專利名稱：原位酯化污水處理廠浮渣制取生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于清潔能源開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及原位酯化污水處理廠浮渣制取生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
大量城市污水處理廠運營過程中，在污水預(yù)處理及二級沉淀池都會產(chǎn)生大量的浮渣。浮渣中含有大約30%的脂類，因此，在后續(xù)的處理中，會引起污泥消化池中污泥上浮以 及污泥脫水濾布堵塞等操作問題。另一方面，生物柴油作為清潔的可再生能源，可作為優(yōu)質(zhì)的石、柴油代用品。當(dāng)以純油為原材料時，原材料成本占到總生產(chǎn)成本的70%以上。因此，尋求廉價的生物原材料成了生物柴油制取的制約因素。雖然利用城市污水處理廠污泥制取生物柴油在國內(nèi)尚未有報道，國外的專利目前有 2 項(1)專利號US7638314，專利持有人Zappi Mark E ；French WilliamTodd ；Hernandez Rafael ；Dufreche Stephen Thomas,專利名稱Production ofbiodiesel andother valuable chemicals from wastewater treatment plant sludges ； (2)專利號20090325253,專利持有人Miguel ASCON ；Dolores ASC0N，專利名稱Methods andsystems for production of biofuels and bioenergy products fromsewage sludge.。以上專利，均采用污水處理廠的污泥。污水處理廠的初沉污泥，含有18%左右的脂類；污水處理廠的二沉污泥，含有10%左右的脂類。相對于浮渣而言，其制取生物柴油的潛力有限。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供原位酯化污水處理廠浮渣制取生物柴油的方法，以城市污水處理廠浮渣為原材料，進(jìn)行原位酯化制取生物柴油，以獲得最大的生物柴油產(chǎn)率。原位酯化污水處理廠浮渣制取生物柴油的方法，包括如下步驟第一步，浮渣預(yù)處理以污水處理廠產(chǎn)生的浮渣，首先通過2mm的篩網(wǎng)過濾，在沉淀4h后，經(jīng)3000rpm的轉(zhuǎn)速離心20min，得到濃縮的浮渣，濃縮的浮渣經(jīng)過103°C的烘箱烘烤8_10h，使含水率小于5%，得到干化后的污泥；第二步，原位酯化取5g干化后的污泥，加入10(Tl30ml濃度為100%的甲醇，再滴加3 5ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸溶液，在55-75°C溫度下攪拌反應(yīng)24小時；第三步，提取原位酯化后的混合液在空氣中自然降溫至室溫，加入100-130ml濃度100%的正己燒溶液，混合反應(yīng)3-5min,在3000rpm條件下離心，固體物拋棄，上清液回收，該過程重復(fù)3次；第四步，萃取、過濾及產(chǎn)品收獲
通過分液漏斗，收集上層的正己烷相，正己烷相通過鋪有無水硫酸鈉的過濾裝置，濾液收集，收集的濾液中的正己烷和甲醇經(jīng)蒸發(fā)后的殘余物，即得生物柴油。本發(fā)明以城市污水處理廠浮渣為原材料原位酯化制取生物柴油，解決了污水處理廠浮渣的處理處置問題，生物柴油產(chǎn)率達(dá)到20%以上，比污泥制取生物柴油的產(chǎn)率至少提高 100%。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實施例一第一步，浮渣預(yù)處理以污水處理廠產(chǎn)生的浮渣，首先通過2mm的篩網(wǎng)過濾，在沉淀4h后，經(jīng)3000rpm的 轉(zhuǎn)速離心20min，得到濃縮的浮渣，濃縮的浮渣經(jīng)過103°C的烘箱烘烤8_10h，使含水率小于5%，得到干化后的污泥；第二步，原位酯化取5g干化后的污泥，加入130ml濃度為100%的甲醇，再滴加5ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸溶液，在55° C溫度下攪拌反應(yīng)24小時；第三步，提取原位酯化后的混合液在空氣中自然降溫至室溫，加入100濃度100%的正己烷溶液，混合反應(yīng)3min,在3000rpm條件下離心3min,固體物拋棄,上清液回收,該過程重復(fù)3次；第四步，萃取、過濾及產(chǎn)品收獲通過分液漏斗，收集上層的正己烷相，正己烷相通過鋪有無水硫酸鈉的過濾裝置，濾液收集，收集的濾液中的正己烷和甲醇經(jīng)蒸發(fā)后的殘余物，即得生物柴油，在該條件下，生物柴油產(chǎn)率為21. 