污泥生物沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种污泥生物沥青及其制备方法，包括以下步骤：(1)将重量比为1:10～20的烘干后的污泥和醇加入至反应釜内，搅拌并加热，在温度为265～300℃且压力为5～11MPa下进行反应30～120min，降温，得到反应混合物；(2)将所述反应混合物进行固液分离，得到固体和母液；(3)将母液浓缩，得到污泥重油；(4)将污泥重油与石油沥青混合，得到污泥生物沥青；其中，污泥重油与石油沥青的重量比为5～30:70～95。本发明专利技术的制备方法所得的污泥生物沥青的性能较好。好。

【技术实现步骤摘要】
污泥生物沥青及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种污泥生物沥青及其制备方法。

技术介绍

[0002]一方面，随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，我国城市污水产量也急剧增长，而污泥作为污水处理厂的终端产物，其产量也随之增加。同时，污泥中含有大量的致病菌、寄生虫、放射性元素和重金属元素等难以降解的有毒有害物质，也含有潜在利用价值的无毒有机物质和营养元素(氮、磷、钾和各种微量元素)，如果处置不当，会对生态环境和人类健康产生严重危害。因此，城市污泥的处置引起了人们的高度重视。
[0003]另一方面，随着我国经济快速增长，沥青消费量逐年攀升。当前，我国沥青市场分布于道路建设、机场建设、建筑防水及水利工程等行业，其中，道路建设占沥青消费总量的76％左右，成为沥青最主要的消费领域，但石油沥青作为原油加工过程中的副产品，是一种不可再生资源，随着既有路面养护和新建沥青路面需求的不断增加，沥青材料的大量消耗将不可避免。因此，人们开始研究如何将污泥与石油沥青复配，制备出可代替石油沥青的污泥沥青，用于道路建设。
[0004]此外，还有些人针对污泥含有大量有机物这一特点，以城市污泥为原材料来制备污泥生物油。所制得的污泥生物油一般用作燃料。
[0005]CN1381316A公开了一种下水道污泥的处理方法，其包括如下步骤：(1)在450～550℃的温度下，把污泥烘干2～3小时；(2)在室温下，自然冷却10～12小时；(3)把颗粒不均匀的污泥辗压成80～120目的粉末；(4)把污泥粉末与沥青按重量比1:8～10均匀混合成沥青材料。CN104109398B公开了一种生化污泥作为路面沥青的改性成分的方法，包括首先将生化污泥与石灰或电石渣混合反应脱水，再与沥青在混合装备中充分混合及脱水，制得改性沥青。上述两个专利文献中，将脱水后的污泥与沥青直接混合，所得到的沥青材料的性能仍待提高。
[0006]CN102911691A公开了一种市政污泥超临界热解制备生物油的方法：将出厂污泥直接投入高压密封反应釜中，采用氮气反复吹扫，达到惰性氛围；程序升温，氮气补压，使原料污泥中的水在反应器中达到超临界状态，进而实现污泥在超临界中的热解反应；反应产物经真空过滤，分液萃取，旋转蒸发后，获得可用作液体燃料的热解生物油。上述专利文献未提及副产物如何利用。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种污泥生物沥青的制备方法，该制备方法所得到的污泥生物沥青的性能较好，可达到70#基质石油沥青和90#基质石油沥青的规范要求。进一步地，该制备方法实现了污泥的资源化处理以及一定程度上可以缓解对石油沥青的依赖性。本专利技术的另一个目的在于提供一种污泥生物沥青。
[0008]本专利技术通过如下技术方案达到上述目的。
[0009]本专利技术提供一种污泥生物沥青的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将重量比为1:10～20的烘干后的污泥和醇加入至反应釜内，搅拌并加热，在温度为265～300℃且压力为5～11MPa下进行反应30～120min，降温，得到反应混合物；；
[0011](2)将所述反应混合物进行固液分离，得到固体和母液；
[0012](3)将母液浓缩，得到污泥重油；
[0013](4)将污泥重油与石油沥青混合，得到污泥生物沥青；其中，污泥重油与石油沥青的重量比为5～30:70～95。
[0014]根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)中，所述醇选自甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。
[0015]根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)中，反应温度为270～280℃，反应压力为6～9.5MPa，反应时间为50～90min。
[0016]根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)之前还包括：将污泥在100～110℃下烘干。
