一種利用太湖藍藻的新方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用太湖藍藻的新方法，屬于廢棄物資源化利用和生物質(zhì)能源領域。包括如下步驟：太湖藍藻脫水干燥至8-25％；其它生物質(zhì)廢棄物脫水干燥至含水量8-25％，粉碎至5-10mm。按干重計將20-100％太湖藍藻干料與其它的80-0％生物質(zhì)原料混勻，經(jīng)成型機在成型壓力為100-300MPa和成型溫度為70-170℃成型溫度時擠壓成型，獲得固體燃料。本發(fā)明之混合型生物質(zhì)燃料的成型方法：1)本發(fā)明具有簡便易行、綠色環(huán)保、處理效率高、原料成本低、便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的特點；2)在固體燃料中添加太湖藍藻，便于成型，提高了燃料的燃燒特性；3)在實現(xiàn)太湖藍藻資源化的同時，豐富了固體燃料的原料來源。
【專利說明】一種利用太湖藍藻的新方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于廢棄物資源化和生物質(zhì)能源領域，涉及一種太湖藍藻資源化的方法，具體是指太湖藍藻和其它生物質(zhì)廢棄物為原料通過擠壓成型制備固體燃料。

【背景技術】
[0002]藍藻水華爆發(fā)時，水面形成厚厚的藍綠色湖靛，對人們生活和生態(tài)環(huán)境造成極大危害:1)水體濁度增大，水色加深，透明度下降，影響水質(zhì)；2)有些藍藻在生長或分解過程中發(fā)出難聞的氣味，影響旅游景觀；3)藍藻生長時會大量消耗水中的溶解氧，使魚類窒息死亡，降低和破壞水產(chǎn)品風味和品質(zhì)；4)藍藻水華的發(fā)生使得水生植被消失，生物多樣性下降，原有的群落結構被破壞，原有水體生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動發(fā)生障礙，最終導致整個水體生態(tài)系統(tǒng)失衡；5)藍藻細胞內(nèi)含有一些藻毒素，當藍藻細胞死亡腐爛時會向外釋放出藻毒素，放出的毒素對生物的肝功能有較大影響，長期飲用含有微囊藻毒素的水可誘發(fā)肝癌，直腸癌，直接威脅人類健康。
[0003]當藍藻大規(guī)模爆發(fā)，打撈仍然是解決藍藻危機最有效和最可行的方法，不但可以降低藻類的密度，還可以帶走氮和碟等營養(yǎng)物質(zhì)，減輕水體富營養(yǎng)化的問題，但打撈藍藻如果不妥善處理，將引發(fā)一系列問題:1)剛打撈藍藻含水率(?90%)很高，運輸不便，這增加了運輸費用和后續(xù)處理費用的負擔；2)隨意放置藻類會占用大量的土地；3)隨意放置藻類引發(fā)惡臭等環(huán)境問題；4)打撈藍藻還含有的藻毒素等有毒物質(zhì)，誤食可導致肝功能障礙，甚至肝癌，若被雨水沖刷進入地表徑流或滲入地下水，會導致二次污染問題。據(jù)了解，藍藻大量爆發(fā)期間平均厚度達到2?4厘米。自來水呈綠色且伴有較強臭味，完全無法用于飲用、洗漱等。在影響日常生活的同時，藍藻的爆發(fā)也嚴重影響了無錫旅游業(yè)的正常經(jīng)營。大量腐爛且散發(fā)著臭氣的藍藻堆積在岸邊，使太湖四周幾乎所有景點都不得不暫停營業(yè)，造成了難以估量的損失。據(jù)江蘇省水利廳統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2011年太湖藍藻打撈量為97萬噸，比2010年增加近30萬噸。因此，如何及時處理如此大量的藍藻避免二次污染成為一個的難題。如何及時有效地處置打撈的藍藻是太湖水華藍藻治理中面臨的關鍵問題之一。必須對打榜上來的藍藻進行有效的處理處置，實現(xiàn)藍藻的資源化、無害化。目前國內(nèi)外對藻類的研究利用主要集中于對藍藻治理方面的研究較多，但對其綜合利用的研究相對滯后。
[0004]目前，國內(nèi)外關于藍藻資源化利用主要進行了如下研究和開發(fā):1)厭氧發(fā)酵，采用藍藻厭氧發(fā)酵技術生產(chǎn)沼氣和肥料，但發(fā)酵周期長，占地面積大；2)好氧堆肥，主要包括藍藻堆肥和藍藻直接做肥料；3)提取藻藍蛋白等生物活性物質(zhì)；4)藍藻飼料化，主要包括藍藻處理后加工成飼料或提取氨基酸作為詞料添加劑等，但存在著微囊藻毒素殘留、藍藻轉化率和藍藻破壁成本等限制因素?？梢姡瑢で蟠驌扑{藻廢棄物的新型利用仍然是當前資源化研究開發(fā)的熱點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對打撈后太湖藍藻有效利用問題，提供一種簡單易行、易于成型及避免藍藻二次污染的固體燃料成型生產(chǎn)方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案如下:
