申请日2013.07.25
公开(公告)日2013.11.20
IPC分类号C04B7/38; C04B7/24
摘要
一种含水污泥资源化利用的方法，在干法水泥生产线的原料棚或原料库至生料立磨区段，将含水污泥配入生料原料中或立磨内，用于调整生料立磨物料的综合水分和物料塑性，使物料的综合水分含量达到3wt%～15wt%;生料立磨制成的含污泥的生料粉送入水泥窑系统煅烧成水泥熟料。本发明利用含水污泥水分含量高、絮凝状结构和塑粘性等固有特性可提供立磨物料所需水分和塑性，满足生料立磨的应用要求，以此方式达到资源化利用含水污泥，方法简单易行，实用，且投资低，并达到了对含水污泥的无害化处理，该利用方法技改投资低，且污泥利用量大;具有良好的效益和最佳的经济性。
权利要求书
1.一种含水污泥资源化利用的方法，其特征在于，在干法水泥生产线的原料棚或原料库至生料立磨区段，将含水污泥配入生料原料中或立磨内，用于调整生料立磨物料的综合水分和物料塑性，使物料的综合水分含量达到3wt%～15wt%;生料立磨制成的含污泥的生料粉送入水泥窑系统煅烧成水泥熟料。
2.如权利要求1所述一种含水污泥资源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥为含水率≤99%的市政水处理污泥、农产品加工污泥或河道湖池沉积污泥。
3.如权利要求2所述一种含水污泥资源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥为含水率≤90%的市政水处理污泥、农产品加工污泥或河道湖池沉积污泥。
4.如权利要求1或2或3所述一种含水污泥资源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥配入量为生料立磨物料重量的2%～20%。
5.如权利要求1或2或3所述一种含水污泥资源化利用的方法，其特征在于，所述的将含水污泥在原料棚或原料库至生料立磨区段配入原料中或立磨内，根据含水污泥水分含量或含固量、流动性或塑粘性，釆用通用的设备或装备，运用常规方式配入。
6.如权利要求4所述一种含水污泥资源化利用的方法，其特征在于，所述的将含水污泥在原料棚或原料库至生料立磨区段配入原料中或立磨内，其一，根据含水污泥水分含量或含固量、流动性或塑粘性等物理特性，其二，根据干法水泥生产线的实际状况，釆用通用的设备或装备，运用常规方式配入。
7.如权利要求1或2或3所述一种含水污泥资源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥含水率≤95%时，或无机物成分含量影响超出配料控制误差范围，无机物组分的各化学成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量纳入正常的生料配料成分计算;当含水污泥含水率≥95%时，或无机物成分含量在生料配料误差范围内，则忽略不计。
8.如权利要求4所述一种含水污泥资源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥含水率≤95%时，或无机物成分含量影响超出配料控制误差范围，无机物组分的各化学成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量纳入正常的生料配料成分计算;当含水污泥含水率≥95%时，或无机物成分含量在生料配料误差范围内，则忽略不计。
9.如权利要求5所述一种含水污泥资源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥含水率≤95%时，或无机物成分含量影响超出配料控制误差范围，无机物组分的各化学成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量纳入正常的生料配料成分计算;当含水污泥含水率≥95%时，或无机物成分含量在生料配料误差范围内，则忽略不计。
说明书
一种含水污泥资源化利用的方法
技术领域
本发明涉及一种污泥处理及利用方法，尤其是涉及一种含水污泥在干法水泥生产线上的资源化利用的方法。
背景技术
含水污泥除含有部分粘土类无机物外，还含有有机物、病原体微生物或有毒有害物质，由于水分含量高，且呈絮凝状保水结构，无害化处理极困难，更难以直接实施资源化利用。
目前，含水污泥的处理方法，除填埋、堆肥、制陶粒等外，世界先进的含水污泥处理技术大致分为两大类。
第一类是，利用火电余热或水泥窑炉废气余热设置污泥专用烘干装备系统，将含水污泥烘干做为替代性燃料。如CN 102173554 A公开的利用水泥生产废气烘干和处置污泥系统，其特征在于它包括新型干法水泥熟料烧成系统、湿污泥烘干系统、干污泥储存和喂入水泥窑系统、电力拖动和自动控制系统。通过添置一套专用烘干装置、利用水泥窑的篦冷机余热将污泥烘干后进行处理，然而，呈絮凝状保水结构的含水污泥烘干实际上比较困难，烘干效率低。
第二类是，将含水污泥直接加入水泥窑炉内，即将含水污泥直接加入篦冷机内或窑尾烟室或分解炉内或窑炉连接管道内，由于含水污泥水分含量多，会严重影响窑况的正常运行。
CN 1868939 A公开了一种用水泥生产过程中高温熟料直接处置污泥的方法，其是将污泥直接密闭输送添加到水泥生产过程中的高温熟料倾出区或篦冷机上。该方法难于使湿污泥与高温熟料均匀混合，热交换差，处理量低，由于湿污泥水分含量多，污泥水分大量入窑炉，会严重影响窑况的正常运行，甚至影响水泥产品质量。