[0017]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述烘干后的污泥与所述醇的重量比为1:10～16。
[0018]根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)中，加热之前还包括向反应釜内通入惰性气体以置换反应釜内的空气。
[0019]根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(3)中，浓缩为减压蒸馏，减压蒸馏温度为150～220℃，真空度为0.1MPa。
[0020]根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(4)中，所述石油沥青为50#基质石油沥青；所述污泥重油与石油沥青的重量比为5～20:80～95。
[0021]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述污泥重油与石油沥青的混合包括以下具体步骤：
[0022](i)将石油沥青在135～145℃下加热至流动态；
[0023](ii)向流动态的石油沥青中加入所述污泥重油，并在135～145℃下高速剪切，剪切速率为1800～2500rpm，剪切时间为20～40min，得到污泥生物沥青。
[0024]本专利技术还提供一种用于道路建设的污泥生物沥青，其根据如上所述的制备方法制备得到。
[0025]采用本专利技术的制备方法所制得的污泥重油与石油沥青复配，可制备出与70#基质石油沥青和90#基质石油沥青的性能相当的污泥生物沥青，用于道路建设。本专利技术实现了污泥的资源化利用，在一定程度上可以缓解对石油沥青的依赖性。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0027]现有技术中，一般采用脱水后的污泥和沥青直接混合，得到沥青材料，但所得到的沥青材料的性能仍较差，性能不如70#基质石油沥青和90#基质石油沥青。目前为止，还未发现有将污泥处理后的污泥重油与石油沥青混合获得污泥生物沥青的报道。
[0028]本专利技术的污泥生物沥青的制备方法包括如下步骤：污泥烘干步骤；污泥反应步骤；
固液分离步骤；获得污泥重油的步骤；污泥重油与石油沥青的混合步骤。
[0029]<污泥烘干步骤>
[0030]将污泥在100～110℃下烘干，优选地，将污泥在105～110℃下烘干。这样有利于下一步污泥在醇下的反应，提高所得污泥重油的收率。现有技术通常采用这种污泥与沥青混合。本专利技术则将其进行进一步处理，从而改善污泥生物沥青的性能。
[0031]<污泥反应步骤>
[0032]将重量比为1:10～20的烘干后的污泥和醇加入至反应釜内，搅拌并加热，在温度为265～300℃，压力为5～11MPa下进行反应30～120min，降温，得到反应混合物。根据本专利技术的一个实施方式，将1重量份的烘干后的污泥和10～20重量份的醇加入至反应釜内，搅拌并加热，在温度为265～300℃，压力为5～11MPa下进行反应30～120min，降温，得到反应混合物。
[0033]在本专利技术中，烘干后的污泥与醇的重量比可以为1:10～20，优选为1:10～16，更优选为1:14～16。醇可以为烷基醇，例如C1～C8的烷基醇。C1～C8的烷基的实例包括但不限于甲基，乙基，丙基，异本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥生物沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将重量比为1:10～20的烘干后的污泥和醇加入至反应釜内，搅拌并加热，在温度为265～300℃且压力为5～11MPa下进行反应30～120min，降温，得到反应混合物；(2)将所述反应混合物进行固液分离，得到固体和母液；(3)将母液浓缩，得到污泥重油；(4)将污泥重油与石油沥青混合，得到污泥生物沥青；其中，污泥重油与石油沥青的重量比为5～30:70～95。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述醇选自甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，反应温度为270～280℃，反应压力为6～9.5MPa，反应时间为50～90min。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)之前还包括：将污泥在100～110℃下烘干。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述烘干后的污泥与所述醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁勇杰，曹雪娟，李志豪，邓梅，尚婷，袁颖，伍燕，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：