[0007]太湖藍藻和其它生物質(zhì)廢棄物分別脫水干燥至含水量8-25% ；
[0008]其它曬干或風干生物質(zhì)在粉碎前烘干至含水量8-25%，機械粉碎至5-10mm ；
[0009]按干重計將10-100%太湖藍藻干料與其它90-0%生物質(zhì)原料混勻；
[0010]混勻后物料通過成型機在成型壓力為100_300MPa和成型溫度為70_170°C成型，獲得生物質(zhì)固體顆粒燃料。
[0011]本方案所述的太湖藍藻包括新鮮打撈的、堆放一段兒時間的或風干的。新鮮打撈的太湖藍藻經(jīng)機械脫水獲得含水量〈90%的藻泥，采用螺旋擠壓對藻泥脫水至50% -70%,然后再通過隧道式微波干燥系統(tǒng)或流化床干燥至含水量8-25% ；
[0012]本方案中其它生物質(zhì)廢棄物是指除太湖藍藻外的農(nóng)作物秸桿、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工廢棄物、各種草本植物、林木廢棄物、餐廚垃圾、動物糞便或它們的混合；
[0013]本方案所制備的生物質(zhì)固體燃料成顆粒狀，直徑為8mm，長度為10_80mm，顆粒破碎率為2 %，含水率為9-13 %，固體成型燃料密度為0.6-1.4 X 103kg/m3，熱值為14-24MJ/
kg ο
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0015]1.本發(fā)明將藍藻與其它生物質(zhì)混合制備固體燃料，實現(xiàn)了藻類廢棄物真正意義上無害化處理和生物質(zhì)全利用，解決了打撈藍藻處置不當容易二次污染問題，也避免了目前常見的藻類資源化方法因藻毒素殘留問題而不能有效利用。
[0016]2.藍藻干基熱值約在20MJ/kg，高于常見的其它生物質(zhì)廢棄物如餐廚垃圾、動物糞便、草類植物和農(nóng)作物秸桿的熱值，所以添加藍藻后可明顯提高固體成型燃料的熱值。
[0017]3.本發(fā)明的藍藻中含有高達20%的脂類，在生物質(zhì)燃料制備中作為“潤滑劑”;也有助于降低成型固體燃料的吸水性，方便運輸和存放。
[0018]4.本發(fā)明的藍藻中含有高達40-55%的粗蛋白和一些可溶性多糖，在壓縮燃料中起到了粘結劑的作用，因此不需要額外添加粘結劑。
[0019]以上幾方面的優(yōu)勢凸顯本專利所述的固體燃料在成型過程中具有能耗低、效率高、產(chǎn)量高等特點，成型設備運行穩(wěn)定，易損件壽命長。從而降低了生產(chǎn)成本，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【具體實施方式】
[0020]以下結合具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護范圍。
[0021]實施例1
[0022]本實施例是以風干藍藻和曬干稻草為混合原料擠壓成型制備固體燃料，包括以下步驟:
[0023]a.原料與處理:風干稻草含水率12%，熱值為16.8MJ/kg，直接經(jīng)機械粉碎至粒徑(1mm ;曬干的藻泥含水量14%，手工打散結塊兒。
[0024]b.混合與成型:將二者按質(zhì)量比藍藻％ /稻草％= 50/50混勻后，密封保存2天以使?jié)穸缺M可能均勻，通過環(huán)模成型機將混合干化原料擠壓成型，得固體成型燃料。
[0025]本實施例所得的固體成型燃料為顆粒狀，直徑為8mm，長度為10_50mm，顆粒破碎率為2%，含水率為9%，熱值為18.4MJ/kg，固體成型燃料密度為0.9X 103kg/m3。
[0026]實施例2
[0027]本實施例是以風干藍藻和干杉木屑為混合原料擠壓成型制備固體燃料，包括以下步驟:
[0028]a.原料與處理:干杉木屑直接經(jīng)機械粉碎至粒徑彡1mm ;曬干的藻泥含水量14%，手工打散結塊兒。
[0029]b.混合與成型:將二者按質(zhì)量比藍藻％ /木屑％= 50/50混勻后，密封保存2天以使?jié)穸缺M可能均勻，通過環(huán)模成型機將混合干化原料擠壓成型，得固體成型燃料。
[0030]本實施例所得的固體成型燃料為顆粒狀，直徑為8mm，長度為50_80mm，顆粒破碎率為1%，含水率為9%，熱值為20.3MJ/kg，固體成型燃料密度為1.lX103kg/m3。
