申请日2007.10.29
公开(公告)日2011.05.04
IPC分类号C02F11/12; C02F11/06
摘要
本发明提供了一种处置污泥的方法及其装置，特别涉及一种利用新型干法水泥回转窑作为污泥焚烧处置系统干化并处置污泥的方法及其装置。本发明处置污泥的方法包括利用污泥焚烧处置系统工作过程中产生的余热烘干湿污泥，将烘干过程中产生的废气导入废气处理系统中处理达标后再排出，得到的干污泥送入污泥焚烧处置系统，不添加辅助燃料直接焚烧，得到的残渣用于生产水泥。利用这种方法处置污泥，既节省了干化污泥所需的燃料，又避免了废气废渣的污染，同时也节省了废气废渣处理的成本，从而达到了节能环保的目的。
权利要求书
1.一种处置污泥的方法，该方法包括步骤：
(1)将湿污泥在污泥干化系统中，利用干法水泥回转窑工作过程中产生的余热烘干，得到干污泥，所述干污泥的含水率以重量百分比表示为2%～35%;
(2)将得到的干污泥送入干法水泥回转窑，在不添加任何辅助燃料的情况下，进行焚烧处置，其中焚烧温度为1450～1800℃，焚烧时间为10～30分钟，
其中，如果得到的干污泥的量大于干法水泥回转窑的焚烧容量，则将过量的干污泥输送至干污泥存储系统中储存起来，留待后续分批投入干法水泥回转窑中焚烧;
并且，将污泥干化系统中产生的废气导入到废气处理系统中进行处理：先将废气冷凝去掉冷凝水;而后将干燥的废气通过风机抽入干法水泥回转窑中焚烧，气体达标后排放;冷凝水输送污水处理站处置，达标后排放。
2.根据权利要求1所述的处置污泥的方法，其中所述余热来自干法水泥回转窑的窑头、窑尾烟室、篦冷机和三次风。
3.根据权利要求1所述的处置污泥的方法，其中所述湿污泥的含水率以重量百分比表示为70%～95%。
4.根据权利要求3所述的处置污泥的方法，其中含水率为2%～10%的干污泥通过窑头喷煤嘴或窑尾预分解炉被焚烧处置，含水率为10%～35%的干污泥通过窑尾预分解炉焚烧处置。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的处置污泥的方法，其中所述湿污泥为城市污水处理厂产生的污泥或河底污泥。
说明书
一种处置污泥的方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种干化并处置污泥的方法及其装置，更具体地说，本发明涉及利用污泥焚烧处置系统的余热干化并处置污泥的方法及其装置。
背景技术
城市污水处理厂的污泥是污水厂将城市地区的污水收集处理、出水达标排放后剩余的残留物。这类污泥泛指含水率为80%左右的脱水污泥，主要含有低级的有机物、多环芳烃、杂环类化合物、有机硫化物、挥发性异臭物、有机氟化物等。其中低级的有机物可以是氨基酸、腐植酸、细菌及其代谢产物。此外，还含有无机物和汞、镉、铅等重金属物质。
我国长期以来一直存在“重水轻泥”的情况，因此污泥处置的技术水平远远落后于污水处理。目前，世界上的主要污泥处置方式有堆肥、填埋和干化焚烧等方法，各种处置方法的优缺点参见表1。
污泥堆肥是污泥在好氧微生物作用下进行好氧发酵的过程。将污泥与其它一些有机物按比例混合，在潮湿的条件下使有机物氧化分解并转化为腐殖质。虽然这种工艺简单，投资相对较少，但是堆肥场地占地面积巨大。由于污泥的氧化分解是在微生物的作用下进行的，所以对温度有一定要求，不适合在冬季使用。
我国处理城市污泥大多采取填埋的方法，城市污泥随产随运，送到郊区倾倒和掩埋。被填埋的城市污泥很容易变成二次污染源，对大气、水体、土壤造成污染和危害，其危害的程度和持久性远大于废水，如不进行适当处理及合理有效的再利用，将导致在处理污水的同时制造出新的更为严重的污染，使人们生存的环境进一步恶化，生态环境难以修复。
一般的干化焚烧处置污泥是利用煤、油、天然气等燃料燃烧作为热源，通过流化床、转鼓等干化设备将污泥干化到含水量10%左右，而后再运到专门的焚烧炉进行焚烧处理。这种方式处置污泥由于需要消耗大量的热量，因此成本较高。而且，干化过程中产生大量臭气，其主要成分包括：硫化氢、甲硫醇、二甲硫醇和二甲硫醚，如果将其直接排入大气，则易造成大气污染。另外，在焚烧污泥过程中，尤其是焚烧温度为400～500℃时，会产生含有剧毒物质二恶英等的废气。干污泥焚烧后还有残渣产生，并且，在低温焚烧的条件下，产生的残渣中的重金属含量较高，还需要继续处理，因此处置这些残渣和废气也需专门设备，成本也比较高。目前有研究表明，二恶英等有毒物质需要在1100℃以上才能被有效地降解。