98% (以干污泥計)。實施例二第一步，浮渣預(yù)處理，與實施例--致；第二步，原位酯化取5g干化后的污泥，加入IOOml濃度為100%的甲醇，再滴加3. 5ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸溶液，在65°C溫度下攪拌反應(yīng)24小時；第三步，提取原位酯化后的混合液在空氣中自然降溫至室溫，加入IOOml濃度100%的正己烷溶液，混合反應(yīng)3min,在3000rpm條件下離心3min,固體物拋棄,上清液回收,該過程重復(fù)3次； 第四步，萃取、過濾及產(chǎn)品收獲通過分液漏斗，收集上層的正己烷相，正己烷相通過鋪有無水硫酸鈉的過濾裝置，濾液收集，收集的濾液中的正己烷和甲醇經(jīng)蒸發(fā)后的殘余物，即得生物柴油，在該條件下，生物柴油產(chǎn)率為21. 58% (以干污泥計)。實施例三第一步，浮渣預(yù)處理，與實施例--致；
第二步，原位酯化取5g干化后的污泥，加入120ml濃度為100%的甲醇，再滴加4ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸溶液，在75°C溫度下攪拌反應(yīng)24小時；第三步，提取原位酯化后的混合液在空氣中自然降溫至室溫，加入IOOml濃度100%的正己烷溶液，混合反應(yīng)3min,在3000rpm條件下離心3min,固體物拋棄,上清液回收,該過程重復(fù)3次；第四步，萃取、過濾及產(chǎn)品收獲通過分液漏斗，收集上層的正己烷相，正己烷相通過鋪有無水硫酸鈉的過濾裝置，濾液收集，收集的濾液中的正己烷和甲醇經(jīng)蒸發(fā)后的殘余物，即得生物柴油，在該條件下，生物柴油產(chǎn)率為21. 69% (以干污泥計)。 實施例四第一步，浮渣預(yù)處理，與實施例--致；第二步，原位酯化取5g干化后的污泥，加入IlOml濃度為100%的甲醇，再滴加3ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸溶液，在70°C溫度下攪拌反應(yīng)24小時；第三步，提取原位酯化后的混合液在空氣中自然降溫至室溫，加入130ml濃度100%的正己燒溶液，混合反應(yīng)5min,在3000rpm條件下離心3min,固體物拋棄,上清液回收,該過程重復(fù)3次；第四步，萃取、過濾及產(chǎn)品收獲通過分液漏斗，收集上層的正己烷相，正己烷相通過鋪有無水硫酸鈉的過濾裝置，濾液收集，收集的濾液中的正己烷和甲醇經(jīng)蒸發(fā)后的殘余物，即得生物柴油，在該條件下，生物柴油產(chǎn)率為21. 62% (以干污泥計)。
權(quán)利要求
1.原位酯化污水處理廠浮渣制取生物柴油的方法，其特征在于，包括如下步驟 第一步，浮渣預(yù)處理 以污水處理廠產(chǎn)生的浮渣，首先通過2mm的篩網(wǎng)過濾，在沉淀4h后，經(jīng)3000rpm的轉(zhuǎn)速離心20min，得到濃縮的浮渣，濃縮的浮渣經(jīng)過103°C的烘箱烘烤8-10h，使含水率小于5%，得到干化后的污泥； 第二步，原位酯化 取5g干化后的污泥，加入10(Tl30ml濃度為100%的甲醇，再滴加3 5ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸溶液，在55-75°C溫度下攪拌反應(yīng)24小時； 第二步，提取 原位酯化后的混合液在空氣中自然降溫至室溫，加入100-130ml濃度100%的正己烷溶液，混合反應(yīng)3-5min,在3000rpm條件下離心，固體物拋棄，上清液回收，該過程重復(fù)3次；第四步，萃取、過濾及產(chǎn)品收獲 通過分液漏斗，收集上層的正己烷相，正己烷相通過鋪有無水硫酸鈉的過濾裝置，濾液收集，收集的濾液中的正己烷和甲醇經(jīng)蒸發(fā)后的殘余物，即得生物柴油。
全文摘要
原位酯化污水處理廠浮渣制取生物柴油的方法，將浮渣預(yù)處理，得到干化后的污泥；取干化后的污泥，加入甲醇和硫酸溶液，在合適的溫度下攪拌反應(yīng)，進(jìn)行原位酯化；將原位酯化后的混合液降至室溫，加入正己烷溶液，混合反應(yīng)-離心-固體物拋棄-上清液回收-萃取-過濾，即得到生物柴油，本發(fā)明以城市污水處理廠浮渣為原材料原位酯化制取生物柴油，解決了污水處理廠浮渣的處理處置問題，生物柴油產(chǎn)率達(dá)到20%以上，比污泥制取生物柴油的產(chǎn)率至少提高100%。
文檔編號C11C3/04GK102925294SQ20121048848
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者王怡, 白小娟, 艾怡霏, 彭黨聰, 趙景嬋 申請人:西安建筑科技大學(xué)