申请日2005.08.26
公开(公告)日2008.08.20
IPC分类号C02F11/00; C04B7/43; C04B7/24
摘要
本发明的课题在于提供无需大幅度提高含水污泥的含水率，并且可以通过低的输送压力将该含水污泥顺利移送到干燥窑的窑尾部分的含水污泥处理方法以及处理设备。为了解决该课题，本发明的特征是在具备对水泥原料进行预热的预热器(3)、和该预热器(3)与窑尾部分(2)相连并对经预热的上述水泥原料进行烧成的干燥窑(1)的水泥熔渣制造设备中，用压力输送泵(6)输送贮存在污泥罐(5)内的含水污泥通过配管并直接投入到窑尾部分(2)中进行焚烧处理时，在压力输送泵(6)与窑尾部分(2)之间配管(7)的至少一处位置，通过注水装置(8)间歇或连续向含水污泥与配管(7)内壁面之间供水，并将上述含水污泥移送到窑尾部分(2)侧。
权利要求书
1.含水污泥的处理方法，其特征是，在具备对水泥原料进行预热 的预热器、和该预热器连接在窑尾部分并对经过预热的上述水泥原料进 行烧成的干燥窑的水泥熔渣制造设备中，用压力输送泵输送污泥罐内贮 存的含水污泥通过配管直接投入到上述预热器的下部，进行焚烧处理 时，
在上述压力输送泵与上述预热器下部之间的上述配管的至少一处 位置，间歇或连续向上述含水污泥与上述配管的内壁面之间供水。
2.权利要求1所述的含水污泥的处理方法，其中，上述预热器下 部是在上述窑尾部分或该窑尾部分前段设置的煅烧炉。
3.根据权利要求1或2所述的含水污泥的处理方法，其中，上述 含水污泥是含水率在90%以下的污水污泥。
4.含水污泥的处理设备，其是在具有对水泥原料进行预热的预热 器、和该预热器连接在窑尾部分并对经过预热的上述水泥原料进行烧成 的干燥窑水泥熔渣制造设备中用于直接焚烧处理含水污泥的含水污泥 处理设备，其特征是，
具备贮存上述含水污泥的污泥罐、压力输送该污泥罐内污泥的压力 输送泵、与该压力输送泵输出侧相连并将上述含水污泥直接投入到上述 预热器下部的配管、和在该配管的上述压力输送泵与上述预热器下部之 间的至少一处位置设置，并向上述含水污泥与上述配管内壁面之间间歇 或连续供水的注水装置。
5.根据权利要求4所述的含水污泥处理设备，其中，上述注水装 置具备在上述配管厚度方向的中间部位沿圆周方向形成的环状间隙部、 安装有向该间隙部供水的输水泵的供水管线、和一端部与上述间隙部连 通，同时另一端部在上述配管的整个内壁面上开口，由此通过上述间隙 部向上述含水污泥与上述配管内壁面之间供给上述水的喷嘴部。
6.根据权利要求5所述的含水污泥的处理设备，其中，上述注水 装置具备压力检测器和控制手段，所述压力检测器检测该注水装置上游 侧或下游侧的上述配管内的压力;所述控制手段由该压力检测器检测的 压力达到第1设定值时起动上述输水泵，同时在上述压力达到第2设定 值时使上述输水泵停止。
7.根据权利要求4至6任意一项中所述的含水污泥处理设备，其 中，在上述注水装置的下游侧，上述配管内径被扩大。
8.根据权利要求4至7任意一项中所述的含水污泥处理设备，其 中，上述污泥罐贮存含水率在90%以下污水污泥。
说明书
含水污泥的处理方法以及处理设备
技术领域
本发明涉及在水泥熔渣制造设备中用于有效对污水污泥等含水污 泥进行最终处理的含水污泥处理方法以及处理设备。
背景技术
从污水处理场排出的污水污泥等含水污泥，由于近年的处理场匮乏 以及防止环境污染方面的限制，以往实施的陆地填埋以及丢弃到海上的 处理变得十分困难。因此，还提出了在焚烧炉中焚烧处理上述含水污泥 的方法，但是例如即使在污水处理场形成脱水饼块的污水污泥中也还含 有80%左右的水分。
