专利名称：一种高含水率pta残渣资源化利用的方法
技术领域：
本发明涉及固体废弃物处理及再利用领域，具体涉及一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法。
背景技术：
改革开放以来，我国石油化工工业得到空前发展，众多轻纺工业和印染厂以PTA为原料，为此产生许多PTA残渣污染物，含有的COD值很高，影响排放，严重制约行业的发展；若是不处理而直接排放，这将严重污染企业及其周边环境，影响企业的可持续发展。据估计，每100万吨PTA排出含水量50% 60%的PTA残渣在0.7 I万吨，2014年全国PTA产能将达3500万吨，届时PTA残渣将会达到40-70万吨。PTA残渣的主要成分有:水、苯甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、醋酸钴和醋酸锰等，其中苯多甲酸(苯甲酸-苯六甲酸)占PTA残渣干料的80%以上。PTA残渣为白色晶体或粉末，含水量一般在50% 60%，结构松散，有很大的比表面积，且热值较高。目前PTA残渣的处理方法主要有焚烧、用于制造抵挡物质、分离回收其中的有用组分三类方法。分离回收其中的有用组分方法主要采用物理或化学的方法来分离回收其中的苯甲酸、对苯二甲酸、钴、锰等部分组分，如:CN101747173A，CN1195660A, CN1253942A,CN101096334A，CN1611481A，CN100408491C等。用于制造低档的涂料、增塑剂、苯羧酸脂、活性炭、不饱和树脂等，如 CN1078738A，CN1079489A, CN1163883A, CN1490300A, CN1249013C,CN1508067A等。但是由于上述专利所涉及到的技术难度较大，投资成本较高以及产品的复杂性，上述方法并没有得到普遍推广。焚烧作为最简单最实用的处理PTA残渣的方法目前应用较多，如CN1279272A、CN2392992Y、CN1161193C、CN2503364Y、CN101261011B 等。但是 PTA 残渣的含水量大，并且熔点较低(70°C -140°C)，因此在锅炉设备中焚烧PTA残渣首先需要对其进行脱水，然后再通过锅炉的余热对残渣进行加热使其变成液态然后再喷射进入炉内焚烧。上述工艺比较复杂，而且残渣在锅炉焚烧中极易对锅炉设备产生腐蚀。因此，如何充分有效并且安全清洁的实现高含水率PTA残渣的资源化利用十分重要。含水活性污泥的水份高、粘度大、流动性差，热值较低；含有大量的纤维，为絮状胶体结构，不易脱水，属于均匀高固多相流体的范畴。含水活性污泥的热处理利用能较大程度地达到活性污泥的减量化、无害化、稳定化，并且能利用其低位热值。但是预干燥处理需要消耗大量的热量，并且会产生有害气体、残渣等二次污染，导致成本高、能耗高、二次污染难治理等问题。活性污泥的处理与处置一般流程是:浓缩一硝化一脱水一填埋或焚烧。通常把活性污泥的稳定和脱水称作活性污泥的处理，将活性污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用称为活性污泥的处置。无论是焚烧、填埋还是堆肥资源化利用，活性污泥的高含水率都是关键限制因素。一般二沉池排出的活性污泥含水率高达98%甚至99%，经浓缩处理后活性污泥含水率也在97%左右。目前活性污泥的处理，主要是添加不同的聚合物改性再进行机械脱水。CN200610130119.6, CN200710026547.9, CN200810073603.9,CN200910063774.8，CN201010184793.9，CN20101029361.0，CN201110031386.9 等专利详细
介绍了无机添加物，例如生物质粉末、矿渣、废渣等改善污泥脱水性能的技术。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法，该方法综合考虑了高含水率PTA残渣和活性污泥的性质，将两种物质混合搅拌压滤脱水，制备滤饼，本发明所制备的滤饼燃料可用于燃烧或热解。本发明采用的技术方案为:一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法，包括以下步骤:( I)高含水率PTA残渣的预处理对高含水率PTA残渣进行磨碎、磨细和分级，得到粒度为30目 120目的PTA残渣粉末；(2)高含水率PTA残渣与活性污泥混合将预处理后的高含水率PTA残渣粉末与活性污泥进行混合，混合比例按照PTA残渣粉末的质量相对于活性污泥的体积计算，为100g/L 500g/L ；(3)机械脱水将高含水率PTA残渣粉末与活性污泥混合物进行机械脱水，机械脱水为正压过滤；(4)滤饼利用滤饼利用方式为:燃烧或热解。经机械脱水后，按质量比计，滤饼混合物含水率下降至35% 55%，热值在2500kcal/kg 4000kcal/kg，可进行资源化利用，资源化利用的方式为:燃烧或热解。