CN102329059B - 一种污泥制造环保再生能源的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥制造环保再生能源的方法，该方法能使污泥处理无害化、资源化，并制造出符合国家燃排标准的环保再生能源，具有重大的经济、环境和社会意义。本发明按照污泥混合煤矸石常温脱水除臭，固硫，污泥混合煤矸石低温干化，混合物添加助燃剂，清洁剂，喷射生物纯油、加入木屑混合，产品成粒成型的步骤进行生产制造；本发明具有污泥处理无害化，资源化的优点，彻底解决了城市生活污泥的污染问题，解决煤矸石固体废物的处置问题，同时制造出符合国家燃排标准的环保再生能源。本发明可广泛应用于污泥处理技术领域。

Description

一种污泥制造环保再生能源的方法

技术领域

本发明涉及一种污泥制造环保再生能源的方法。

背景技术

无论是在城市的生活区域，还是生产企业所在区域，都会产生大量的生活污水或者生产污水，这些污水经过污水处理厂处理后排回环境中。在污水处理厂处理污水的过程中，会在污水处理池内沉淀下大量的污泥，这些污泥包含有大量的微生物、有机质及丰富的营养物质，甚至包含有少量的金属碎屑、病原微生物等，这些污泥极易腐败发臭。在这些污泥中，同时还包含有高达3500～4300大卡的热值。在污水处理厂中，需要定期把这些污泥从污水池中打捞出来并进行处理。目前，对打捞出来的污泥，大多数的做法是，污泥填埋、污泥农用、污泥焚烧、污泥干化处理等。但是这些方法均存在一定缺陷。采用填埋的方式时，填埋处理方法存在占用大量土地、污染填埋区域附近水源及地下水水源的弊端；采用污泥农用的方式时，存在重金属污染和病原微生物对农作物感染的隐忧；采用焚烧方式时，专门用于污泥焚烧的焚烧装置设备投资大，运营费用极高，存在有毒气体排放等问题；污泥干化处理的方式属于一种新兴的污泥处理方式，干化后的污泥可以用作肥料还可经过二次处理制作成符合要求的替代产品。但是由于在污泥中包含有高达3500～4300大卡的热值，若直接把经过干化的污泥用作肥料，则对污泥热值利用方面完全没有效果。若能设计一种方法，能够把污泥制作成热值量较高且没有污染的燃烧原料，则能很好地利用污泥在热值方面的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种污泥制造环保再生能源的制造方法，该方法能使污泥处理无害化、资源化，并制造出符合国家燃排标准的环保再生能源，具有重大的经济、环境和社会意义。

本发明所采用的技术方案是，本发明包括一下步骤：

1）          预处理，将收集到的污泥放置于密封车间内进行充分搅拌，并自然脱水；

2）          向经过预处理的污泥中添加除臭剂和固硫剂并充分混合；

3）          把经过步骤2）处理的污泥送入回转窑中，在150～200℃的温度范围内进行干化处理，并在干化过程中进行除尘除气处理；

4）          向经过干化的污泥中添加助燃剂和清洁剂，并充分混合；

5）          向经过步骤4）处理的污泥中喷射生物醇油并充分搅拌，最后成粒，形成产品。

在上述步骤1）的预处理过程中添加煤矸石粉及生石灰并和污泥充分混匀。

在所述步骤4）过程中还向污泥中添加木屑并与污泥充分混匀。

在上述步骤4）过程中添加的清洁剂由纳米级的二氧化钛和碳酸钙组成。

在上述步骤4）过程中添加的助燃剂由生物醇油、乙三胺、固体乙醇组成。

在步骤1）污泥处理过程中，所述密封车间处在负压状态下。

在上述步骤2）过程中添加的除臭剂和固硫剂均为生石灰。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种污泥制造环保再生能源的方法，按照污泥混合煤矸石、木屑在常温脱水除臭，固硫，污泥混合煤矸石低温干化，混合物添加助燃剂，清洁剂，喷射生物醇油混合，产品成型的步骤进行生产制造。本发明具有污泥处理无害化，资源化的优点，彻底解决了城市生活污泥的污染问题，解决煤矸石固体废物的处置问题，同时制造出符合国家燃排标准的环保再生能源，具有较大的经济、环境、社会三重效益。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例中，本发明是一种污泥制造环保再生能源的方法，该方法包括一下步骤：

