專利名稱：一種高含水率pta殘渣資源化利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體廢棄物處理及再利用領(lǐng)域，具體涉及一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法。
背景技術(shù)：
改革開放以來，我國石油化工工業(yè)得到空前發(fā)展，眾多輕紡工業(yè)和印染廠以PTA為原料，為此產(chǎn)生許多PTA殘渣污染物，含有的COD值很高，影響排放，嚴重制約行業(yè)的發(fā)展；若是不處理而直接排放，這將嚴重污染企業(yè)及其周邊環(huán)境，影響企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)估計，每100萬噸PTA排出含水量50% 60%的PTA殘渣在0.7 I萬噸，2014年全國PTA產(chǎn)能將達3500萬噸，屆時PTA殘渣將會達到40-70萬噸。PTA殘渣的主要成分有:水、苯甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、醋酸鈷和醋酸錳等，其中苯多甲酸(苯甲酸-苯六甲酸)占PTA殘渣干料的80%以上。PTA殘渣為白色晶體或粉末，含水量一般在50% 60%，結(jié)構(gòu)松散，有很大的比表面積，且熱值較高。目前PTA殘渣的處理方法主要有焚燒、用于制造抵擋物質(zhì)、分離回收其中的有用組分三類方法。分離回收其中的有用組分方法主要采用物理或化學(xué)的方法來分離回收其中的苯甲酸、對苯二甲酸、鈷、錳等部分組分，如:CN101747173A，CN1195660A, CN1253942A,CN101096334A，CN1611481A，CN100408491C等。用于制造低檔的涂料、增塑劑、苯羧酸脂、活性炭、不飽和樹脂等，如 CN1078738A，CN1079489A, CN1163883A, CN1490300A, CN1249013C,CN1508067A等。但是由于上述專利所涉及到的技術(shù)難度較大，投資成本較高以及產(chǎn)品的復(fù)雜性，上述方法并沒有得到普遍推廣。焚燒作為最簡單最實用的處理PTA殘渣的方法目前應(yīng)用較多，如CN1279272A、CN2392992Y、CN1161193C、CN2503364Y、CN101261011B 等。但是 PTA 殘渣的含水量大，并且熔點較低(70°C -140°C)，因此在鍋爐設(shè)備中焚燒PTA殘渣首先需要對其進行脫水，然后再通過鍋爐的余熱對殘渣進行加熱使其變成液態(tài)然后再噴射進入爐內(nèi)焚燒。上述工藝比較復(fù)雜，而且殘渣在鍋爐焚燒中極易對鍋爐設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。因此，如何充分有效并且安全清潔的實現(xiàn)高含水率PTA殘渣的資源化利用十分重要。含水活性污泥的水份高、粘度大、流動性差，熱值較低；含有大量的纖維，為絮狀膠體結(jié)構(gòu)，不易脫水，屬于均勻高固多相流體的范疇。含水活性污泥的熱處理利用能較大程度地達到活性污泥的減量化、無害化、穩(wěn)定化，并且能利用其低位熱值。但是預(yù)干燥處理需要消耗大量的熱量，并且會產(chǎn)生有害氣體、殘渣等二次污染，導(dǎo)致成本高、能耗高、二次污染難治理等問題?；钚晕勰嗟奶幚砼c處置一般流程是:濃縮一硝化一脫水一填埋或焚燒。通常把活性污泥的穩(wěn)定和脫水稱作活性污泥的處理，將活性污泥的堆肥、填埋、干化和加熱處理及最終利用稱為活性污泥的處置。無論是焚燒、填埋還是堆肥資源化利用，活性污泥的高含水率都是關(guān)鍵限制因素。一般二沉池排出的活性污泥含水率高達98%甚至99%，經(jīng)濃縮處理后活性污泥含水率也在97%左右。目前活性污泥的處理，主要是添加不同的聚合物改性再進行機械脫水。CN200610130119.6, CN200710026547.9, CN200810073603.9,CN200910063774.8，CN201010184793.9，CN20101029361.0，CN201110031386.9 等專利詳細
