污泥中提出活性炭

作者:佚名    文章来源:中国环境报    点击数:1496    更新时间:2009/12/29

  城市污水处理厂产生的大量污泥,源源不断输进南京江心洲污水处理厂的资源化中试基地后,不仅“摇身”变成了用于污水脱色、去除COD的活性炭,还作为一种着色、填充的上好材料,派生出各类塑料、橡胶的卷材、板材和管材等产品。这是近日记者跟随省级环保科技项目验收组专家们,在中试基地现场看到的一幕。

  针对目前我国污泥资源化利用档次较低的现状,南京大学环境学院王炳坤、韩永忠、陈必风等3位教授决定与南京泰联自动化工程技术有限公司联合攻关,另辟蹊径。他们把城镇污水处理厂产生的污泥,作为一种宝贵资源,巧妙利用和发挥污泥中“活性”的潜能,以污泥为原料,在活化剂等的作用下,通过化学、物理加工处理的方法,研究出增值更高的新产品。

  百公斤污泥可产出65公斤活性炭和20公斤生物质焦油

  为尽快把污泥“摇身”变成活性炭的技术转化成生产力,2006年初,南京泰联自动化工程技术有限公司在南京市江心洲污水处理厂建成了占地1000多平方米、日处理3吨含水污泥、日产0.4吨活性炭和0.15吨生物质焦油的污泥处置及资源化中试基地,并于2006年9月正式投入运行。

  在污泥资源化中试基地现场,记者看到江心洲污水处理厂产生的含水率为80%的污泥,经过预处理和加热干化处理,使污泥的含水率降至10%;然后,向干化处理的污泥中添加活化剂,在特定的活化温度下,进行钝氧化活化反应。通过控制反应温度,得到不同应用范围的活性炭;并经过钝氧化活化反应进行熟化,进入粉碎处理工序,就可以得到200~500目等不同目数的活性炭产品。同时,干燥污泥在钝氧化活化反应过程中,产生的高温气化物,经过冷却之后,收集系统又从中获得了可观的生物质焦油。而配套建成的尾气处理系统和水蒸气收集系统,经过对尾气和水蒸气处理之后,尾气实现了达标排放。而污泥在干化过程中的水蒸气,形成的冷凝水又回流到了污水处理厂进行处理。

  据南京泰联自动化工程技术有限公司负责人介绍,100公斤含水率在10%左右的干化污泥,通过这套中试装置反应,可获得活性炭约65公斤,获得生物质焦油约20公斤。经有关部门分别对活性炭和焦油的技术性能与指标进行严格测试。活性炭各项指标与污水处理的产品性能相当,而生物质焦油的热值达到了7500kcar/kg左右,是很好的替代燃料。

  活性炭具有广阔的应用前景

  据南京大学环境学院教授王炳坤介绍,活性炭具有广阔的应用前景,在他们的中试生产中,将活性炭作为填充剂和着色料,分别用于生产聚氯乙烯防水卷材、聚乙烯塑料管材以及橡胶密封垫圈、橡胶输送带等制品的生产,并由南京大学化学化工学院对上述制品的性能进行了检测,取得了满意效果。其中,在聚氯乙烯防水卷材中,加入一定比例的活性炭,作为填充剂和着色料,使聚氯乙烯防水卷材产品分别达到了优等品、一等品。在橡胶输送带制品中,分别加入了10%、20%和25%等不同比例的活性炭,使橡胶输送带的断裂伸长率全部控制在标准范围之内。

  记者还了解到,南京泰联自动化工程技术有限公司还将活性炭用于试生产橡胶密封圈制品,也获得满意的效果。在维持原橡胶密封圈制品生产方案不变的情况下,当加入5~8%左右的活性炭后,拉伸强度、断裂伸长率都高于国家对这种制品的技术要求,符合国家相关的产品质量指标。

  一组十分显著的经济账还表明,污泥活性炭作为活性炭的一种,用途也类似于活性炭,但由于它受活性污泥组分及其含量的影响,在吸附容量等性能方面与木质活性炭存在一定差距,但与碳质活性炭在性能方面基本一致,因而在销售价格方面应低于木质活性炭,而接近碳质活性炭。这样,每吨污泥活性炭的销售应为3500元左右,因此,生产每吨污泥活性炭,就有500元左右的利润。

  同样,这种污泥活性炭在塑料、橡胶等产品的生产中应用,经济效益也十分诱人。一份专项调查表明,在100份聚氯乙烯树脂生产中,在加入其他填充料、助剂等不变的情况下,再加入40份活性炭,生产出来的聚氯乙烯防水卷材,可增加产量17.8%。以此计算,使用活性炭生产聚氯乙烯防水卷材,每吨可增产值1920元,增加利润480元;而应用于生产橡胶密封圈中,在保持生产技术条件不变的情况下,加入8%的活性炭作为填充料和着色料,使每吨原材料生产出来的橡胶密封圈,可增加产值700元,多获得利润380元。同时,把活性炭应用于生产聚乙烯螺旋管材中,在保持聚乙烯树脂填充料、助剂等加入量不变的情况下,加入7%的活性炭用于这种产品的生产,使每吨材料可多产70公斤的产品,每吨产品可增加产值920元,增加利润276元。

  近日,江苏省环保厅组织有关专家组成验收委员会,对污泥资源化中试基地进行了省级环保科技项目的验收。验收委员会认为,这项污泥资源化增值更高的技术成果,工艺成熟、经济可行,环境和经济效益十分显著。建议江苏省环保界加大推广应用的力度,使这项技术成果尽快在江苏省各地开花结果。

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