[0031]實施例3
[0032]本實施例是以風干藍藻和干松木屑為混合原料擠壓成型制備固體燃料，包括以下步驟:
[0033]a.原料與處理:干松木屑直接經(jīng)機械粉碎至粒徑< 5mm ;曬干的藻泥含水量14%，手工打散結塊兒。
[0034]b.混合與成型:將二者按質(zhì)量比藍藻％ /木屑％= 80/20混勻后，密封保存2天以使?jié)穸缺M可能均勻，通過環(huán)模成型機將混合干化原料擠壓成型，得固體成型燃料。
[0035]本實施例所得的固體成型燃料為顆粒狀，直徑為8mm，長度為10_40mm，顆粒破碎率為I %，含水率為9%，熱值為22.6MJ/kg，固體成型燃料密度為1.3X103kg/m3。
[0036]實施例4
[0037]本實施例是以打撈藍藻、食用菌菌渣和玉米桿為混合原料擠壓成型制備固體燃料，包括以下步驟:
[0038]a.原料與處理:機械打撈藍藻經(jīng)壓濾脫水后的藻泥含水量86%，使用前通過螺旋擠壓至含水量40%，再進行微波干燥至含水量12% ;食用菌渣和玉米桿粗粉碎至10-20mm通過微波干燥至含水量9 %。
[0039]b.混合與成型:將三者按質(zhì)量比藍藻/菌渣/玉米秸=40/30/30混勻后，密封保存2天以使?jié)穸缺M可能均勻，通過環(huán)模成型機將混合干化原料擠壓成型，得固體成型燃料。
[0040]本實施例所得的固體成型燃料為顆粒狀，直徑為8mm，長度為10_40mm，顆粒破碎率為1%，含水率為10%，熱值為23.6MJ/kg，固體成型燃料密度為1.4X103kg/m3。
[0041 ] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例。凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應該指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下的改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種利用太湖藍藻的新方法，其步驟為: 1)太湖藍藻和其它生物質(zhì)廢棄物分別脫水干燥至含水量8-25%； 2)其它生物質(zhì)廢棄物機械粉碎至5-10mm； 3)按干重計將10-100%太湖藍藻干料與其它90-0%生物質(zhì)原料混勻； 4)混勻后物料通過成型機在成型壓力為100-300MPa和成型溫度70-170°C成型，獲得生物質(zhì)固體顆粒燃料。
2.根據(jù)權利要求1所述一種利用太湖藍藻的新方法，其太湖藍藻是指新鮮打撈的、已經(jīng)自然風干的、已曬干的或人工脫水的。
3.根據(jù)權利要求1所述一種利用太湖藍藻的新方法，其它生物質(zhì)廢棄物是指除太湖藍藻外的農(nóng)作物秸桿、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工廢棄物、各種草本植物、林木廢棄物、餐廚垃圾和動物糞便的一種或多種。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種利用太湖藍藻的新方法，太湖藍藻與其它生物質(zhì)廢棄物通過干燥粉碎后混合的特征在于:太湖藍藻與其它生物質(zhì)的一種或多種相混合，太湖藍藻添加比例為10-100%，其它生物質(zhì)廢棄物為90-0%。
5.根據(jù)權利要求2所述的太湖藍藻，其特征在于:含水量20-60%的自然風干料或曬干料；新鮮打撈后經(jīng)機械脫水至含水量40-60%的物料。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種利用太湖藍藻的新方法，太湖藍藻人工脫水干燥是指采用微波干燥或流化床干燥至含水量8-25%。
7.根據(jù)權利要求6所述的太湖藍藻人工脫水干燥方法，其特征在于:微波干燥干燥20s-5min，干燥后原料含水分8-25% ;流化床干燥時間5_25min，干燥后物料水分含量8-25%。
8.根據(jù)權利要求1所述的生物質(zhì)固體顆粒燃料，其特征為直徑為8mm，長度為10-80mm，顆粒破碎率為2%，含水率為9-13%，固體成型燃料密度為0.6-1.4X 103kg/m3，熱值為 14-24MJ/kg。
【文檔編號】C10L5/44GK104232232SQ201410499839
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權日:2014年9月25日
【發(fā)明者】孫付保, 張震宇, 唐松 申請人:江南大學