介紹了無機添加物，例如生物質(zhì)粉末、礦渣、廢渣等改善污泥脫水性能的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法，該方法綜合考慮了高含水率PTA殘渣和活性污泥的性質(zhì)，將兩種物質(zhì)混合攪拌壓濾脫水，制備濾餅，本發(fā)明所制備的濾餅燃料可用于燃燒或熱解。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法，包括以下步驟:( I)高含水率PTA殘渣的預(yù)處理對高含水率PTA殘渣進行磨碎、磨細和分級，得到粒度為30目 120目的PTA殘渣粉末；(2)高含水率PTA殘渣與活性污泥混合將預(yù)處理后的高含水率PTA殘渣粉末與活性污泥進行混合，混合比例按照PTA殘渣粉末的質(zhì)量相對于活性污泥的體積計算，為100g/L 500g/L ；(3)機械脫水將高含水率PTA殘渣粉末與活性污泥混合物進行機械脫水，機械脫水為正壓過濾；(4)濾餅利用濾餅利用方式為:燃燒或熱解。經(jīng)機械脫水后，按質(zhì)量比計，濾餅混合物含水率下降至35% 55%，熱值在2500kcal/kg 4000kcal/kg，可進行資源化利用，資源化利用的方式為:燃燒或熱解。作為優(yōu)選，上述步驟(I)中，所述的PTA殘渣含水率為50% 70%。作為優(yōu)選，上述步驟(2)中，所述的活性污泥為造紙廠廢水處理工藝、石化廢水處理工藝或印染廢水處理工藝中產(chǎn)生的污泥，活性污泥的含水率為90% 99%。作為優(yōu)選，上述步驟(2)中，所述混合方式采用攪拌，攪拌速率300 600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間10 30min。作為優(yōu)選，上述步驟(3)中，過濾溫度為常溫，采用真空過濾、空氣壓力過濾或板框過濾，過濾壓力為1.0MPa 2.0Mpa,過濾控制時間為20 60min。有益效果:本發(fā)明提出了一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法，將高含水率PTA殘渣與活性污泥混合機械壓濾制備濾餅燃料。一方面活性污泥的加入有助于改善PTA殘渣的低熔點特性(PTA殘渣熔融溫度70°C 140°C)，同時可以減少殘渣焚燒時對焚燒設(shè)備的腐蝕和堵塞；另一方面高含水率PTA殘渣結(jié)構(gòu)松散，含水量50% 60%，有很大的比表面積，能吸附活性污泥膠體物質(zhì)，并形成空隙率很高的濾餅，里面剛性顆粒狀結(jié)構(gòu)晶體物質(zhì)可作為助濾劑，在與活性污泥脫水過程中容易形成濾餅骨架，降低過濾阻力。兩者混合壓濾后混合物的含水率下降至35%-55%，而熱值卻達2500kcal/kg_4000kcal/kg,完全可以作為焚燒爐的主要燃料。本發(fā)明工藝流程簡單、實用，可有效實現(xiàn)高含水率PTA殘渣和活性污泥處理處置的目的，具有潛在的規(guī)?；I(yè)應(yīng)用前景。
具體實施例方式實施例1取含水率為90%的石油化工行業(yè)活性污泥，干基熱值4832.3kcal/kg。一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法如下:( I)高含水率PTA殘渣的預(yù)處理將含水率為50%的PTA殘渣進行磨碎、磨細和分級，得到粒度為30目 90目的PTA殘渣粉末；(2) PTA殘渣與活性污泥混合將活性污泥與預(yù)處理的PTA殘渣粉末進行混合，混合比例按照PTA殘渣粉末的質(zhì)量相對于活性污泥的體積計算，為500g/L，攪拌速率600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間30min ；(3)機械脫水將PTA殘渣粉末與活性污泥混合物進行機械脫水，過濾溫度為常溫，采用板框式壓濾機進行擠壓，過濾壓力為2.0MPa,采用正壓過濾,過濾控制時間為60min ；(4)濾餅利用濾餅利用方式為:燃燒或熱解。