一種提高初沉污泥中油脂含量的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高初沉污泥中油脂含量的方法，包括如下步驟：對污水進行攪拌的步驟；使污泥進行沉淀的步驟，由于不同油脂含量的污泥在加熱條件下沉淀速率不同，根據(jù)這將油脂含量高的部分分離出來；選擇沉淀速率快的污泥為原料，經(jīng)熱干燥得到干燥的污泥；對污泥進行研磨的步驟；萃取的步驟，采用索氏提取的方法進行提??；對提取劑進行蒸發(fā)的步驟，將油脂提取后的物質(zhì)進行加熱，提取劑蒸發(fā)完全后烘干，成為固態(tài)的油脂提取物；對油脂提取物進行甲酯化的步驟，在固態(tài)的油脂提取物加人硫酸、甲醇溶液發(fā)生甲酯化反應(yīng)，然后采萃取生成物，即得生物柴油；本發(fā)明操作簡單、安全，且提取效果好，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的初沉污泥中油脂含量過低的技術(shù)問題。
【專利說明】
一種提高初沉污泥中油脂含量的方法
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001 ]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種生物柴油，具體地說是一種提高初沉污泥中油脂含量的方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002]目前，我國能源工業(yè)雖然持續(xù)發(fā)展，為經(jīng)濟發(fā)展做出了積極的貢獻，但是能源危機和環(huán)境污染問題依然日益凸顯。能源危機和環(huán)境危機促使可再生的清潔能源的開發(fā)成為當務(wù)之急。目前生產(chǎn)生物柴油的原料主要是大豆油、菜籽油、向日葵油、棕櫚油等，這些原料的成本占了生物柴油制品總成本的70%_80%，這高額的制作成本嚴重阻礙了生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時由于這些植物的生長需要大量的土地，搶占了糧食作物的生長空間，容易引發(fā)糧食危機。
[0003]而城市污水處理廠的污泥由于它本身就是廢棄物、污染物，所以得到它的成本很低。它產(chǎn)量豐富，而且源源不斷即能滿足生物柴油生產(chǎn)的成本要求，又能保障原料供應(yīng)，最后也能解決污泥的處理問題。因此，用城市污泥制備生物柴油是一個非常有前景的應(yīng)用。目前，用城市污泥制備生物柴油的主要問題在于污泥中的油脂含量過低，導致生物柴油的生產(chǎn)成本過高，提高污泥中的油脂含量將是解決這一問題的根本方法。初沉污泥為剛進入污水處理廠初沉池的污水。初沉污泥是剛進入污水處理廠初沉池的污水，它里面的油脂是來源于污水中沒有分解的油脂，因此，提高初沉泥油脂含量的基本方法就是去除油脂含量低的那部分污泥，選取油脂含量高的那部分污泥。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的就是要解決上述的不足而提供一種提高初沉污泥中油脂含量的方法，操作簡單、安全，且提取效果好，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的初沉污泥中油脂含量過低的技術(shù)問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的設(shè)計一種提高初沉污泥中油脂含量的方法，包括如下步驟，
[0006]I)對污水進行攪拌的步驟:以污水為原料，然后在加熱80°C的條件下用攪拌機進行攪拌，然后靜置2小時；
[0007]2)使污泥進行沉淀的步驟:將靜置后的污水放入梨形分液容器中，然后將污泥分成上中下三部分；
[0008]3)對污泥進行干燥的步驟:以分離出來的污泥為原料，經(jīng)熱干燥得到干燥的污泥；
[0009]4)對污泥進行研磨的步驟:將污泥研磨到粒徑為70_80μπι，再在50_70°C的烘箱中進行烘烤，烘烤4-8小時，最后冷卻室溫；
