CN105670657B - 市政污泥的无害化和资源化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种市政污泥的无害化和资源化处理方法，步骤一、将污泥放入破壁装置中进行加热预处理，所述预处理温度在80℃～150℃；步骤二、将预处理后的污泥进行机械脱水；步骤三、将脱水后的污泥传送到干化机中进行干燥处理，所述干化机的处理温度在150℃～300℃；步骤四、将干燥处理后的污泥放入炭化炉中进行干馏处理得到生物炭，干馏处理温度在500℃～600℃；步骤五、收集所述干化机和所述炭化炉中产生的尾气并进行无害化处理，同时分离所述尾气中的可燃性气体用于燃烧加热所述破壁装置、干化机以及炭化炉。解决了污泥不易处理、处理成本高的的技术问题。

Description

市政污泥的无害化和资源化处理方法

技术领域

本发明属于环境生态工程技术领域，特别涉及一种市政污泥的无害化和资源化处理方法。

背景技术

污水处理厂在运行过程中会产生大量的污泥。污泥中含有大量有机物、病原菌、重金属等有毒有害物质。目前一般在污水厂中都设有污泥消化及浓缩脱水的处理设备。经过这些处理之后污泥含水率可降80％左右，仍然含有大量的污染物。如不妥善处置，势必给环境带来严重污染。目前世界上对污水厂的脱水污泥的处置技术有以下几种：堆肥、干化、焚烧、填埋、熔融等。填埋由于会引起严重的二次污染已经逐渐被发达国家禁止使用。熔融是最大限度的实现污泥无害化的工艺，但其处置费用十分昂贵，在土地资源十分紧缺的国家，如日本，发展地较快。堆肥产品由于要施用于农田，在环境健康及风险方面限制较严，且需大量辅料。干化及焚烧是一种比较好的处置方式，产品资源化利用程度很高，目前这种方法在国外发展的较快。

其中，我国污水处理厂污泥处置仍以原始粗放的填埋为主，污泥土地利用之前必须经过严格的无害化处理，不能在同一地点长期超量施用污泥，即使是有机肥，也不能过量，据统计到2015年，全年城镇污水处理厂湿污泥产生量将达到3359万吨，即日产污泥9.2万吨，同时，污泥的土地利用在我国的应用并不广泛，仅占各类处置方式的11％，截至2010年，欧盟27国污泥的农用比例是39％；预计到2020年，这一比例将超过50％。在北美地区，有将近60％的污泥被用于农田肥料。目前，我国污水处理率达到80％，随之产生的污泥也越来越多。据《中国污泥处理处置市场分析报告(2013)》预测，到2015年，全年城镇污水处理厂湿污泥(含水率80％)产生量将达到3359万吨，即日产污泥9.2万吨。与污水处理率的快速提升相比，我国污泥处置问题却一直未能得到有效解决。不少媒体甚至认为我国千亿元污水处理的投资换来的是“污染转移”，80％的污泥没有得到安全处置而流入环境。

大量污泥应该如何处置，而我国目前大部分污水处理厂的污泥都采用外运填埋的处置方式，给环境造成了极为严重的污染。污泥处置已经成为当前的焦点问题。目前发达国家市政污泥直接干化的技术及设备比较成熟，其产品资源化利用的途径也较广，但是干化采用的是热量传递蒸发水分，而市政污泥含水率在80％左右，因此将污泥干化到可利用的含水率为10％以下，则其所需运行费用十分昂贵，干化每吨湿污泥的运行费用在200元人民币左右，这是阻碍该技术在我国得到广泛推广的最根本原因。

发明内容

针对上述技术问题，本发明中提出了一种市政污泥的无害化和资源化处理方法，通过对污泥进行破壁预处理、机械脱水、深度干燥、干馏变成生物炭用于改善土质，实现了低成本的污泥处理过程，同时，将处理过程中产生的气体回收利用并进行无害化处理，基本实现零污染排放，解决了污泥不易处理、处理成本高的的技术问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种市政污泥的无害化和资源化处理方法，包括以下步骤：