經(jīng)機械脫水后，按質(zhì)量比計，濾餅混合物含水率為35%，熱值4000kcal/kg，經(jīng)折算濾餅中PTA殘渣貢獻的熱值為2168.4kcal/kg,活性污泥中可燃物質(zhì)貢獻的熱值為1831.6kcal/kg可進行資源化利用，資源化利用的方式為:燃燒。實施例2取含水率為90%的石油化工行業(yè)活性污泥，干基熱值4832.3kcal/kg。一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法如下:( I)高含水率PTA殘渣的預(yù)處理將含水率55%的PTA殘渣進行磨碎、磨細和分級，得到粒度為60目 100目的PTA殘洛粉末；(2) PTA殘渣與活性污泥混合將活性污泥與預(yù)處理的PTA殘渣粉末進行混合，混合比例按照PTA殘渣粉末的質(zhì)量相對于活性污泥的體積計算，為400g/L，攪拌速率500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間30min ；(3)機械脫水將PTA殘渣粉末與活性污泥混合物進行機械脫水，過濾溫度為常溫，采用板框式壓濾機進行擠壓，過濾壓力為1.8MPa,采用正壓過濾,過濾控制時間為50min ；(4)濾餅利用濾餅利用方式為:燃燒或熱解。經(jīng)機械脫水后，按質(zhì)量比計，濾餅混合物含水率下降至38%，熱值3750kcal/kg，經(jīng)折算濾餅中PTA殘渣貢獻的熱值為1932.7kcal/kg，活性污泥中可燃物質(zhì)貢獻的熱值為1817.3kcal/kg可進行資源化利用，資源化利用的方式為:燃燒。實施例3取含水率為95%的造紙工業(yè)活性污泥，干基熱值3529.3kcal/kg。一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法如下:( I)高含水率PTA殘渣的預(yù)處理
將含水率60%的PTA殘渣進行磨碎、磨細和分級，得到粒度為60目 100目的PTA殘洛粉末； (2) PTA殘渣與活性污泥混合將活性污泥與預(yù)處理的PTA殘渣粉末進行混合，混合比例按照PTA殘渣粉末的質(zhì)量相對于活性污泥的體積計算，為250g/L，攪拌速率400轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間20min ；(3)機械脫水將PTA殘渣粉末與活性污泥混合物進行機械脫水，過濾溫度為常溫，采用板框式壓濾機進行擠壓，過濾壓力為1.5MPa,采用正壓過濾,過濾控制時間為45min ；(4)濾餅利用濾餅利用方式為:燃燒或熱解。經(jīng)機械脫水后，按質(zhì)量比計，濾餅混合物含水率下降至43%，熱值3200cal/kg，經(jīng)折算濾餅中PTA殘渣貢獻的熱值為1681.8kcal/kg,活性污泥中可燃物質(zhì)貢獻的熱值為1518.2kcal/kg可進行資源化利用，資源化利用的方式為:燃燒。實施例4取含水率為99%的城市污水處理廠活性污泥，干基熱值3865.6kcal/kg。一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法如下:(I)高含水率PTA殘渣的預(yù)處理將含水率70%的PTA殘渣進行磨碎、磨細和分級，得到粒度為80目 120目的PTA殘洛粉末；(2) PTA殘渣與活性污泥混合將活性污泥與預(yù)處理的PTA殘渣粉末進行混合，混合比例按照PTA殘渣粉末的質(zhì)量相對于活性污泥的體積計算，為150g/L，攪拌速率300轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間IOmin;(3)機械脫水將PTA殘渣粉末與活性污泥混合物進行機械脫水，過濾溫度為常溫，采用板框式壓濾機進行擠壓，過濾壓力為1.5MPa,采用正壓過濾,過濾控制時間為20min ；(4)濾餅利用濾餅利用方式為:燃燒或熱解。經(jīng)機械脫水后，按質(zhì)量比計，濾餅混合物含水率下降至50%，熱值2800kcal/kg，經(jīng)折算濾餅中PTA殘渣貢獻的熱值為1385.6kcal/kg,活性污泥中可燃物質(zhì)貢獻的熱值為1414.4kcal/kg可進行資源化利用，資源化利用的方式為:熱解。實施例5取含水率為99%的城市污水處理廠活性污泥，干基熱值3865.6kcal/kg。