[0010]5)萃取的步驟:以正己烷為提取劑，采用索氏提取的方法進行提?。?br>[0011]6)對提取劑進行蒸發(fā)的步驟:將油脂提取后的物質(zhì)進行加熱，直至提取劑蒸發(fā)完全，然后放在烘箱中烘干，成為固態(tài)的油脂提取物；
[0012]7)對固態(tài)的油脂提取物進行甲酯化的步驟:在固態(tài)的油脂提取物中加入硫酸、甲醇溶液，在50-80°C下發(fā)生甲酯化反應(yīng)，然后采用正己烷溶劑萃取脂肪酸甲酯，即得生物柴油。
[0013]作為優(yōu)選，步驟I)中，所述污水為剛進入污水處理廠初沉池的污水。
[0014]作為優(yōu)選，步驟I)中，污水攪拌是在轉(zhuǎn)速為800-900r/min，攪拌時間為4-10min的條件下完成的。
[0015]作為優(yōu)選，步驟2)中，根據(jù)污水中不同油脂含量的污泥沉淀速度不同，而將油脂含量尚的污泥分尚出來。
[0016]作為優(yōu)選，步驟2)中，根據(jù)污泥的沉淀規(guī)律，將其分成四個時間段進行沉淀，沉淀時間段分別為 0-10min、10-60min、l-3h、3-24h。
[0017]作為優(yōu)選，步驟3)中，污泥干燥是在油浴鍋干燥，處理條件為，在105°C下干燥10小時，所得干污泥的含水量小于I %。
[0018]作為優(yōu)選，步驟6)中，首先，在油浴鍋中105°C下干燥，當提取劑都蒸發(fā)后，將其放入烘箱中，在80°C下干燥12小時，之后在干燥環(huán)境下冷卻到室溫，最后稱量。
[0019]作為優(yōu)選，步驟7)中，所述硫酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為98%，所述甲醇溶液為無水甲醇。
[0020]作為優(yōu)選，步驟7)中，以Ig固態(tài)的油脂提取物來計算，若將5g固態(tài)的油脂提取物放入反應(yīng)容器中，則加入198ml無水甲醇使之溶解，再加入2-4ml濃硫酸，在50-80°C下加熱回流20-50min，接著加正己烷提取甲酯化產(chǎn)物，取出上清液，下層再用正己烷洗滌，分離，最后得到的上清液再蒸干。
[0021 ]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0022](I)作為制備生物柴油的原料，城市污泥每年產(chǎn)量大且含有相當含量的油脂，滿足生物柴油原料成本低廉、可持續(xù)供應(yīng)的要求，同時也降低了污泥處理成本和風險，為污泥資源的利用找到了一個新思路；
[0023](2)根據(jù)不同油脂含量的污泥沉淀速率及沉淀時間的不同，而將它們分離，將油脂含量高的污泥分離出來，以得到最佳油脂含量的污泥，從而提高了這部分污泥的油脂含量，降低了這部分污泥生產(chǎn)生物柴油的成本；
[0024](3)油脂提取的方法為索氏提取，其優(yōu)點是操作簡單、安全，且提取效果好，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的初沉污泥中油脂含量過低的技術(shù)問題。
[【具體實施方式】]
[0025]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作以下進一步說明:
[0026]實施例1
[0027]—種提高初沉污泥中油脂含量的方法，包括如下步驟:
[0028](I)污水的攪拌:以進入污水處理廠的污水為原料，然后在加熱80度的條件下用小型液體攪拌機以850r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5m i η;
[0029](2)污泥的沉淀:將攪拌后的污水放入梨形分液漏斗中沉淀2小時，然后將污泥分成上中下三部分；
[0030](3)污泥的干燥:以下部的污泥為原料，經(jīng)熱干燥得到干燥的污泥；
[0031](4)污泥的研磨:用研缽研磨污泥，研磨到70_80μπι，然后再在60°C烘箱中烘烤6小時，最后冷卻室溫，用于油脂提?。?br>[0032](5)萃取:以正己烷為提取劑，采用索氏提取的方法進行提取；
[0033](6)提取劑的蒸發(fā):油脂提取結(jié)束后，將圓底燒瓶放在105 0C油浴加熱中，直至提取劑完全蒸發(fā)完全。將燒瓶取出放在烘箱中12小時，第二天室溫后稱量；
