CN103964668A - 一种污泥处理的工艺装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥处理的工艺装置及处理方法，包括污泥处理装置和废气处理装置，污泥处理装置包括污泥运输车、加热搅拌减水池、污泥泵、水泥回转窑和熟料冷却机，废气处理装置包括进口风机、出口风机、高温风机、预热器、除臭器、湿废气排出管、电除尘器和烟囱，含水量大于80％的污泥经过减水处理降低污泥的含水量，再经过焚烧处理制成水泥熟料的一部分，最后进行废烟气的处理，节能环保。本发明的工艺流程简捷而完整，投资成本低，对热烟气回收利用，且不需要消耗燃料，节能环保。

Description

一种污泥处理的工艺装置及处理方法

技术领域

本发明涉及废弃物处置利用领域，具体是一种利用加热搅拌减水池和水泥窑处理城市污泥的工艺装置及处理方法。

背景技术

污泥是城市污水处理厂净化污水过程产生的沉积物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的含水量较高，一般为80%左右，不易脱水，污泥中含有大量的病原菌、寄生虫，还有Cu、Zn、Cr、Hg等重金属以及其它有害化合物。

污泥现有的处理方式主要有卫生填埋、农用以及焚烧等。污泥卫生填埋不仅占用大量土地，同时其渗滤液还会对土地和地下水形成污染隐患；农用堆肥方式虽然可以有效利用污泥，但是污泥中的病原体、重金属会造成耕地土壤的严重污染；焚烧炉焚烧方式存在致癌物质二噁英的产生条件，周边居民的抵触情绪极大，还有约10%的有毒灰烬需二次无害化处理，且设备投资大，处理费用高。

利用水泥窑炉协同处理城市污泥技术是指，在不影响既有水泥窑炉正常生产水泥的同时，在适当工位将污泥喂入水泥烧成系统，达到污泥处理与水泥生产协同进行的目的。该方法是目前世界上公认的处理城市废弃物的无害化程度最高、成本最低、投资最省的主要方法。污泥的主要化学成分与水泥粘土原料相近，其焚烧灰烬将生成水泥熟料矿物，所含重金属将在1450℃高温下嵌入水泥熟料矿物晶格而形成固溶体；特别地，污泥喂入水泥窑炉的工位温度>900℃，不存在二噁英生成的温度条件，利用既有水泥窑炉就可完成，设备投资小。目前国内现有的利用水泥窑炉处理城市污泥工艺主要方式是直接泵送污泥入窑焚烧，将高含水率的污泥喂入水泥窑炉，必然增大水泥烧成的能耗而增加水泥生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能环保、投资成本低的污泥处理的工艺装置及处理方法，利用水泥窑尾废气余热蒸发污泥水份，降低污泥的入窑含水率，从而减少协同处理能耗，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种污泥处理的工艺装置，包括污泥处理装置和废气处理装置；

所述污泥处理装置包括污泥运输车、加热搅拌减水池、污泥泵、窑尾热烟室和水泥回转窑；所述加热搅拌减水池包括污泥储存池、电机传动装置和污泥卸料机构，所述污泥卸料机构包括支承架、调速机构和螺旋叶片，所述污泥储存池的上部设有污泥进料口，污泥进料口边缘设有活动密封盖板，活动密封盖板上设有液压传动装置，所述热烟气通入管垂直安装在污泥储存池中央，且与电机传动装置连接，热烟气通入管的下端通过止推轴承支撑在污泥储存池底部，热烟气通入管的上端与窑尾热烟气管道联接，热烟气通入管上安装联结有若干层与热烟气通入管相通的搅拌通气管，且每层搅拌通气管上开设有多个通气孔，每层搅拌通气管在污泥储存池的平面方向呈放射状分布多个分支，所述污泥卸料机构的支承架固定在止推轴承与污泥储存池底部之间，所述调速机构安装在止推轴承的下端，所述螺旋叶片固定在调速机构下端，螺旋叶片的下端为污泥卸料口；所述污泥泵固定安装在污泥储存池的污泥卸料口下方，所述污泥泵出口连接的污泥输送管道通过窑尾热烟室伸入水泥回转窑尾端；