一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法如下:( I)高含水率PTA殘渣的預(yù)處理將含水率70%的PTA殘渣進行磨碎、磨細和分級，得到粒度為50目 100目的PTA殘洛粉末；(2) PTA殘渣與活性污泥混合將活性污泥與預(yù)處理的PTA殘渣粉末進行混合，混合比例按照PTA殘渣粉末的質(zhì)量相對于活性污泥的體積計算，為100g/L，攪拌速率550轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間15min ；
(3)機械脫水將PTA殘渣粉末與活性污泥混合物進行機械脫水，過濾溫度為常溫，采用板框式壓濾機進行擠壓，過濾壓力為1.0MPa,采用正壓過濾,過濾控制時間為30min ；(4)濾餅利用濾餅利用方式為:燃燒或熱解。經(jīng)機械脫水后，按質(zhì)量比計，濾餅混合物含水率下降至55%，熱值2500kcal/kg，經(jīng)折算濾餅中PTA殘渣貢獻的熱值為1182.4kcal/kg，活性污泥中可燃物質(zhì)貢獻的熱值為1317.6kcal/kg可進行資源化利用，資源化利用的方式為:熱解。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)高含水率PTA殘渣的預(yù)處理 對高含水率PTA殘渣進行磨碎、磨細和分級，得到粒度為30目 120目的PTA殘渣粉末； (2)高含水率PTA殘渣與活性污泥混合 將預(yù)處理后的高含水率PTA殘渣粉末與活性污泥進行混合，混合比例按照PTA殘渣粉末的質(zhì)量相對于活性污泥的體積計算，為100g/L 500g/L ； (3)機械脫水 將高含水率PTA殘渣粉末與活性污泥混合物進行機械脫水，機械脫水為正壓過濾； (4)濾餅利用 濾餅利用方式為:燃燒或熱解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法，其特征在于:上述步驟(I)中，所述的PTA殘渣含水率為50% 70%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法，其特征在于:上述步驟(2)中，所述的活性污泥為造紙廠廢水處理工藝、石化廢水處理工藝或印染廢水處理工藝中產(chǎn)生的污泥，活性污泥的含水率為90% 99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法，其特征在于:上述步驟(2)中，所述混合方式采用攪拌，攪拌速率300 600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間10 30mino
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法，其特征在于:上述步驟(3)中，過濾溫度為常溫，采用真空過濾、空氣壓力過濾或板框過濾，過濾壓力為.1.0MPa 2.0Mpa,過濾控制時間為20 60min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高含水率PTA殘渣資源化利用的方法，包括以下步驟對高含水率PTA殘渣進行磨碎、磨細和分級，得到粒度為30目～120目的PTA殘渣粉末；將預(yù)處理后的高含水率PTA殘渣粉末與活性污泥進行混合，混合比例按照PTA殘渣粉末的質(zhì)量相對于活性污泥的體積計算，為100g/L～500g/L；將高含水率PTA殘渣粉末與活性污泥混合物進行機械脫水，機械脫水為正壓過濾；濾餅利用方式為燃燒或熱解。本發(fā)明工藝流程簡單、實用，可有效實現(xiàn)高含水率PTA殘渣和活性污泥處理處置的目的，具有潛在的規(guī)?；I(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號B09B5/00GK103157651SQ20131010676
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者劉猛, 段鈺鋒, 黃冰冰 申請人:東南大學(xué)