因此在用上述焚烧炉的处理方法中，为了降低焚烧炉中的热负荷， 必需预先对该含水污泥进行干燥，结果除了原本焚烧所需成本之外，干 燥成本以及对干燥时所产生的排气进行除臭的成本等附加成本庞大，所 以存在经济性差的问题。
为了解决上述问题，作为先前的日本专利第3246509号(专利文献 1)与日本专利第3344448号(专利文献2)，本申请人等提出了利用水 泥熔渣制造设备的含水污泥处理设备以及处理方法。
其中，有关日本专利第3246509号专利发明是含水污泥的处理设备， 它是与水泥熔渣制造设备同时设置的含水污泥制造设备，其中，水泥熔 渣制造设备具有对经过原料磨粉碎的水泥原料进行预热的预热器、和该 预热器连接在窑尾部分并对经过预热的上述水泥原料进行烧成的干燥 窑，其特征是具备贮存含水污泥的污泥罐、压力输送该污泥罐内上述含 水污泥的压力输送泵和与该输送压力输送泵连接并将上述含水污泥直 接投入到上述干燥窑内的配管，并且上述配管与上述窑尾部分或者煅烧 炉连接。
另外，有关日本专利第3344448号的专利发明涉及污泥处理方法， 其特征是用泵以含水浆液状态使含水污泥通过配管直接导入到对水泥 原料进行烧成制造水泥熔渣的干燥窑的窑尾部分或煅烧炉中进行焚烧。
如果按照上述含水污泥处理设备或处理方法，无需对污水污泥等含 水污泥实施干燥以及添加添加剂等的前处理，另外，也不存在环境污染 问题，直接投入到已有的干燥窑中，在800℃～1200℃的高温气氛下进 行焚烧处理，由此可以有效而低成本地进行最终处理，同时可以经济地 将污泥焚烧灰作为水泥熔渣而再利用。另外，由于是用配管压力输送含 水污泥，直接进行焚烧处理，还可以获得不产生臭气等问题的效果。
不过用上述处理方法和处理装置例如处理污水污泥时，上述污水污 泥主要是为了运输上的方便，通常在污水处理场要除去多余的水分，形 成含水率在80%左右的脱水饼块之后运输到水泥制造厂。其中，含水率 在80%左右的脱水饼块，换言之，是具有与带有湿气的多孔质粘土相同 硬度与流动性的饼块。
因此，作为将上述污水污泥压力输送到干燥窑的窑尾部分等的泵， 使用螺杆式或活塞式等可以获得高输出压力的压力输送泵。
另一方面，一般上述水泥制造厂中在宽阔的用地上设置多个直径 4～6m，长度为80m左右的干燥窑，并且在该干燥窑的窑尾设置高数十 米的预热器。因此，从贮存含水污泥的污泥罐到干燥窑尾部分的上述配 管的大至长度尺寸必需为150～250m，而且从水平地面到上述窑尾部分 必需10～15m升高部分。
其结果，最终在上述配管的前端部，为了确保将污水污泥投入到窑 尾部分等的足够的挤出压力，必需将压力输送泵输出端的压力提高到大 约90kg/cm2，因此上述配管系统必需具有极高的耐压规格，所以存在导 致设备成本昂贵的问题。
于是也考虑到向上述接受污水污泥的污泥罐中供水以降低该污水 污泥的粘度，促进其流动，然而污水污泥含水率增加的结果，使干燥窑 的热销耗增加，所以燃料费用增加，存在导致经济性恶化的问题。
除此之外，如果单纯在上述污泥罐中加水，只有水存留在污泥罐的 底部，而直接由压力输送泵输送到配管中。因此为了对不同的二者进行 混合，必需另外增设庞大搅拌装置，还必需对该过程中产生的臭气采取 应对措施，所以存在设置成本和前处理成本增加的缺点。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而进行研究的，研究课题是提供无需大幅度 提高含水污泥的含水率，并且可以通过低的输送压力将该含水污泥顺利 移送到干燥窑窑尾部分等的含水污泥处理方法以及处理设备。
