一種飽和蒸汽協同苯增強汙泥堆肥調理劑吸水性的方法與流程
2023-10-31 05:58:57 3
本發明涉及汙水處理廠剩餘汙泥高溫好氧堆肥處理技術領域，具體是一種飽和蒸汽協同苯增強汙泥堆肥調理劑吸水性的方法。
背景技術：
在汙泥高溫好氧堆肥過程中調理劑可以起到調節物料C/N比、含水率和通氣性等功能，是汙泥堆肥過程中的重要輔料。傳統的調理劑主要有秸稈、稻殼、樹葉和木屑等，上述調理劑在改善堆體結構方面的作用不明顯，投加量大，難以循環利用，且自身成分是纖維素、半纖維素、木質素等難降解物質，主要在堆肥後期緩慢降解，延長了汙泥堆肥周期，從而增加了汙泥堆肥成本。本發明是在公開號為CN102515904A，授權專利號為ZL201110435933X，發明創造名稱為「一種可循環降解顆粒化調理劑及其在汙泥堆肥中的應用」的基礎上進行的，所選擇的調理劑既具有一定的機械強度，自身降解速度又非常緩慢，且經過飽和蒸汽協同苯預處理，其吸水性能得到顯著提高。
汙泥高溫好氧堆肥過程中，物料中有機質的分解和微生物的生長繁殖都需要一定的水分，堆肥物料理想含水率為55％～60％。而汙泥含水率約為80％，添加調理劑的一個重要作用在於調節汙泥的含水率。本發明大大增強了調理劑的吸水性能，使調理劑可以快速吸收汙泥中的水分，進而使混合物料的水分含量快速達到堆肥所需的理想範圍(60％左右)，縮短汙泥堆肥周期。
本發明利用密閉飽和蒸汽加熱協同苯浸泡預處理調理劑，使調理劑體積增大，空隙增多，疏水性物質溶出，更多親水基團暴露，進而提高調理劑的吸水性能，當調理劑與汙泥混合時，加快調理劑從汙泥中吸收水分，使混合物料水分含量快速達到堆肥理想含水率(55％～60％)。
技術實現要素：
為了克服現有調理劑吸水緩慢的不足，本發明的目的在於採用一種新的調理劑預處理方法，即利用密閉飽和蒸汽加熱協同苯浸泡預處理調理劑，使調理劑體積增大，空隙增多，疏水性物質溶出，更多親水基團暴露，進而提高調理劑的吸水性能。
本發明的目的是這樣實現的：
一種飽和蒸汽協同苯增強汙泥堆肥調理劑吸水性的方法，具體步驟如下：
(1)將木質原材料加工成粒徑為1-3cm的相同粒徑、相同形狀的正方體調理劑；
(2)將調理劑放入水中浸泡，使其含水率達到30-40％；
(3)取出調理劑，將其放入滅菌裝置，採用密閉飽和蒸汽加熱處理10-30min；
(4)接著取出調理劑並乾燥後，將其放入苯溶劑中浸泡，浸泡時間2-10h；
(5)然後取出調理劑，低溫蒸發回收苯溶劑，得到無苯殘留的調理劑；
(6)將飽和蒸汽協同苯預處理後的調理劑與剩餘汙泥按1∶3的比例應用到堆肥中，觀察其吸水性能，觀測間隔時間為12-24h。
上述採用飽和蒸汽協同苯增強汙泥堆肥調理劑吸水性的方法，其特徵在於：滅菌裝置中飽和蒸汽溫度為120℃，壓力為0.1MPa。
上述採用飽和蒸汽協同苯增強汙泥堆肥調理劑吸水性的方法，其特徵在於：調理劑應完全浸沒於苯溶劑中。
積極有益效果：與未經飽和蒸汽協同苯預處理的調理劑相比，(1)密閉飽和蒸汽加熱協同苯浸泡預處理調理劑，使調理劑體積增大，空隙增多，疏水性物質溶出，更多親水基團暴露，為增強調理劑的吸水性奠定了基礎；(2)飽和蒸汽協同苯預處理後的調理劑吸水效果得到明顯的改善。本發明採用飽和蒸汽協同苯預處理調理劑所需溶劑和設備簡單，工藝簡便，有效地增大了調理劑體積，增多了空隙，溶出了疏水性物質，暴露了更多親水基團，提高了調理劑的吸水率，進而加快了調理劑的循環利用進程，經飽和蒸汽協同苯預處理的調理劑應用於堆肥工藝中具有深遠的社會意義和經濟價值。