1）          预处理，将收集到的污泥放置于密封车间内进行充分搅拌，并自然脱水；

2）          向经过预处理的污泥中添加除臭剂和固硫剂并充分混合；

3）          把经过步骤2）处理的污泥送入回转窑中，在150～200℃的温度范围内进行干化处理，并在干化过程中进行除尘除气处理；

4）          向经过干化的污泥中添加助燃剂和清洁剂，并充分混合；

5）          向经过步骤4）处理的污泥中喷射生物醇油并充分搅拌，最后成粒，形成产品。

在上述步骤1）的预处理过程中添加煤矸石粉及生石灰并和污泥充分混匀。另外，密封车间处在负压状态下进行污泥预处理，所以污泥释放气体一般不会泄漏。上述步骤2）中添加的固硫剂为生石灰。上述步骤4）过程中添加的助燃剂由生物醇油、乙三胺、固体乙醇组成，清洁剂由纳米级的二氧化钛和碳酸钙组成。在上述步骤4）中还添加有木屑并与污泥充分混匀。在本实施例中添加的生物醇油可以为地沟油或者是榨油厂中榨油后产生的带一定固态物的尾油。

在本实施例中，收集含水量为75～85％城市污水处理厂产生的污泥并将收集到的污泥放置于密封车间内进行充分搅拌，并自然脱水，这一过程不仅可以使污泥中一部分水分自然蒸发，而且可以使来自不同地点的污泥均匀化。预处理的时间可以根据堆放场地的大小和天气条件而定。当然，为了防止污泥中的臭气流动到室外，所述车间密封并处在负压状态下，其压力保持在零下1帕到零下0.8帕。进一步地，还可以在污泥中加入生石灰，以防止臭气流动。本发明将采用轴流风机对封闭式污泥堆场强制通风换气，并利用沸腾式热风炉的离心风机将臭气送入热风炉高温焚烧，或者送入生物土壤滤床微生物消除。

污泥的干化进料采用均化定量给料机和无轴螺旋输送机来实现。污泥的干化分为两个阶段来进行。在第一段干化前，向经过预处理的污泥中添加除臭剂和固硫剂并充分混合后，利用轮式载装机将污泥送入均化定量给料机的大料斗内，污泥在均化定量给料机的双螺旋室内经充分的挤压和均化，经挤出螺杆送入无轴螺旋输送机料斗，由无轴螺旋输送机把污泥送入到回转窑中进行一段干化处理。经过一段干化处理的污泥，含水量能由85％下降到45％～50％。污泥均化定量给料机同时具有污泥给料量的调节功能，可根据污泥干化造粒过程的实际运行清况，在较大的范围内对污泥供料量灵活地调节。

经过第一段干化的污泥，由无轴螺旋输送机把污泥送入到回转窑中继续进行第二段干化处理。经过第二段干化处理之后，污泥的含水量能由45％～50％下降到25％以下。

污泥干化造粒所需的热能由两部分组成，一是由沸腾式燃煤热风炉提供热能，二是由通入的烟气携带的热量作为热源进行干化处理。其中，沸腾式燃煤热风炉是一台供热系统配备最大供热量为400万大卡/小时的沸腾式燃煤热风炉。热风炉燃烧生成的热烟气经混风后送入回转窑进行污泥干化，其温度保持在150～200℃。而通入的烟气来源为水泥厂、炼钢厂等产生高热量烟气的企业，其烟气温度能保持字150～180℃。在本实施例中，所述的烟气来源于垃圾焚烧场。把从垃圾焚烧场出来的烟气通入到回转窑中，这样既很好地利用了烟气中的热能，又使得垃圾焚烧场减少了对烟气的处理，烟气的处理可以在经过回转窑的放热后再进行统一的处理，这样就减少了垃圾焚烧场的成本投入，从整体上优化了产业结构。

在污泥干化过程中产生的烟尘和尾气，通过除尘除气装置进行处理后，达到国家大气排放标准后排放。所述除尘除气装置由内外喷淋式水膜除尘除气装置和碱液添加系统组成。内外喷淋式水膜除尘除气装置可以除去排放烟气中95%以上的微尘，经过除尘除气处理后几乎没有灰尘产生，同时具有一定湿度的污泥还能吸收烟气中大量的烟尘和硫化物，根据多个工程实例表明，经由内外喷淋式水膜除尘除气装置净化后的烟气均可达标排放。所述碱液添加系统采用酸碱中和的工艺除去烟气中的二氧化硫、硫化氢和甲基醇等有害物。碱液添加系统由碱水池和碱液添加泵组成，碱性水是在碱水池中于少量中水中添加碱性物后经充分均化而成。由碱液添加泵把碱性水加入水膜除尘除气装置的喷淋管路中与中水再次混合后喷淋到除尘器内壁上。水膜除尘除气装置排出的带尘污水回到污水处理设施进行处理。水膜除尘除气装置的喷淋用水来自污水处理厂的中水管网系统。