作为优选，上述步骤(I)中，所述的PTA残渣含水率为50% 70%。作为优选，上述步骤(2)中，所述的活性污泥为造纸厂废水处理工艺、石化废水处理工艺或印染废水处理工艺中产生的污泥，活性污泥的含水率为90% 99%。作为优选，上述步骤(2)中，所述混合方式采用搅拌，搅拌速率300 600转/分钟，搅拌时间10 30min。作为优选，上述步骤(3)中，过滤温度为常温，采用真空过滤、空气压力过滤或板框过滤，过滤压力为1.0MPa 2.0Mpa,过滤控制时间为20 60min。有益效果:本发明提出了一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法，将高含水率PTA残渣与活性污泥混合机械压滤制备滤饼燃料。一方面活性污泥的加入有助于改善PTA残渣的低熔点特性(PTA残渣熔融温度70°C 140°C)，同时可以减少残渣焚烧时对焚烧设备的腐蚀和堵塞；另一方面高含水率PTA残渣结构松散，含水量50% 60%，有很大的比表面积，能吸附活性污泥胶体物质，并形成空隙率很高的滤饼，里面刚性颗粒状结构晶体物质可作为助滤剂，在与活性污泥脱水过程中容易形成滤饼骨架，降低过滤阻力。两者混合压滤后混合物的含水率下降至35%-55%，而热值却达2500kcal/kg_4000kcal/kg,完全可以作为焚烧炉的主要燃料。本发明工艺流程简单、实用，可有效实现高含水率PTA残渣和活性污泥处理处置的目的，具有潜在的规模化工业应用前景。
具体实施例方式实施例1取含水率为90%的石油化工行业活性污泥，干基热值4832.3kcal/kg。一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法如下:( I)高含水率PTA残渣的预处理将含水率为50%的PTA残渣进行磨碎、磨细和分级，得到粒度为30目 90目的PTA残渣粉末；(2) PTA残渣与活性污泥混合将活性污泥与预处理的PTA残渣粉末进行混合，混合比例按照PTA残渣粉末的质量相对于活性污泥的体积计算，为500g/L，搅拌速率600转/分钟，搅拌时间30min ；(3)机械脱水将PTA残渣粉末与活性污泥混合物进行机械脱水，过滤温度为常温，采用板框式压滤机进行挤压，过滤压力为2.0MPa,采用正压过滤,过滤控制时间为60min ；(4)滤饼利用滤饼利用方式为:燃烧或热解。经机械脱水后，按质量比计，滤饼混合物含水率为35%，热值4000kcal/kg，经折算滤饼中PTA残渣贡献的热值为2168.4kcal/kg,活性污泥中可燃物质贡献的热值为1831.6kcal/kg可进行资源化利用，资源化利用的方式为:燃烧。实施例2取含水率为90%的石油化工行业活性污泥，干基热值4832.3kcal/kg。一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法如下:( I)高含水率PTA残渣的预处理将含水率55%的PTA残渣进行磨碎、磨细和分级，得到粒度为60目 100目的PTA残洛粉末；(2) PTA残渣与活性污泥混合将活性污泥与预处理的PTA残渣粉末进行混合，混合比例按照PTA残渣粉末的质量相对于活性污泥的体积计算，为400g/L，搅拌速率500转/分钟，搅拌时间30min ；(3)机械脱水将PTA残渣粉末与活性污泥混合物进行机械脱水，过滤温度为常温，采用板框式压滤机进行挤压，过滤压力为1.8MPa,采用正压过滤,过滤控制时间为50min ；(4)滤饼利用滤饼利用方式为:燃烧或热解。经机械脱水后，按质量比计，滤饼混合物含水率下降至38%，热值3750kcal/kg，经折算滤饼中PTA残渣贡献的热值为1932.7kcal/kg，活性污泥中可燃物质贡献的热值为1817.3kcal/kg可进行资源化利用，资源化利用的方式为:燃烧。实施例3取含水率为95%的造纸工业活性污泥，干基热值3529.3kcal/kg。一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法如下:( I)高含水率PTA残渣的预处理
将含水率60%的PTA残渣进行磨碎、磨细和分级，得到粒度为60目 100目的PTA残洛粉末； (2) PTA残渣与活性污泥混合将活性污泥与预处理的PTA残渣粉末进行混合，混合比例按照PTA残渣粉末的质量相对于活性污泥的体积计算，为250g/L，搅拌速率400转/分钟，搅拌时间20min ；(3)机械脱水将PTA残渣粉末与活性污泥混合物进行机械脱水，过滤温度为常温，采用板框式压滤机进行挤压，过滤压力为1.5MPa,采用正压过滤,过滤控制时间为45min ；(4)滤饼利用滤饼利用方式为:燃烧或热解。经机械脱水后，按质量比计，滤饼混合物含水率下降至43%，热值3200cal/kg，经折算滤饼中PTA残渣贡献的热值为1681.8kcal/kg,活性污泥中可燃物质贡献的热值为1518.2kcal/kg可进行资源化利用，资源化利用的方式为:燃烧。实施例4取含水率为99%的城市污水处理厂活性污泥，干基热值3865.6kcal/kg。