为了解决上述课题，权利要求1所述发明的特征是在具备对水泥原 料进行预热的预热器、和该预热器连接在窑尾部分并对经过预热的上述 水泥原料进行烧成的干燥窑的水泥熔渣制造设备中，用压力输送泵输送 污泥罐内贮存的含水污泥通过配管直接投入到上述预热器的下部，进行 焚烧处理时，在上述压力输送泵与上述预热器的下部之间的上述配管的 至少一处位置，间歇或连续向上述含水污泥与上述配管内壁面之间供 水。
在该过程中，权利要求2所述发明的特征是权利要求1所述的预热 器下部是在上述窑尾部分或该窑尾部分的前段设置的煅烧炉。
另外，权利要求3所述发明的特征是根据权利要求1或2所述的发 明，其中，含水污泥是含水率在90%以下的污水污泥。
权利要求4所述发明是含水污泥的处理设备，其是在具有对水泥原 料进行预热的预热器、和该预热器连接在窑尾部分并对经过预热的上述 水泥原料进行烧成的干燥窑的水泥熔渣制造设备中用于直接焚烧处理 含水污泥的含水污泥处理设备，其特征是，具备贮存上述含水污泥的污 泥罐、压力输送该污泥罐内污泥的压力输送泵，与该压力输送泵输出侧 相连并将上述含水污泥直接投入到上述预热器下部的配管、和在该配管 的上述压力输送泵与上述预热器下部之间的至少一处位置设置，并向上 述含水污泥与上述配管内壁面之间间歇或连续供水的注水装置。
权利要求5所述发明的特征是权利要求4所述的注水装置具备在上 述配管厚度方向的中间部位沿圆周方向形成的环状间隙部、安装有向该 间隙部供水的输水泵的供水管线、和一端部与上述间隙部连通，同时另 一端部在上述配管的整个内壁上开口，由此通过上述间隙部向上述含水 污泥与上述配管内壁面之间的供给上述水的喷嘴部。
权利要求6所述发明的特征是权利要求5所述的注水装置还具备压 力检测器和控制手段，所述压力检测器检测该注水装置上游侧或下游侧 的上述配管内压力;所述控制手段由该压力检测器检测的压力达到第1 设定值时起动上述输水泵，同时在上述压力达到第2设定值时使上述压 力输送泵停止。
权利要求7所述发明的特征是在权利要求4～6任意一项所述发明 中，在上述注水装置的下游侧，上述配管的内径被扩大。
权利要求8中所述发明的特征是权利要求4～7所述的污泥罐贮存 含水率在90%以下污水污泥。
权利要求1～3任意一项中所述的含水污泥处理方法以及权利要求 4～8任意一项中所述的含水污泥处理设备中，在用压力输送泵使含水污 泥通过配管压力输送到应该投入的预热器下部时，在输送途中用注水装 置间歇或连续向上述含水污泥与配管的内壁面之间供水，由此使含水污 泥的表面湿润。结果与配管内壁面之间的磨擦降低，促进含水污泥的滑 动，所以即使当上述配管加长时，用压力输送泵的低输出压力就可以将 上述含水污泥顺利移送到上述预热器下部。
在该过程中含水污泥只是在与配管内壁面接触的表面附近被上述 水润湿，所以其含水率不会大幅度提高，因此不存在增加干燥窑中热销 耗的危险。
因此，如权利要求3或8所述的发明所示，当用于处理含水率在90% 以下的含水污泥时，可以发挥显著的效果。
如果按照权利要求5所述的发明，用输水泵向配管厚度方向中间部 位形成的环状间隙部供水，该水从上述间隙部通过喷嘴部向配管的整个 内壁面供水。因此用更少的水量就可以有效使含水污泥的整个周面湿 润，可以达到使其滑动更加顺利的目的。
如果按照权利要求6所述的发明，则根据压力检测器检测的信号当 配管内的压力达到第1设定值时，首先起动输水泵供水，由此当配管内 的压力下降到第2设定值时可以使上述输水泵停止工作。结果即使在应 该处理的含水污泥的含水率变化时，与其相对应，可以以低的压力顺利 压力输送该含水污泥，同时可以用最小限度的供水量将配管内的压力保 持在规定范围内。
如果按照权利要求7所述的发明，通过在上述注水装置下游侧将配 管的内径扩大，可以进一步降低在下游侧压力输送含水污泥所需要的压 力，可以将压力输送泵所需输出压力控制得较低。