步骤一、将污泥放入破壁装置中进行加热预处理，所述预处理温度在80℃～150℃；

步骤二、将预处理后的污泥进行机械脱水；

步骤三、将脱水后的污泥传送到干化机中进行干燥处理，所述干化机的处理温度在150℃～300℃；

步骤四、将干燥处理后的污泥放入炭化炉中进行干馏处理得到生物炭，干馏处理温度在500℃～600℃；

步骤五、收集所述干化机和所述炭化炉中产生的尾气并进行无害化处理，同时分离所述尾气中的可燃性气体用于燃烧加热所述破壁装置、干化机以及炭化炉。

优选的，所述步骤一中，先将污泥使用孔径为10～20mm的滤网，之后将过滤后的污泥经过往复式的压榨、挤压剪后送入所述破壁装置中进行加热预处理，将污泥加热预处理到至少80℃。

优选的，所述步骤二中，将加热预处理后的污泥直接放入压滤机中进行压滤脱水，脱水挤压压力在1.0MPa～4.0MPa，压滤机保压2～6min，直到污泥的含水率在30％～40％。

优选的，所述步骤三中，将脱水后的污泥破碎后通过传送带送入所述干化机中干燥，所述干化机为双轴空心桨叶蒸汽加热干燥机，将污泥在干化机中持续干燥1h～2h，直到污泥的含水率在8％～18％。

优选的，所述步骤三中，将脱水后的污泥经过多级干化机干燥处理。

优选的，所述步骤四中，将干燥后的污泥直接传送到入所述炭化炉中进行干馏，将污泥绝氧加热到至少500℃并持续处理3h～6h，直到污泥完全炭化变成可用于改善土质的生物炭。

优选的，所述步骤五中，将干化机和所述炭化炉的排气口依次接入旋风除尘器和水汽分离器进行除尘，将除尘后的气体通入分气包中分离可燃性气体，并将剩余的气体依次通入到动力波洗涤塔和光催化尾气处理塔中进行尾气净化处理。

优选的，所述破壁装置、干化机以及炭化炉所用的热量来源于蒸汽发生装置、工业余热、导热油中的一种或几种。

优选的，所述步骤五中，将所述可燃性气体燃烧用于为工业生成提供能量或者直接为所述破壁装置、干化机以及炭化炉提供能量。

优选的，所述步骤三中，在脱水后的污泥中按一定比例添加入硅藻土、膨润土和石灰后再送入所述干化机中进行干燥，其中，硅藻土添加1wt％～5wt％、膨润土添加2wt％～8wt％、石灰添加1wt％～3wt％。

本发明至少包括以下有益效果：

1、采用了全新设计的破壁装置进行污泥的破壁预处理，之后立即进行机械脱水，提高了机械脱水深度，破壁预处理和机械脱水后，污泥的降到30％左右；

2、采用了全新设计的干化机进行污泥的干燥处理，得以实现了污泥的深度脱水干燥，最终将污泥的含水率降到10％左右，提升了污泥的脱水程度；

3、本发明通过添加低成本的膨润土、硅藻土和石灰进行混合加热，使得污泥中的重金属得到固化，避免污泥中的重金属等污染源造成二次污染；

4、全程收集处理过程中产生的气体，并进行气体分离，收集其中的可燃性气体用于工业加工使用或者直接燃烧为本发明中使用的设备提供热量，避免了大气污染，同时对尾气进行二次利用，介绍了能耗和成本开支，基本实现了零排放；

5、本发明的处理方法将市政污泥的处理成本从200元/吨以上降低到60元/吨左右，解决了因处理成本高而导致的污泥无法实现大规模无害化处理的技术问题；

6、经本发明的处理方法处理后的污泥最终全部生成生物炭，变废为宝，用于改善土质，并创造了商业价值，本发明采用五步处理法，实现了污泥减量化、无害化和资源化处理，具有巨大的推广价值。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明处理方法的流程示意图；