附圖說明
圖1為本發明飽和蒸汽協同苯預處理後的調理劑吸水效果圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例，對本發明做進一步的說明：
一種飽和蒸汽協同苯增強汙泥堆肥調理劑吸水性的方法，具體步驟如下：
(1)將木質原材料加工成粒徑為1-3cm的相同粒徑、相同形狀的正方體調理劑；
(2)將調理劑放入水中浸泡，使其含水率達到30-40％；
(3)取出調理劑，將其放入滅菌裝置，採用密閉飽和蒸汽加熱處理10-30min；
(4)接著取出調理劑並乾燥後，將其放入苯溶劑中浸泡，浸泡時間2-10h；
(5)然後取出調理劑，低溫蒸發回收苯溶劑，得到無苯殘留的調理劑；
(6)將飽和蒸汽協同苯預處理後的調理劑與剩餘汙泥按1∶3的比例應用到堆肥中，觀察其吸水性能，觀測間隔時間為12-24h。
上述採用飽和蒸汽協同苯增強汙泥堆肥調理劑吸水性的方法，其特徵在於：滅菌裝置中飽和蒸汽溫度為120℃，壓力為0.1MPa。
上述採用飽和蒸汽協同苯增強汙泥堆肥調理劑吸水性的方法，其特徵在於：調理劑應完全浸沒於苯溶劑中。
實施例1
一種飽和蒸汽協同苯增強汙泥堆肥調理劑吸水性的方法，具體步驟如下：
(1)將木質原材料加工成粒徑為1-3cm的相同粒徑、相同形狀的正方體調理劑；
(2)將調理劑放入水中浸泡，使其含水率達到30％；
(3)取出調理劑，將其放入滅菌裝置，採用密閉飽和蒸汽加熱處理25min；
(4)接著取出調理劑並乾燥後，將其放入苯溶劑中浸泡，浸泡時間3h；
(5)然後取出調理劑，低溫蒸發回收苯溶劑，得到無苯殘留的調理劑；
(6)將飽和蒸汽協同苯預處理後的調理劑與剩餘汙泥按1∶3的比例應用到堆肥中，觀察其吸水性能，觀測間隔時間為12-24h。
實施例2
一種飽和蒸汽協同苯增強汙泥堆肥調理劑吸水性的方法，具體步驟如下：
(1)將木質原材料加工成粒徑為1-3cm的相同粒徑、相同形狀的正方體調理劑；
(2)將調理劑放入水中浸泡，使其含水率達到40％；
(3)取出調理劑，將其放入滅菌裝置，採用密閉飽和蒸汽加熱處理25min；
(4)接著取出調理劑並乾燥後，將其放入苯溶劑中浸泡，浸泡時間5h；
(5)然後取出調理劑，低溫蒸發回收苯溶劑，得到無苯殘留的調理劑；
(6)將飽和蒸汽協同苯預處理後的調理劑與剩餘汙泥按1∶3的比例應用到堆肥中，觀察其吸水性能，觀測間隔時間為12-24h。
通過上述實施例，經飽和蒸汽協同苯預處理的調理劑與未經飽和蒸汽協同苯預處理的調理劑相比，(1)密閉飽和蒸汽加熱協同苯浸泡預處理調理劑，使調理劑體積增大，空隙增多，疏水性物質溶出，更多親水基團暴露，為增強調理劑的吸水性奠定了基礎；(2)飽和蒸汽協同苯預處理後的調理劑吸水效果得到明顯的改善，如圖1所示。本發明採用飽和蒸汽協同苯預處理調理劑所需溶劑和設備簡單，工藝簡便，有效地增大了調理劑體積，增多了空隙，溶出了疏水性物質，暴露了更多親水基團，提高了調理劑的吸水率，進而加快了調理劑的循環利用進程，經飽和蒸汽協同苯預處理的調理劑應用於堆肥工藝中具有深遠的社會意義和經濟價值。
以上實施例僅用於說明本發明的優選實施方式，但本發明並不限於上述實施方式，在所述領域普通技術人員所具備的知識範圍內，本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替代和改進等，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍之內。