堆肥、投海等帶來的二次污染問題，解決了化工行業(yè)迫切需要解決的化工剩余污泥經(jīng)濟、高效處理處置的關(guān)鍵性技術(shù)難題，將為我國化工剩余污泥減量化、無害化和資源化提供重要的技術(shù)支持，對我國固體廢棄物的資源化利用發(fā)揮引領(lǐng)和示范作用。 本研究小組在污泥的減量化與資源化研究中，已申請國家專利9件。本研究成果目前正在南京化學工業(yè)園建設(shè)100t/d規(guī)模的化工剩余污泥減量化與資源化示范工程。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 發(fā)明目的： 本發(fā)明解決了目前化工污泥因焚燒、填埋、堆肥、投海等帶來的二次污染問題，解決了化工行業(yè)迫切需要解決的化工污泥經(jīng)濟、高效處理與資源化利用關(guān)鍵技術(shù)難題。 基本思路： 1、通過采用煙氣廢熱直接干燥污泥，并通過特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計，研發(fā)了新型污泥干燥機； 2、通過研究優(yōu)化各反應影響因素以及對重金屬有固化作用輔料的篩選，制備出活性炭、生態(tài)磚和陶粒系列環(huán)境功能材料。 創(chuàng)新點： 1、創(chuàng)制了煙氣廢熱回用的污泥干燥機； 2、首次研制成功化工污泥制備活性炭技術(shù)； 3、發(fā)明了利用化工污泥制備生態(tài)磚技術(shù)； 4、首次研制成功化工污泥制備陶粒技術(shù)。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、研究如何充分利用煙氣低溫廢熱，實現(xiàn)污泥大幅減量，且不帶來二次污染的污泥干燥機； 2、影響活性炭、生態(tài)磚、陶粒性能各試驗因素最佳條件的確定； 3、在制備生態(tài)磚和陶粒的過程中，如何篩選出對重金屬有固化作用的輔料。 主要技術(shù)指標： 1、創(chuàng)制了新型煙氣廢熱回用污泥干燥機，處理后污泥含水率下降至約20%； 2、制備的活性炭比表面積可達408m2/g、碘值610mg/g。 3、在生態(tài)磚制備過程中盡可能多地消耗其他工業(yè)廢料，制備出的磚能達到GB5101-2003 《燒結(jié)普通磚》中抗壓強度≥7.5MPa，吸水率≤20%； 4、陶粒的性能指標符合GB/T17431.1-1998《輕集料及其試驗方法第1部分輕集料》的要求； 5、資源化產(chǎn)品的重金屬浸出濃度低于（GB5085.3-2007）《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》的限值。
科學性、先進性
- 目前，國內(nèi)外傳統(tǒng)的污泥處理技術(shù)主要有填埋、焚燒、堆肥等。焚燒易產(chǎn)生具有強烈致癌作用的二惡英，且焚燒費用高，企業(yè)難以承受。許多化工企業(yè)轉(zhuǎn)而采用填埋來處理化工剩余污泥，但由于污泥中含多種有機毒物、病原菌寄生蟲(卵)及重金屬等，填埋易產(chǎn)生二次污染，堆肥則占用大量農(nóng)田。 針對上述問題，本研究小組研發(fā)了新型廢熱利用污泥干燥機，處理后污泥含水率降至約20%，實現(xiàn)了污泥的大幅減量。本研究小組進一步研究了減量后污泥的資源化利用技術(shù)。1、開發(fā)集熱解、活化為一體的成套技術(shù)，成功研制出可廣泛用于廢水、廢氣凈化處理的環(huán)境功能材料——活性炭；2、通過摻加其它工業(yè)廢料制備出可廣泛用于生態(tài)修復的新型環(huán)境功能材料——生態(tài)磚；3、采用混料、成型、燒結(jié)工藝成功研制出可用作廢水深度處理的生物填料、凈水濾料——陶粒。徹底實現(xiàn)了污泥的資源化。 本發(fā)明已申報國家專利9件，目前正在南京化學工業(yè)園建設(shè)100t/d規(guī)模的化工污泥減量化與資源化示范工程。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 已申報9件國家專利，其中2件已獲得公開
作品所處階段
- 本發(fā)明目前正在南京化學工業(yè)園建設(shè)100t/d規(guī)模的化工剩余污泥減量化與資源化示范工程
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)轉(zhuǎn)讓或技術(shù)入股
作品可展示的形式