所述废气处理装置包括进口风机、出口风机、除臭器、湿废气排出管和电除尘器，所述进口风机通过风管将热烟气导入热烟气通入管，所述湿废气排出管固设于污泥储存池的上部，所述除臭器通过风管与湿废气排出管连接，所述出口风机通过风管连接在除臭器和电除尘器之间，电除尘器的出口连接有烟囱。

作为本发明进一步的方案：进入污泥加热搅拌减水池的污泥水分含量大于等于80％，通入污泥加热搅拌减水池的热烟气的温度控制在小于300℃。

一种采用污泥处理的工艺装置处理污泥的方法，具体处理流程如下：

第一，污泥的减水处理，污水处理厂产生的含水量大于80％的污泥由污泥运输车运载，打开污泥加热搅拌减水池的活动密封盖板，污泥直接经污泥进料口卸入污泥储存池，启动电机传动装置，分布在污泥储存池内的搅拌通气管以热烟气通入管为旋转中心进行机械搅拌，搅拌通气管的搅拌速度为0.5~5转/min，在污泥充满污泥储存池后关闭活动密封盖板，由热烟气通入管通入温度低于300℃的热烟气，热烟气经搅拌通气管的通气孔进入污泥中并与污泥进行热交换，同时启动出口风机、除臭器和电除尘器，经过一段时间的加热搅拌，污泥中水分大量蒸发，当污泥的含水量降低到50~70％时，停止通气加热并准备进行污泥的焚烧处理；

第二，污泥的焚烧处理，反向转动污泥加热搅拌装置，使与其联动的螺旋叶片的旋转方向变成向下推送污泥的方向，污泥通过螺旋叶片的推送卸入污泥泵，然后由污泥泵泵入水泥回转窑内进行焚烧，焚烧后的灰分掺入水泥生料中，并与其它生料组分在1400~1500℃的高温下烧成水泥熟料，通过水泥回转窑进入熟料冷却机，冷却后进入后续的水泥制成系统；

第三，湿废气的处理，污泥中的水分经加热蒸发产生湿废气，并通过湿废气排出管进入除臭器进行除臭处理，然后经出口风机进入电除尘器进行静电除尘处理，最后由烟囱排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、投资成本低，本发明提出的污泥加热搅拌减水池，是在污泥焚烧处理本身所必不可少的污泥储存设施的基础上，增添加热装置、蒸发污泥水份以获得显著的减水效果和节能效果，因而投资成本低。

2、节能，应用改进设备后，污泥的入窑水分下降10~30%，协同焚烧污泥时的水泥烧成热耗影响值减少10%以上。

3、环保利废，利用窑尾废气余热，水泥窑尾的废气温度大都在350℃左右，利用多余的窑尾废气处理污泥，不需要消耗燃料。

4、工艺流程简捷而完整。

附图说明

图1为污泥处理的工艺装置中加热搅拌减水池的结构示意图。

图2为污泥处理的工艺装置的流程示意图。

图中：1-污泥运输车；2-加热搅拌减水池；3-除臭器；4-出口风机；5-进口风机；6-污泥泵；7-窑尾热烟室；8-水泥回转窑；9-熟料冷却机；10-预热器；11-电除尘器；12-烟囱；13-风管；14-高温风机；15-湿废气排出管；16-热烟气通入管；17-活动密封盖板；18-搅拌通气管；19-电机传动装置；20-支承架；21-污泥卸料口；22-污泥进料口；23-调速机构；24-螺旋叶片； 25-止推轴承；26-污泥输送管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～2，本发明实施例中，一种污泥处理的工艺装置，包括污泥处理装置和废气处理装置；