图2为本发明处理方法中破壁装置的结构示意图；

图3为本发明处理方法中破壁装置的破壁单元的内部结构示意图；

图4为本发明处理方法中破壁装置的输送单元内部的结构示意图；

图5为所述干化机的立体结构示意图；

图6为所述干化机的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本发明所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种市政污泥的无害化和资源化处理方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤一、将污泥放入破壁装置中进行加热预处理，本实施例中所采用的破壁装置结构如图2-3所示，其沿污泥的流动方向依次贯通设置有：进料单元1，其设有进料口；破壁单元2，其连接于所述进料单元，所述破壁单元包括设有加热介质进口21及加热介质出口22的壳体和内置于所述壳体的破壁管道23；出料单元3，其连接于所述破壁单元，所述出料单元设有一出料口；其中，所述破壁单元架设于一支座4上，所述支座4固定于地面上；所述进料单元与所述破壁单元、所述破壁单元与所述出料单元之间还分别固接于连接板5；所述连接板上开设有与所述破壁管道相对应的贯通孔51，所述破壁管道23延伸并固定于所述贯通孔51。加热介质经壳体上的加热介质进出口进入壳体内部，待壳体内温度达到破壁要求时，污泥经进料口进入破壁单元的破壁管道进行热处理，本发明中，加热介质为蒸汽，将破壁装置的温度加热并稳定后，通过一定的压力将污泥输送到破壁管道中进行加热，所述破壁装置所述预处理温度在80℃～150℃，也就是将污泥加热到至少80℃，在破壁结束后，污泥自出料口排出进入下一步骤。

步骤二、将预处理后的污泥进行机械脱水，本实施例中，将加热预处理后的污泥马上放入压滤机中进行压滤脱水，也就是要保持污泥的温度下进行脱水，脱水挤压压力在1.0MPa～4.0MPa，压滤机保压2～6min，污泥破壁后，水分子键被打破，污泥中更多的水成为自由间隙水，这时候立即进行机械脱水，将更多的水挤压出来，经机械脱水后，污泥的含水率在30％～40％，采用了全新设计的破壁装置进行污泥的破壁预处理，之后立即进行机械脱水，提高了机械脱水深度，破壁预处理和机械脱水后，污泥的降到30％左右，提高了脱水深度。

步骤三、将脱水后的污泥传送到干化机中进行干燥处理，所述干化机的处理温度在150℃～300℃，本实施例中，将脱水后的污泥破碎后通过传送带送入所述干化机中干燥，所述干化机为双轴空心桨叶蒸汽加热干燥机，干化机的具体结构如图5-6所示，包括：

机架100，其放置在地面上，所述机架100两端分别设置有支撑座110，每一个所述支撑座110上间隔设置有两个轴承111；

主机，其架设在所述机架100上，所述主机由筒体210和设置在所述筒体210上端的盖体220构成，所述主机内部呈“W”型密闭腔体结构，所述筒体210底部对称划分为两个弧形凹部，如图7所示，所述筒体210的外壁设置为中空夹套213结构，用于储存高温蒸汽，对菌渣进行加热干燥，所述筒体210上壁开设有若干个热介质进气口211，所述热介质进气口211与所述分气包连通，所述筒体210底部开设有若干个第一回流口212，用于对中空夹套213中产生的冷凝水进行及时的排水处理，增加蒸汽的热利用率，所述筒体210两端侧壁上开设有两个通孔，所述筒体210底部开设有出料口213；所述出料口213上端设置有挡料板330，挡料板的作用非常重要，可根据工况条件来调整污泥在出料时的高度，也可控制干燥后污泥的含水率。

桨叶轴，其悬空设置在所述腔体中，所述桨叶轴分为主动桨叶轴310和从动桨叶轴320，两者并排设置，所述主动桨叶轴310和从动桨叶轴320间隔设置在两个所述弧形凹部中，所述桨叶轴端头分别从所述通孔中引出，所述桨叶轴为柱形空腔结构，所述空腔中心设置有排水管，所述桨叶轴上焊接有若干个中空桨叶340，所述中空桨叶340内部分别与所述柱形空腔与所述排水管连通。

所述桨叶轴第二端头贯穿所述机架100另一侧的所述轴承111，每一个所述桨叶轴第二端头上设置有旋转接头400，所述旋转接头400上设置有蒸汽进气口410和第二回流口420，所述蒸汽进气口410与所述空腔连通，为桨叶轴和中空桨叶340提供蒸汽，所述第二回流口420与所述排水管连通，将中空桨叶340中的冷凝水通过排水管从第二回流口420中排出机体，使得冷凝水与蒸汽分隔，提高蒸汽的热效率，常规干燥设备的热利用率为30％左右，而本发明使用的干化机热效率可以达到90％以上，所述蒸汽进气口410与所述分气包连通，所述出料口213设置在所述第二端头一侧，使得污泥从头到尾经过干化机内部，提高干燥效果。