[0034](7)油脂甲酯化:在提取的油脂中加人硫酸、甲醇溶液，固態(tài)的油脂提取物量為5g、濃硫酸2ml、甲醇溶液198ml，在50?80°C下發(fā)生甲酯化反應(yīng);然后采用正己烷溶劑萃取脂肪酸甲酯，即得生物柴油(經(jīng)GC-MS檢測表明長鏈脂肪酸甲酯的含量達96 % )。
[0035]實施例2
[0036]—種提高初沉污泥中油脂含量的方法，包括如下步驟:
[0037](I)污水的攪拌:以進入污水處理廠的污水為原料，然后在80度的條件下用小型液體攪拌機以850r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min;
[0038](2)污泥的沉淀:將攪拌后的污水放入梨形分液漏斗中，然后將污泥分成上中下三部分；
[0039](3)污泥的干燥:以下部的污泥為原料，經(jīng)熱干燥得到干燥的污泥；
[0040](4)污泥的研磨:用研缽研磨污泥，研磨到70_80μπι，然后再在60°C烘箱中烘烤6小時，最后冷卻室溫，用于油脂提??；
[0041](5)萃取:以正己烷為提取劑，采用索氏提取的方法進行提??；
[0042](6)提取劑的蒸發(fā):油脂提取結(jié)束后，將圓底燒瓶放在1050C油浴加熱中，直至提取劑完全蒸發(fā)完全。將燒瓶取出放在烘箱中12小時，第二天室溫后稱量；
[0043](7)油脂甲酯化:在提取的油脂中加人硫酸、甲醇溶液，固態(tài)的油脂提取物量為5g、濃硫酸2ml、甲醇溶液198ml，在50?80°C下發(fā)生甲酯化反應(yīng);然后采用正己烷溶劑萃取脂肪酸甲酯，即得生物柴油(經(jīng)GC-MS檢測表明長鏈脂肪酸甲酯的含量達96 % )。
[0044]實施例3
[0045]—種提高初沉污泥中油脂含量的方法，包括如下步驟:
[0046](I)對污水進行攪拌:以進入污水處理廠的污水為原料，然后加熱80度在攪拌機下進行攪拌lOmin，然后靜置2小時；
[0047](2)使污泥進行沉淀:將靜置后的污水放入梨形分液容器中，根據(jù)污泥的沉淀規(guī)律，將其分成幾個時間段進行沉淀，如將沉淀時間分為0-1 Omin，10-60min，l_3h，3_24h ；
[0048](3)對污泥進行干燥:以分離出來的污泥為原料，經(jīng)熱干燥得到干燥的污泥；
[0049](4)對污泥進行研磨:將污泥研磨到粒徑在70_80μπι之間，再在70 V的烘箱中進行烘烤，烘烤4小時，最后冷卻室溫；
[0050](5)萃取:以正己烷為提取劑，采用索氏提取的方法進行提取；
[0051](6)對提取劑進行蒸發(fā):將油脂提取后的物質(zhì)進行加熱，直至提取劑蒸發(fā)完全，然后放在烘箱中烘干，成為固態(tài)的油脂提取物；
[0052](7)對固態(tài)的油脂提取物進行甲酯化:在固態(tài)的油脂提取物加人硫酸、甲醇溶液，硫酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為98%，甲醇溶液為無水甲醇，若固態(tài)的油脂提取物量為5g，則濃硫酸2ml、甲醇溶液198ml，在50-80°C下發(fā)生甲酯化反應(yīng);然后采用正己烷溶劑萃取脂肪酸甲酯，即得生物柴油。
[0053]實施例4
[0054]一種提高初沉污泥中油脂含量的方法，包括如下步驟:
[0055](I)對污水進行攪拌:以進入污水處理廠的污水為原料，然后加熱80度在攪拌機下進行攪拌4min，然后靜置2小時；
[0056](2)使污泥進行沉淀:將靜置后的污水放入梨形分液容器中，根據(jù)污水中不同油脂含量的污泥沉淀速度的不同，而將油脂含量高的污泥分離出來；
[0057](3)對污泥進行干燥:以分離出來的污泥為原料，經(jīng)熱干燥得到干燥的污泥；
[0058](4)對污泥進行研磨:將污泥研磨到粒徑在70_80μπι之間，再在50°C的烘箱中進行烘烤，烘烤8小時，最后冷卻室溫；
[0059](5)萃取:以正己烷為提取劑，采用索氏提取的方法進行提??；
[0060](6)對提取劑進行蒸發(fā):將油脂提取后的物質(zhì)進行加熱，直至提取劑蒸發(fā)完全，然后放在烘箱中烘干，成為固態(tài)的油脂提取物；