表1.世界主要污泥处置方式优缺点
处置方式 优点 缺点 堆肥 投资小;技术相对成熟 占地大;受空间和时间限制;肥料中重金属对土壤危害较大 填埋 投资小;技术难度低 浪费土地资源;填埋场渗滤液处置难度大，会对环境造成巨大危害 干化焚烧 实现最大限度的减量化;污染小 投资大，技术复杂;废气处理难度大，成本高;废渣处理成本高
目前，我国政府已经将城市污泥无害化处理及有效利用工作列入重要议事日程，并纳入社会经济发展的总体规划之中。因此为城市污水处理厂的污泥寻求解决出路，对其进行减量化、稳定化、无害化和资源化是十分必要和迫切的。
发明内容
针对上述问题，为了克服现有技术中的污泥处理耗能大，成本高以及废气废渣等污染的问题，并减少后期废渣和废气处理的成本，本发明提供了一种改进的干化焚烧处置污泥的方法。
该方法利用污泥焚烧处置系统产生的余热烘干湿污泥，然后将烘干后的污泥在不添加辅助燃料的情况下，在污泥焚烧装置系统中直接进行焚烧处置;烘干过程中产生的废气使用废气处理系统处理达标后排放;焚烧处置后得到的残渣可以用于水泥生产中。
本发明提供一种改进的处置污泥的方法，该方法包括步骤：
(1)将湿污泥在污泥干化系统中，利用污泥焚烧处置系统工作过程中产生的余热烘干，得到干污泥;
(2)将得到的干污泥中的至少一部分送入污泥焚烧处置系统，在不添加任何辅助燃料的情况下，进行焚烧处置。
所述污泥焚烧处置系统可以是干法水泥回转窑，焚烧温度为1450～1800℃，焚烧时间为10～30分钟。
所述余热来自干法水泥回转窑的窑头、窑尾烟室、篦冷机和三次风。
本发明所述湿污泥为城市污水处理厂产生的污泥或河底污泥，含水率为70%～95%，除非特别说明，本文中所有含水率均以重量百分比表示。
污泥干化系统中得到的干污泥的含水率为2%～35%;其中，含水率为2%～10%的干污泥通过窑头喷煤嘴或窑尾预分解炉被焚烧处置，含水率为10%～35%的干污泥通过窑尾预分解炉焚烧处置。
在污泥干化系统中烘干后得到的干污泥，按照其得到的量，可以取其中的至少一部分直接送入污泥焚烧处置系统中焚烧，余下的干污泥输送到干污泥储存系统储存备用。
本发明提供的干化焚烧处置污泥的方法，进一步包括，将污泥干化系统中产生的废气导入到废气处理系统中进行处理：先将废气冷凝去掉冷凝水;而后将干燥的废气通过风机抽入污泥焚烧处置系统中焚烧，气体达标后排放;冷凝水输送污水处理站处置，达标后排放。
根据本发明处置污泥的方法，污泥在高温焚烧后去掉了大部分的有害物 质，焚烧后得到的残渣可以作为原料用于生产水泥。
本发明还提供一种如上所述的处置污泥方法中所用的装置，包括：湿污泥接收系统、污泥干化系统、干污泥存储系统、污泥焚烧处置系统、废气处理系统和换热系统。
该装置中的污泥焚烧处置系统可以是干法水泥回转窑。
其中湿污泥接收系统包括储存装置和输送装置，储存装置用于储存湿污泥，输送装置用于将接收到的湿污泥输送到污泥干化系统。污泥干化系统利用干法水泥回转窑生产过程中产生的余热作为热源，对湿污泥进行烘干。热量从干法水泥回转窑转移到污泥干化系统的整个过程是通过余热换热系统来实现的。所述余热换热系统先利用干法水泥回转窑生产过程中产生的余热加热干燥系统的换热介质，然后利用上述换热介质给干燥系统提供热量。烘干介质为导热油或水。
本发明的最大优点在于节约了污泥干化焚烧所需要的燃料，干化的热量由水泥生产过程中的余热提供。同时，干燥后的污泥入窑焚烧时不需辅助燃料，节省了燃料成本，污泥焚烧时可以向水泥窑中提供热量，又可以节约生产水泥所需要的原煤，最大限度地达到热能的综合利用。
干化过程中产生的废气(主要成分是：硫化氢、甲硫醇、二甲硫醇和二甲硫醚)经过废气处理系统处理后再排出，避免了对大气的二次污染。另外，本发明中采用高温焚烧的处置条件，促进了有毒物质的分解，并且由于干法水泥回转窑有完整的尾气处理系统，焚烧时排出的尾气也达到国家标准，因此在水泥窑中焚烧污泥不会造成大气污染。
另外，本发明中采用高温焚烧的污泥处置条件，促进了污泥中有毒物质的分解，并且焚烧过程中不会产生新的有毒物质，焚烧得到的废渣可以直接用于水泥生产，既避免了废渣对环境的污染，又节省了废渣处理的成本。我们的研究数据表明以北京地区污泥为例，日产水泥熟料3000吨的干法水泥回转窑每天可以安全处置含水80%的湿污泥300吨左右。如果不同地区的重金属含量不同，可以根据相关标准计算污泥的处置量，以使得所生产的水泥 符合相关环保标准。