加热介质蒸汽从蒸汽进气口410进入中空桨叶340进行加热，将污泥在干化机中加热到至少150℃并且持续干燥1h～2h，污泥从出料口排除后，污泥的含水率在8％～18％，本发明采用了全新设计的干化机进行污泥的干燥处理，得以实现了污泥的深度脱水干燥，最终将污泥的含水率降到10％左右，进一步提升了污泥的脱水程度。

步骤四、将干燥处理后的污泥放入炭化炉中进行干馏处理得到生物炭，干馏处理温度在500℃～600℃；将干燥后的污泥直接传送到入所述炭化炉中进行干馏，将污泥绝氧加热到至少500℃并持续处理3h～6h，直到污泥完全炭化变成可用于改善土质的生物炭，经本发明的处理方法处理后的污泥最终全部生成生物炭，变废为宝，用于改善土质，并创造了商业价值，本发明采用五步处理法，不仅解决了污泥的难处理问题，同时将污泥变成了具有商业价值的生物炭，用于改善土质，实现了污泥无害化和资源化的处理，具有巨大的推广价值。

步骤五、在污泥干燥和干馏的过程中，污泥中会产生含有多种成分的尾气，本发明中，将全程收集所述干化机和所述炭化炉中产生的尾气并进行无害化处理，具体的，将干化机和所述炭化炉的排气口依次接入旋风除尘器和水汽分离器进行除尘，将除尘后的气体通入分气包中分离可燃性气体，并将剩余的气体依次通入到动力波洗涤塔和光催化尾气处理塔中进行尾气净化处理，实现了可燃性气体的收集并将剩余污染源尾气无害化处理排放，因为干化机和炭化炉都是全封闭的结构，不会有尾气泄露造成污染，将收集的全部尾气进行分离，具体的分离所述尾气中的可燃性气体用于燃烧加热所述破壁装置、干化机以及炭化炉，以节省能源，本发明全程收集处理过程中产生的气体，并进行气体分离，收集其中的可燃性气体用于工业加工使用或者直接燃烧为本发明中使用的设备提供热量，避免了大气污染，同时对尾气进行二次利用，介绍了能耗和成本开支，基本实现了零排放。

本发明中，将污泥干燥脱水，污泥的含水率最终降到10％左右，实现了深度脱水，在此前提下，进行污泥的干馏处理，将污泥全部变成生物炭，用于改善土质，实现了污泥的资源化处理，转废为宝，同时创造了商业价值，节省了开支成本，实现了污泥的资源化处理，同时，全程收集处理过程中产生的尾气进行处理，并分离其中的可燃性气体加以利用，进一步降低了成本，同时，将剩余的污染源气体进行有效治理，基本实现了零排放，由此可见，本发明的处理方法不仅解决了污泥的处理难问题，而且将污泥全部变废为宝，转化成了具有商业价值的生物炭，用于改善土质，不仅实现了资源化利用，还创造了价值，节省处理成本，并且全程没有污染源气体排放，全面实现了无害化处理，并且进一步的分离尾气中的可燃性气体加以利用，进一步降低了处理成本。经实践数据得出，现有技术中，处理一吨污泥的成本在200元/吨以上，导致处理厂家利润不高甚至亏本，而本发明的处理方法将市政污泥的处理成本从200元/吨以上降低到60元/吨左右，实现了盈利，解决了因处理成本高而导致的污泥无法实现大规模无害化处理的技术问题，污泥可以得到全面的处理，解决了社会和生态之间的矛盾。