CN 101172790 A公开了一种利用湿态污泥废渣二级配料生产水泥的新工艺，采用压滤后或离心脱水后或沥干后的湿态工业废渣或城市下水道污泥或水处理污泥作为原料与其它经过一级配料粉磨的原料再进行二级干湿配料，混合均匀，制成生料棒或生料球，利用余热烘干后，进入立窑水泥生产线机立窑内烧成熟料。该方法利用湿态污泥生产水泥采用二级配料，工艺流程长，且是利用机立窑工艺，不适合干法水泥生产工艺。
以上方法，实际应用的效果不佳，且投资大，工艺复杂。
另一方面，干法水泥生产线上的生料立磨工作时，由于立磨的结构特征和工作原理特殊，被粉磨的物料，一般需要含有3wt%～15wt%的物料综合水分和相应塑性，综合水分含量低于3%，立磨内不能有效形成辗压料层，易产生震动而难以稳定运行，无法发挥立磨的粉磨优势。目前，多釆用页岩、砂岩、硅石等脊性硅质原料，它们的含水量大多较低，而其中最大宗的石灰石原料含水量一般小于1%，其物料综合水分大多低于3%，因此，立磨内设有喷水加湿系统，以对物料适度加水增湿，提高立磨物料的综合水分含量，形成较稳定的碾压物料料层，而形成较好的碾压物料料层，才能有效发挥立磨的粉磨优势。
再者，当前干法水泥生产线普遍采用的氨水、尿素脱硝方法，不仅消耗热量，增加成本，亦与农业争肥。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种简单易行，投资低，成本低的含水污泥在干法水泥生产线上的资源化利用的方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案为：一种含水污泥资源化利用的方法，在干法水泥生产线的原料棚或原料库至生料立磨区段，将含水污泥配入生料原料中或立磨内，用于调整生料立磨物料的综合水分和物料塑性，使物料的综合水分含量达到3wt%～15wt%，具备形成完整的辗压物料料层所需的相应塑性;生料立磨制成的含污泥的生料粉送入水泥窑系统煅烧成水泥熟料(煅烧工艺与现有常规煅烧工艺相同)。
进一步，含水污泥为含水率≤99%的污泥，优选市政水处理污泥、农产品加工污泥和河道湖池沉积污泥。
进一步，含水污泥为含水率≤90%的市政水处理污泥、农产品加工污泥和河道湖池沉积污泥。
进一步，含水污泥配入量为生料立磨物料重量的2%～20%，根据具体的干法水泥生产线的原料特征及含水污泥的物理特性，确定含水污泥的配入量，如石灰石的硬度与含水量、砂岩或页岩或粘土等的含水量与塑性指数等及含水污泥种类、性状等实际情况，确定含水污泥配入量，满足生料立磨物料综合水分和物料塑性的要求。
进一步，将含水污泥在原料棚或原料库至生料立磨区段配入原料中或立磨内，根据含水污泥水分含量或含固量、流动性或塑粘性等物理特性;釆用通用的设备或装备，运用常规方式配入。
进一步，当含水污泥含水率≤95%时，或无机物成分含量影响超出配料控制误差范围，无机物组分的各化学成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量纳入正常的生料配料成分计算;当含水污泥含水率≥95%时，或无机物成分含量在生料配料误差范围内，则忽略不计。
本发明的技术原理：
1、针对含水污泥处理或利用的最大难题，一是其絮凝状结构保水能力强，脱水和干燥极困难，二是它的塑粘性。利用含水污泥本身所含的这些水分和塑粘性，正好可提供干法水泥生产线其生料立磨物料所需适宜的水分和物料的相应塑性，可满足立磨形成较好碾压料层的要求，实现含水污泥的资源化利用;并籍生料立磨内物料中的脊性石灰石、砂岩等与污泥在强力碾压下的摩擦破坏污泥中的絮凝状保水结构，释放出自由水，而使其在立磨内废热气流中变得易于干燥，制成灭菌的含污泥的生料粉。
2、利用干法水泥生产的生料粉，可兼容部分均匀分散的有机物微粒和各类无机物微粒，且只需考虑无机物各化学成分总含量多少的特性，让生料中污泥所含的有机物在预热器至分解炉内分解燃尽，其燃烧产生的热量得以利用;同时，以生料中富含氨氮化合物、碳氢化合物的污泥有机物作为脱硝成分，同步起到良好的脱硝作用;让生料中污泥所含的无机物作为生料成分随生料最终进入回转窑内转化为熟料成分，有害的重金属元素固熔于熟料矿物中;有机物燃尽的废气在干法水泥生产系统的预热器及除尘系统中得到有效处理。
本发明的有益效果：
1、利用含水污泥高水分、絮凝状结构和塑粘性等固有特性可提供立磨物料所需水分和塑性，满足生料立磨的应用要求，以此方式资源化利用含水污泥，工艺简单易行，且实用，并达到了对含水污泥的无害化处理。
2、本发明基本上只需增加污泥罐和泵，技改投资低，且污泥利用量大。一条2500t/d干法水泥生产线每小时含水污泥利用量可达约20余吨，一年可利用污泥15万余吨;一条5000t/d干法水泥生产线，其生料立磨每天可利用千余吨含水污泥，一年可利用30余万吨污泥。
3、由于生料立磨利用的是有富余的很充足的废气余热，本发明不需要另外增加烘干装置，亦无需增加额外的燃煤和运行成本。
4、污泥中的水分始终没有进入窑系统，进入窑炉预热器系统的是含污泥的生料干粉，因此，对干法水泥生产线窑系统无任何不利影响，且对产品质量无不利影响。
5、含水污泥中的水分、无机物和可燃有机物都作为水泥生产性资源，而实施资源化无害化充分利用，可为企业节约工业用水、生产原料及燃煤，并可节省脱硝的氨水或尿素的材料费用，对水泥企业来说，具有良好的效益和最佳的经济性。
6、本发明无二次污染，无额外的环保利废成本。