污泥处理装置包括污泥运输车1、加热搅拌减水池2、污泥泵6和水泥回转窑8。

加热搅拌减水池2包括污泥储存池、电机传动装置19和污泥卸料机构，污泥卸料机构包括支承架20、调速机构23和螺旋叶片24，污泥储存池的上部设有污泥进料口22，污泥进料口设有活动密封盖板17，活动密封盖板设有液压传动装置，在污泥进料时，活动密封盖板17打开，其他时候污泥储存池处于封闭状态，保证污泥的干燥过程不会泄露臭气和烟气，热烟气通入管16垂直设置在污泥储存池中央，且与电机传动装置19连接，热烟气通入管16的下端通过止推轴承25支承在污泥储存池底部，热烟气通入管16上连接有若干层与热烟气通入管16相通的搅拌通气管18，每根搅拌通气管18上开设有多个通气孔；启动电机传动装置19时，热烟气通入管16与搅拌通气管18围绕储存池中央同步旋转，并通过调速机构23带动螺旋叶片24旋转，根据需要可顺时针或者逆时针转动。

污泥卸料机构的支承架20固定在止推轴承25与污泥储存池底部之间，调速机构23设置在止推轴承25的下端，调速机构23是差速器等结构，螺旋叶片24连结在调速机构23下端，螺旋叶片24的下端为污泥卸料口21，通过调速机构23调整螺旋叶片24的旋转速度，推送污泥通过污泥卸料口21排出，当搅拌通气管18按顺时针或者逆时针转动时，螺旋叶片24推动污泥卸入污泥泵6，搅拌通气管18反方向转动时，实现污泥停止卸料；污泥泵6设置于污泥储存池的污泥卸料口21下方，污泥泵6通过输送管道26将减水处理后的污泥输送到水泥回转窑8的尾端进行焚烧处理。

废气处理装置包括进口风机5、出口风机4、除臭器3、湿废气排出管15和电除尘器11，湿废气排出管15设置于污泥储存池的上部，除臭器3连接在湿废气排出管15的末端，出口风机4通过风管13连接在除臭器3和电除尘器11之间，电除尘器11的出口连接有烟囱12，进口风机5与出口风机4调节污泥减水池2封闭仓的气压，使其处于负压状态，避免污染气体泄漏。

一种采用污泥处理的工艺装置处理污泥的方法，具体处理流程如下：

第一，污泥的减水处理，污水处理厂产生的含水量大于80％的污泥由污泥运输车1运载，打开污泥加热搅拌减水池2的活动密封盖板17，污泥直接经污泥入口22卸入污泥储存池，启动电机传动装置19，均匀分布在污泥储存池内的搅拌通气管18在电机传动装置19驱动下进行机械搅拌，搅拌通气管18的搅拌速度为1转/min；此时，由于污泥具有触变性，经过机械搅拌后，污泥粘度减小、流动性增大，在污泥卸入量达满仓高度时，关闭活动密封盖板，通过热烟气通入管16通入温度低于300℃的热烟气，热烟气经搅拌通气管18上的通气孔进入污泥中，气流翻搅污泥并与污泥进行热交换，经过一段时间的加热搅拌，污泥水分大量蒸发，当污泥的含水量降低到50~70％时，停止通气加热，继续旋转搅拌、直到储存池内的污泥完全卸空为止。

第二，污泥的焚烧处理，污泥通过螺旋叶片24的推送、卸入污泥泵6，然后由污泥泵6泵入水泥回转窑8进行焚烧，污泥中的可燃质燃烧，燃烧后的灰分掺入水泥生料中，并与其它生料组分在1450℃的高温下烧成水泥熟料，通过水泥回转窑8进入熟料冷却机9，冷却后进入水泥制成系统。

第三，废烟气的处理，污泥中的水分经加热后蒸发，产生的湿废气通过湿废气排出管15进入除臭器3进行除臭处理，然后经出口风机4进入电除尘器11进行静电除尘处理，最后由烟囱12排出。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种污泥处理的工艺装置，其特征在于，包括污泥处理装置和废气处理装置；