在经过干化的污泥中加入助燃剂和清洁剂，并加入木屑、生石灰以及生物醇油，然后进行充分的混匀。添加的助燃剂成分包括生物醇油、乙三胺、固体乙醇，添加的清洁剂成分包括纳米级的二氧化钛和碳酸钙。

把经过混匀的污泥以及木屑等加入到污泥造粒机中。污泥造粒机可将干化污泥加工成较为均一，外表光滑的球粒状泥球，可解决污泥干化和成品运输过程中的扬尘问题，也可改善成品污泥作为资源性利用过程中的性能。污泥随着污泥造粒机的转动，在连续地上下滚动中得到有效充分混合，进一步成粒和磨圆，并逐渐结晶变硬，形成产品。

成型后的污泥团粒经过筛分设备，粒径为2-6毫米的污泥团粒作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料，大于和小于2-6毫米粒径的污泥团粒作为燃煤的辅助燃料，也可以用作水泥生产原料、烧制陶粒、园林绿化植土和垃圾填埋场覆盖土。

对于污泥预处理时产生的臭气，干化污泥冷却过程中释放的气体，以及干化车间的交换空气，通过气体收集系统，或送入供热炉高温消除，或送入生物土壤滤床进行生物消除。由于污泥处理采用的是低温干化技术，污泥释放的气体中有害成分很少，尾气中只携带的少量废气和废尘，通过多级湿式除尘除气装置的净化后，经烟囱达标排放。以往的工程实例经地方环保部门检测证明，完全符合国家的排放标准。

本发明选用性能可靠、维护便利、经济实用的温度仪表测量沸腾式燃煤热风炉的炉膛温度、烟气温度和回转窑的进烟温度、排烟温度等参数，选用成熟的电动调节执行单元调节沸腾式燃煤热风炉的进风量等。

利用烟气，通过二段式污泥干化和成粒以后，污泥的体积明显减少。从实验结果中可以看到，当污泥的含水率从85％降至15-20％时，这时污泥的体积只有原体积的25％。二段式污泥干化方法，对污泥的减量化效果是非常显著的。

通过二段式污泥干化并形成的污泥团粒质地坚硬，不溶于水，根据对污泥团粒浸泡液中重金属、pH等的分析表明，溶液中的重金属含量和pH值在浸泡污泥团粒前后无明显变化。这说明污泥在干化和成粒过程中，有害物质已被污泥团粒所固定，起到了污泥有害物质的稳定化作用。

本发明在污泥干化过程中，干化的温度低于200℃，减少污泥中有机物的分解，从而保持了污泥中95%以上的原始热值，使污泥的含水率从85%降到25%以下，水分和体积减少约70%以上，在低温干燥直接加入生物质原料和多种添加剂，最后形成1-8mm的污泥清洁燃料硬颗粒，这些污泥颗粒可以作为清洁燃料进行资源化循环利用。

本发明可广泛应用于污泥处理技术领域。

需要注意的是，上述仅以优选实施例对本发明进行了说明，并不能就此局限本发明的权利范围，因此在不脱离本发明思想的情况下，凡运用本发明说明书和附图部分的内容所进行的等效变化，均理同包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种污泥制造环保再生能源的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）          预处理，将收集到的污泥放置于密封车间内进行充分搅拌，并自然脱水；

2）          向经过预处理的污泥中添加除臭剂和固硫剂并充分混合；

3）          把经过步骤2）处理的污泥送入回转窑中，在150℃～200℃的温度范围内进行干化处理，并在干化过程中进行除尘除气处理；

4）          向经过干化的污泥中添加助燃剂和清洁剂，并充分混合，所述清洁剂由纳米级的二氧化钛和碳酸钙组成；

5）          向经过步骤4）处理的污泥中喷射生物醇油并充分搅拌，最后成粒，形成产品。

2.根据权利要求1所述的一种污泥制造环保再生能源的方法，其特征在于：在所述步骤1）的预处理过程中添加煤矸石粉及生石灰并和污泥充分混匀。

3.根据权利要求1所述的一种污泥制造环保再生能源的方法，其特征在于：在所述步骤4）过程中还向污泥中添加木屑并与污泥充分混匀。

4.根据权利要求1所述的一种污泥制造环保再生能源的方法，其特征在于：所述步骤4）过程中添加的助燃剂由生物醇油、乙三胺、固体乙醇组成。

5.根据权利要求1所述的一种污泥制造环保再生能源的方法，其特征在于：在步骤1）污泥处理过程中，所述密封车间处在负压状态下。

6.根据权利要求1所述的一种污泥制造环保再生能源的方法，其特征在于：所述步骤2）过程中添加的除臭剂和固硫剂均为生石灰。

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