一种实施例中，所述步骤一中，先将污泥使用孔径为10～20mm的滤网，以避免大颗粒污泥堵塞管道，之后将过滤后的污泥经过往复式的压榨、挤压剪后送入所述破壁装置中进行加热预处理，将污泥加热预处理到至少80℃，所述破壁装置中还包括输送单元6，如图4所示，其贯通连接于所述进料口，所述输送单元具有输料口61、与所述输料口垂直贯通连接的筒体62、以及可在所述筒体内往复运动的活塞送料杆63，其中，所述活塞送料杆前端还依次固接一锥形压榨锤64和凸柱65，所述凸柱上安装一开设有挤压孔的圆形挡板66；所述筒体内壁设有与所述锥形压榨锤相对应的压榨腔，当所述锥形压榨锤与所述压榨腔相抵顶时，所述锥形压榨锤、所述压榨腔及所述圆形挡板形成一仅供污泥从所述挤压孔挤出的内部空腔69。采用这种方案，通过在输送筒体内设置锥形压榨锤、压榨腔以及带有挤压孔的圆形挡板，污泥在进入破壁单元前先后受到两次挤压压榨压力及两次压力的瞬时突降，污泥的结构遭到破坏，污泥变得疏松，部分结合键发生断裂，且污泥絮凝团内大部分的间隙水及部分污泥颗粒内的毛细管水释放出来形成游离水，污泥颗粒与其表面吸附的结合水之间的结合能力也在一定程度上被破坏，增加了污泥的流动性及均一性，这都进一步提高了污泥在破壁管道的破壁效果。

另一种实施例中，所述步骤三中，将脱水后的污泥经过多级干化机干燥处理，也即是说可以采用多级的干化机进行干燥处理，比如，污泥经一级干化机干燥后，随之送入二级干化机进行干燥，此种方式的干燥效果更佳。

另一种实施例中，所述破壁装置、干化机以及炭化炉所用的热量来源于蒸汽发生装置、工业余热、导热油中的一种或几种，上述热量可以直接利用为炭化炉提供热能，或者将上述热量用于加热生产蒸汽，用于为破壁装置、干化机提供蒸汽。

另一种实施例中，所述步骤五中，将所述可燃性气体燃烧用于为工业生成提供能量或者直接为所述破壁装置、干化机以及炭化炉提供能量，也即是说收集的可燃性气体可以直接燃烧运用为工业生产的设备提供能量，或者收集储存用于出售，或者直接原地燃烧利用，用于为本处理过程中的设备提供能量。

另一种实施例中，所述步骤三中，在脱水后的污泥中按一定比例添加入硅藻土、膨润土和石灰后再送入所述干化机中进行干燥，其中，硅藻土添加1wt％～5wt％、膨润土添加2wt％～8wt％、石灰添加1wt％～3wt％，也即是污泥：硅藻土：膨润土：石灰的质量比为100:1～5:2～8:1～3；本实施例中，按上述比例在污泥中加入硅藻土、膨润土、石灰，之后随污泥送入到干化机中，因为污泥在干化机中不停的被搅拌，硅藻土、膨润土、石灰可以与污泥进行充分混合，没必要单独进行混合了，节省工序，同时，污泥本身是显弱酸性的，污泥在处理过程中，其中的重金属污染源可区分为酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态4种存在形态，其中，酸溶态重金属主要与可交换的吸附离子和碳酸盐结合，在环境中有较强的迁移能力，并以不稳定的状态存在于污泥中，一旦进入环境可以直接被生物吸收利用；而残渣态重金属主要与硅酸盐矿物和结晶铁镁氧化物等结合，性质非常稳定，在环境中的迁移能力很弱。污泥在不同温度下经过干化后，也就是被加热过程中，污泥中重金属的形态会逐渐向残渣态转变，也就是重金属得到固化，避免污染对环境造成二次污染。具体的，本实施例中，污泥：硅藻土：膨润土：石灰的质量比为100:2:4:1，同时将污泥加热到150℃后，各重金属形态分布的变化为，酸溶态Cd所占比例从23.27％下降至11.08％,可还原态Cd所占比例由53.16％下降至35.37％,可氧化态Cd的含量变化不明显,残渣态Cd所占比例明显增多；经200℃干化后,残渣态Cd所占比例进一步增多，可还原态Cr所占比例下降较明显,可氧化态Cr所占比例下降至50％左右,残渣态Cr所占比例在此过程中增加至43％左右；经300℃干化后,残渣态Cd和残渣态Cr所占比例进一步增多，同时，残渣态As含量也有所增加；经500℃干化后,残渣态Cd、残渣态Cr和残渣态As所占比例进一步增多，同时，Cu由可氧化态向残渣态转变,Ni由酸溶态向残渣态转变；经550℃干化后,残渣态Cd、残渣态Cr、残渣态Ni、残渣态Cu和残渣态As所占比例进一步增多，Zn的可还原态含量减少,残渣态略有增加；而本发明中，最终将污泥进行550℃干化，这表明进本发明市政污泥经过干化后，污泥中重金属的稳定性随残渣态含量的增加而增强，也就是污泥干化过程可以使酸溶态、可还原态和可氧化态重金属向残渣态重金属转变；特别是污泥中Cd、Cr、Ni、Cu、Zn和As等重金属均向残渣态转变，也就是将重金属得到固化，避免了二次污染。