一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法如下:(I)高含水率PTA残渣的预处理将含水率70%的PTA残渣进行磨碎、磨细和分级，得到粒度为80目 120目的PTA残洛粉末；(2) PTA残渣与活性污泥混合将活性污泥与预处理的PTA残渣粉末进行混合，混合比例按照PTA残渣粉末的质量相对于活性污泥的体积计算，为150g/L，搅拌速率300转/分钟，搅拌时间IOmin;(3)机械脱水将PTA残渣粉末与活性污泥混合物进行机械脱水，过滤温度为常温，采用板框式压滤机进行挤压，过滤压力为1.5MPa,采用正压过滤,过滤控制时间为20min ；(4)滤饼利用滤饼利用方式为:燃烧或热解。经机械脱水后，按质量比计，滤饼混合物含水率下降至50%，热值2800kcal/kg，经折算滤饼中PTA残渣贡献的热值为1385.6kcal/kg,活性污泥中可燃物质贡献的热值为1414.4kcal/kg可进行资源化利用，资源化利用的方式为:热解。实施例5取含水率为99%的城市污水处理厂活性污泥，干基热值3865.6kcal/kg。一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法如下:( I)高含水率PTA残渣的预处理将含水率70%的PTA残渣进行磨碎、磨细和分级，得到粒度为50目 100目的PTA残洛粉末；(2) PTA残渣与活性污泥混合将活性污泥与预处理的PTA残渣粉末进行混合，混合比例按照PTA残渣粉末的质量相对于活性污泥的体积计算，为100g/L，搅拌速率550转/分钟，搅拌时间15min ；
(3)机械脱水将PTA残渣粉末与活性污泥混合物进行机械脱水，过滤温度为常温，采用板框式压滤机进行挤压，过滤压力为1.0MPa,采用正压过滤,过滤控制时间为30min ；(4)滤饼利用滤饼利用方式为:燃烧或热解。经机械脱水后，按质量比计，滤饼混合物含水率下降至55%，热值2500kcal/kg，经折算滤饼中PTA残渣贡献的热值为1182.4kcal/kg，活性污泥中可燃物质贡献的热值为1317.6kcal/kg可进行资源化利用，资源化利用的方式为:热解。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)高含水率PTA残渣的预处理 对高含水率PTA残渣进行磨碎、磨细和分级，得到粒度为30目 120目的PTA残渣粉末； (2)高含水率PTA残渣与活性污泥混合 将预处理后的高含水率PTA残渣粉末与活性污泥进行混合，混合比例按照PTA残渣粉末的质量相对于活性污泥的体积计算，为100g/L 500g/L ； (3)机械脱水 将高含水率PTA残渣粉末与活性污泥混合物进行机械脱水，机械脱水为正压过滤； (4)滤饼利用 滤饼利用方式为:燃烧或热解。
2.根据权利要求1所述的一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法，其特征在于:上述步骤(I)中，所述的PTA残渣含水率为50% 70%。
3.根据权利要求1所述的一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法，其特征在于:上述步骤(2)中，所述的活性污泥为造纸厂废水处理工艺、石化废水处理工艺或印染废水处理工艺中产生的污泥，活性污泥的含水率为90% 99%。
4.根据权利要求1所述的一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法，其特征在于:上述步骤(2)中，所述混合方式采用搅拌，搅拌速率300 600转/分钟，搅拌时间10 30mino
5.根据权利要求1所述的一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法，其特征在于:上述步骤(3)中，过滤温度为常温，采用真空过滤、空气压力过滤或板框过滤，过滤压力为.1.0MPa 2.0Mpa,过滤控制时间为20 60min。
全文摘要
本发明公开了一种高含水率PTA残渣资源化利用的方法，包括以下步骤对高含水率PTA残渣进行磨碎、磨细和分级，得到粒度为30目～120目的PTA残渣粉末；将预处理后的高含水率PTA残渣粉末与活性污泥进行混合，混合比例按照PTA残渣粉末的质量相对于活性污泥的体积计算，为100g/L～500g/L；将高含水率PTA残渣粉末与活性污泥混合物进行机械脱水，机械脱水为正压过滤；滤饼利用方式为燃烧或热解。本发明工艺流程简单、实用，可有效实现高含水率PTA残渣和活性污泥处理处置的目的，具有潜在的规模化工业应用前景。
文档编号B09B5/00GK103157651SQ20131010676
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日
发明者刘猛, 段钰锋, 黄冰冰 申请人:东南大学