- 圖片和樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明： 將化工污泥通過螺桿泵泵入污泥干燥機，通過控制模塊的操控，通入煙氣，直接干燥，出泥含水率降至約20%。干燥出泥通過熱解活化制備活性炭或通過配料、成型、燒結(jié)制備生態(tài)磚和陶粒。 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 1、開發(fā)的化工污泥減量化技術(shù)，能使污泥含水率降至20%，工藝安全、經(jīng)濟、環(huán)保。2、發(fā)明的化工污泥資源化制備活性炭、生態(tài)磚和陶粒技術(shù)，具有原料來源廣、制備成本低、易于工業(yè)化等優(yōu)點。 適用范圍及推廣前景的技術(shù)性說明： 本發(fā)明適用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料等化工污泥的減量化與資源化。 本發(fā)明減量化采用廢煙氣做干燥熱源，資源化的原料中摻入了其他工業(yè)廢料。整個工藝運行成本低、易于工業(yè)化，符合我國大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)政策導向，因而具有廣闊的推廣前景。 市場分析和經(jīng)濟效益預測： 現(xiàn)行化工污泥的平均處理費約2000元/噸，本發(fā)明減量化工藝成本約147元/噸，大幅節(jié)約處理費用。資源化產(chǎn)品活性炭、生態(tài)磚和陶粒的銷售可帶來更多的經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 化工是我國的重要支柱產(chǎn)業(yè)，為我國經(jīng)濟的騰飛發(fā)揮了重要的作用，但化工行業(yè)污染多，尤其是化工廢水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥，不僅量大，而且毒性高，易腐爛，成分復雜?；なＳ辔勰嗟闹卫韱栴}已成為我國乃至世界污染物控制領(lǐng)域的技術(shù)難題和研究熱點。 傳統(tǒng)的污泥處理通常采用焚燒、填埋或堆肥等方法，但焚燒處理費用高，許多化工企業(yè)轉(zhuǎn)而采用填埋或堆肥處理化工剩余污泥。由于污泥中含有大量有機毒物，填埋或堆肥易產(chǎn)生嚴重的二次污染，危害生態(tài)環(huán)境，且堆肥占用了大量的農(nóng)田。根據(jù)所查專利情況，目前涉及到污泥脫水減量方面的專利主要有：胡杭虎等申請并公布的一種污泥強力脫水機；葛仕福等申請并公布的污泥的過熱蒸汽干燥方法及其干燥裝置、Sinisterra 等人對超聲強化污泥脫水方法及機理展開了研究。研究采用低溫煙氣作為熱源干燥屬于危險固廢的化工剩余污泥及其中試設(shè)備的研究較少有報道。K.M. Smith等綜述了污泥制備活性炭的研究進展；Kung-Yuh Chiang等研究了利用自來水廠絮凝、過濾產(chǎn)生的污泥制磚；Joan A. Cusidó等研究了采用市政污水處理廠的污泥制備陶粒。目前，國內(nèi)外采用污泥資源化制備活性炭、生態(tài)磚和陶粒的研究多采用生活污水處理廠的剩余污泥、河道底泥、市政污泥等為原料，未涉及屬于危險固廢的化工污泥。 本研究小組首先通過采用煙氣廢熱直接干燥污泥，優(yōu)化干燥機的結(jié)構(gòu)，對污泥進行減量化處理研究，處理后的污泥含水率可降至約20%，并創(chuàng)制了污泥減量化成套中試裝置。在此基礎(chǔ)上，本研究小組進一步研究了減量后污泥的資源化利用技術(shù)：1、研發(fā)集熱解、活化為一體的成套技術(shù)，成功研制出可廣泛用于廢水、廢氣凈化處理的環(huán)境功能材料——活性炭；2、通過摻加其它工業(yè)廢料制備出可廣泛用于生態(tài)修復的新型環(huán)境功能材料——生態(tài)磚；3、采用混料、成型、燒結(jié)工藝成功研制出可廣泛用于廢水深度處理的生物填料、凈水濾料——陶粒。 本作品的研究成果具有高效、經(jīng)濟、易于工業(yè)化等技術(shù)優(yōu)勢，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，具有極大的應用價值和廣闊的推廣前景，將為我國化工行業(yè)剩余污泥有效治理發(fā)揮重要的引領(lǐng)和示范作用，對保護生態(tài)環(huán)境、保障飲用水安全、促進社會的和諧穩(wěn)定具有重大意義。 本創(chuàng)新研究小組已申請國家專利9件，本研究成果目前正在南京化學工業(yè)園建設(shè)100t/d規(guī)模的化工剩余污泥減量化與資源化示范工程。
