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基本信息

項(xiàng)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
簡(jiǎn)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(jìn)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(bào)9件國(guó)家專利，本發(fā)明目前正在南京化學(xué)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(xì)介紹：
化工是我國(guó)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(fù)雜。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有大小化工園區(qū)1000余家，擁有大小化工企業(yè)10萬(wàn)余家。這些化工企業(yè)每天產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)噸的化工剩余污泥，污泥的含水率高達(dá)95％以上，且含多種有機(jī)毒物和重金屬。按照最新頒布的《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》（2008年環(huán)境保護(hù)部令第1號(hào)）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(xiǎn)固體廢棄物，須送有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處置中心集中焚燒處置，處置費(fèi)用約2000元/噸，給企業(yè)帶來(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。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(yán)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(duì)這類危險(xiǎn)固廢，我國(guó)尚無(wú)高效經(jīng)濟(jì)的減量化技術(shù)，資源化綜合利用方面更是鮮有報(bào)道。研發(fā)針對(duì)屬于危險(xiǎn)固廢的化工污泥的經(jīng)濟(jì)、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(shí)用性。 本作品在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)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(xué)生課外創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，開展了采用煙氣廢熱直接干燥污泥，對(duì)污泥進(jìn)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(jìn)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(fù)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(lái)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(jì)、高效處理處置的關(guān)鍵性技術(shù)難題，將為我國(guó)化工剩余污泥減量化、無(wú)害化和資源化提供重要的技術(shù)支持，對(duì)我國(guó)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(qǐng)國(guó)家專利9件。本研究成果目前正在南京化學(xué)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

  • 化工剩余污泥減量化與資源化技術(shù)
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

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(lái)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(jì)、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(jì)，研發(fā)了新型污泥干燥機(jī)； 2、通過研究?jī)?yōu)化各反應(yīng)影響因素以及對(duì)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(diǎn)： 1、創(chuàng)制了煙氣廢熱回用的污泥干燥機(jī)； 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(shí)現(xiàn)污泥大幅減量，且不帶來(lái)二次污染的污泥干燥機(jī)； 2、影響活性炭、生態(tài)磚、陶粒性能各試驗(yàn)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(duì)重金屬有固化作用的輔料。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、創(chuàng)制了新型煙氣廢熱回用污泥干燥機(jī)，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(dá)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(dá)到GB5101-2003 《燒結(jié)普通磚》中抗壓強(qiáng)度≥7.5MPa，吸水率≤20%； 4、陶粒的性能指標(biāo)符合GB/T17431.1-1998《輕集料及其試驗(yàn)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(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》的限值。

科學(xué)性、先進(jìn)性

目前，國(guó)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(qiáng)烈致癌作用的二惡英，且焚燒費(fèi)用高，企業(yè)難以承受。許多化工企業(yè)轉(zhuǎn)而采用填埋來(lái)處理化工剩余污泥，但由于污泥中含多種有機(jī)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(duì)上述問題，本研究小組研發(fā)了新型廢熱利用污泥干燥機(jī)，處理后污泥含水率降至約20%，實(shí)現(xiàn)了污泥的大幅減量。本研究小組進(jìn)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(fù)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(shí)現(xiàn)了污泥的資源化。 本發(fā)明已申報(bào)國(guó)家專利9件，目前正在南京化學(xué)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(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

已申報(bào)9件國(guó)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(xué)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(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

使用說明： 將化工污泥通過螺桿泵泵入污泥干燥機(jī)，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(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 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(jì)、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(lái)源廣、制備成本低、易于工業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)。 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(gè)工藝運(yùn)行成本低、易于工業(yè)化，符合我國(guó)大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向，因而具有廣闊的推廣前景。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 現(xiàn)行化工污泥的平均處理費(fèi)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(fèi)用。資源化產(chǎn)品活性炭、生態(tài)磚和陶粒的銷售可帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。

同類課題研究水平概述

化工是我國(guó)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(fù)雜?；なＳ辔勰嗟闹卫韱栴}已成為我國(guó)乃至世界污染物控制領(lǐng)域的技術(shù)難題和研究熱點(diǎn)。 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(fèi)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(jī)毒物，填埋或堆肥易產(chǎn)生嚴(yán)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(qǐng)并公布的一種污泥強(qiáng)力脫水機(jī)；葛仕福等申請(qǐng)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(duì)超聲強(qiáng)化污泥脫水方法及機(jī)理展開了研究。研究采用低溫?zé)煔庾鳛闊嵩锤稍飳儆谖ｋU(xiǎn)固廢的化工剩余污泥及其中試設(shè)備的研究較少有報(bào)道。K.M. Smith等綜述了污泥制備活性炭的研究進(jìn)展；Kung-Yuh Chiang等研究了利用自來(lái)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(guó)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(xiǎn)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(jī)的結(jié)構(gòu)，對(duì)污泥進(jìn)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(jìn)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(fù)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(jì)、易于工業(yè)化等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具有極大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的推廣前景，將為我國(guó)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(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保障飲用水安全、促進(jìn)社會(huì)的和諧穩(wěn)定具有重大意義。 本創(chuàng)新研究小組已申請(qǐng)國(guó)家專利9件，本研究成果目前正在南京化學(xué)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。
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