所述污泥处理装置包括污泥运输车（1）、加热搅拌减水池（2）、污泥泵（6）、窑尾热烟室（7）和水泥回转窑（8）；所述加热搅拌减水池（2）包括污泥储存池、电机传动装置（19）和污泥卸料机构，所述污泥卸料机构包括支承架（20）、调速机构（23）和螺旋叶片（24），所述污泥储存池的上部设有污泥进料口（22），污泥进料口（22）边缘设有活动密封盖板（17），活动密封盖板（17）上设有液压传动装置，所述热烟气通入管（16）垂直安装在污泥储存池中央，且与电机传动装置（19）连接，热烟气通入管（16）的下端通过止推轴承（25）支撑在污泥储存池底部，热烟气通入管（16）的上端与窑尾热烟气管道联接，热烟气通入管（16）上安装联结有若干层与热烟气通入管（16）相通的搅拌通气管（18），且每层搅拌通气管（18）上开设有多个通气孔，每层搅拌通气管（18）在污泥储存池的平面方向呈放射状分布多个分支，所述污泥卸料机构的支承架（20）固定在止推轴承（25）与污泥储存池底部之间，所述调速机构（23）安装在止推轴承（25）的下端，所述螺旋叶片（24）固定在调速机构（23）下端，螺旋叶片（24）的下端为污泥卸料口（21）；所述污泥泵（6）固定安装在污泥储存池的污泥卸料口（21）下方，所述污泥泵（6）出口连接的污泥输送管道（26）通过窑尾热烟室（7）伸入水泥回转窑（8）尾端；

所述废气处理装置包括进口风机（5）、出口风机（4）、除臭器（3）、湿废气排出管（15）和电除尘器（11），所述进口风机（5）通过风管（13）将热烟气导入热烟气通入管（16），所述湿废气排出管（15）固设于污泥储存池的上部，所述除臭器（3）通过风管（13）与湿废气排出管（15）连接，所述出口风机（4）通过风管（13）连接在除臭器（3）和电除尘器（11）之间，电除尘器（11）的出口连接有烟囱（12）。

2.根据权利要求1所述的污泥处理的工艺装置，其特征在于，进入污泥加热搅拌减水池（2）的污泥水分含量大于等于80％，通入污泥加热搅拌减水池（2）的热烟气的温度控制在小于300℃。

3.采用如权利要求1或2所述的一种污泥处理的工艺装置处理污泥的方法，其特征在于，具体处理流程如下：

第一，污泥的减水处理，污水处理厂产生的含水量大于80％的污泥由污泥运输车（1）运载，打开污泥加热搅拌减水池（2）的活动密封盖板（17），污泥直接经污泥进料口（22）卸入污泥储存池，启动电机传动装置（19），分布在污泥储存池内的搅拌通气管（18）以热烟气通入管（16）为旋转中心进行机械搅拌，搅拌通气管（18）的搅拌速度为0.5~5转/min，在污泥充满污泥储存池后关闭活动密封盖板（17），由热烟气通入管（16）通入温度低于300℃的热烟气，热烟气经搅拌通气管（18）的通气孔进入污泥中并与污泥进行热交换，同时启动出口风机（4）、除臭器（3）和电除尘器（11），经过一段时间的加热搅拌，污泥中水分大量蒸发，当污泥的含水量降低到50~70％时，停止通气加热并准备进行污泥的焚烧处理；

第二，污泥的焚烧处理，反向转动污泥加热搅拌装置，使与其联动的螺旋叶片（24）的旋转方向变成向下推送污泥的方向，污泥通过螺旋叶片（24）的推送卸入污泥泵（6），然后由污泥泵（6）泵入水泥回转窑（8）内进行焚烧，焚烧后的灰分掺入水泥生料中，并与其它生料组分在1400~1500℃的高温下烧成水泥熟料，通过水泥回转窑（8）进入熟料冷却机（9），冷却后进入后续的水泥制成系统；

第三，湿废气的处理，污泥中的水分经加热蒸发产生湿废气，并通过湿废气排出管（15）进入除臭器（3）进行除臭处理，然后经出口风机（4）进入电除尘器（11）进行静电除尘处理，最后由烟囱（12）排出。