[0061](7)對固態(tài)的油脂提取物進行甲酯化:在固態(tài)的油脂提取物加人硫酸、甲醇溶液，硫酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為98%，甲醇溶液為無水甲醇，將5g固態(tài)的油脂提取物來放入一個反應(yīng)容器中，加人198ml無水甲醇使之溶解，再加人2?4ml濃硫酸，在50?80°C下加熱回流20?50min，接著，加正己烷提取甲酯化產(chǎn)物，取出上清液，下層再用正己烷洗滌，分離，最后得到的上清液再蒸干。
[0062]本發(fā)明并不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種提高初沉污泥中油脂含量的方法，其特征在于，包括如下步驟， 1)對污水進行攪拌的步驟:以污水為原料，然后在加熱80°C的條件下用攪拌機進行攪拌，然后靜置2小時； 2)使污泥進行沉淀的步驟:將靜置后的污水放入梨形分液容器中，然后將污泥分成上中下三部分； 3)對污泥進行干燥的步驟:以分離出來的污泥為原料，經(jīng)熱干燥得到干燥的污泥； 4)對污泥進行研磨的步驟:將污泥研磨到粒徑為70-80μπι，再在50-70°C的烘箱中進行烘烤，烘烤4-8小時，最后冷卻室溫； 5)萃取的步驟:以正己烷為提取劑，采用索氏提取的方法進行提取； 6)對提取劑進行蒸發(fā)的步驟:將油脂提取后的物質(zhì)進行加熱，直至提取劑蒸發(fā)完全，然后放在烘箱中烘干，成為固態(tài)的油脂提取物； 7)對固態(tài)的油脂提取物進行甲酯化的步驟:在固態(tài)的油脂提取物中加入硫酸、甲醇溶液，在50-80 °C下發(fā)生甲酯化反應(yīng)，然后采用正己烷溶劑萃取脂肪酸甲酯，S卩得生物柴油。2.如權(quán)利要求1所述的提高初沉污泥中油脂含量的方法，其特征在于:步驟I)中，所述污水為剛進入污水處理廠初沉池的污水。3.如權(quán)利要求1所述的提高初沉污泥中油脂含量的方法，其特征在于:步驟I)中，污水攪拌是在轉(zhuǎn)速為800-900r/min，攪拌時間為4-10min的條件下完成的。4.如權(quán)利要求1所述的提高初沉污泥中油脂含量的方法，其特征在于:步驟2)中，根據(jù)污水中不同油脂含量的污泥沉淀速度不同，而將油脂含量高的污泥分離出來。5.如權(quán)利要求1所述的提高初沉污泥中油脂含量的方法，其特征在于:步驟2)中，根據(jù)污泥的沉淀規(guī)律，將其分成四個時間段進行沉淀，沉淀時間段分別為0-10min、10-60min、l-3h、3-24h06.如權(quán)利要求1所述的提高初沉污泥中油脂含量的方法，其特征在于:步驟3)中，污泥干燥是在油浴鍋干燥，處理條件為，在105°C下干燥10小時，所得干污泥的含水量小于1%。7.如權(quán)利要求1所述的提高初沉污泥中油脂含量的方法，其特征在于:步驟6)中，首先，在油浴鍋中105°C下干燥，當提取劑都蒸發(fā)后，將其放入烘箱中，在80°C下干燥12小時，之后在干燥環(huán)境下冷卻到室溫，最后稱量。8.如權(quán)利要求1所述的提高初沉污泥中油脂含量的方法，其特征在于:步驟7)中，所述硫酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為98%，所述甲醇溶液為無水甲醇。9.如權(quán)利要求1所述的提高初沉污泥中油脂含量的方法，其特征在于:步驟7)中，以Ig固態(tài)的油脂提取物來計算，若將5g固態(tài)的油脂提取物放入反應(yīng)容器中，則加入198ml無水甲醇使之溶解，再加入2-4ml濃硫酸，在50-80 °C下加熱回流20_50min，接著加正己烷提取甲酯化產(chǎn)物，取出上清液，下層再用正己烷洗滌，分離，最后得到的上清液再蒸干。
【文檔編號】C11B1/10GK106085583SQ201610532812
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】藺華林, 馬文飛, 陳海軍, 薛原, 趙維娜, 馬鵬, 韓生, 余焓, 于飛, 盧德力, 蔣繼波, 李原婷, 邱豐, 裴素鵬, ?？? 何忠義, 熊麗萍
【申請人】上海應(yīng)用技術(shù)學院