而本发明还在污泥中添加了硅藻土、膨润土和石灰，污泥是弱酸性的，通过按比例添加上述三种固化剂，同时通过加热混合，与污泥中的重金属反应，将污泥中的重金属由可被动植物吸收的离子态转变为不溶性的碳酸盐或氢氧化物等稳定化合物被固定在固化体中，起到了有效的固化/稳定污泥中金属的作用，使得污泥中重金属得到进一步固化，避免污泥中的重金属污染环境，造成二次污染。

综上所述，本发明采用了全新设计的破壁装置进行污泥的破壁预处理，之后立即进行机械脱水，提高了机械脱水深度，破壁预处理和机械脱水后，污泥的降到30％左右；同时配合采用了全新设计的干化机进行污泥的干燥处理，得以实现了污泥的深度脱水干燥，最终将污泥的含水率降到10％左右，提升了污泥的脱水程度；

进一步的，本发明通过添加低成本的膨润土、硅藻土和石灰进行混合加热，使得污泥中的重金属得到固化，避免污泥中的重金属等污染源造成二次污染；并且全程收集处理过程中产生的气体，并进行气体分离，收集其中的可燃性气体用于工业加工使用或者直接燃烧为本发明中使用的设备提供热量，避免了大气污染，同时对尾气进行二次利用，介绍了能耗和成本开支，基本实现了零排放；

根据现场应用得出，本发明的处理方法将市政污泥的处理成本从200元/吨以上降低到60元/吨左右，解决了因处理成本高而导致的污泥无法实现大规模无害化处理的技术问题；经本发明的处理方法处理后的污泥最终全部生成生物炭，变废为宝，用于改善土质，并创造了商业价值，本发明采用五步处理法，实现了污泥无害化和资源化的处理，具有巨大的推广价值。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种市政污泥的无害化和资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将污泥放入破壁装置中进行加热预处理，所述预处理温度在80℃～150℃；

步骤二、将预处理后的污泥进行机械脱水；

步骤三、将脱水后的污泥传送到干化机中进行干燥处理，所述干化机的处理温度在150℃～300℃；

步骤四、将干燥处理后的污泥放入炭化炉中进行干馏处理得到生物炭，干馏处理温度在500℃～600℃；

步骤五、收集所述干化机和所述炭化炉中产生的尾气并进行无害化处理，同时分离所述尾气中的可燃性气体用于燃烧加热所述破壁装置、干化机以及炭化炉；

其中，所述步骤一中，先将污泥使用孔径为10～20mm的滤网，之后将过滤后的污泥经过往复式的压榨、挤压剪后送入所述破壁装置中进行加热预处理，将污泥加热预处理到至少80℃；

所述步骤二中，将加热预处理后的污泥直接放入压滤机中进行压滤脱水，脱水挤压压力在1.0MPa～4.0MPa，压滤机保压2～6min，直到污泥的含水率在30％～40％；

所述步骤三中，将脱水后的污泥破碎后通过传送带送入所述干化机中干燥，所述干化机为双轴空心桨叶蒸汽加热干燥机，将污泥在干化机中持续干燥1h～2h，直到污泥的含水率在8％～18％；

在所述步骤三中，在脱水后的污泥中按污泥：硅藻土：膨润土：石灰的质量比为100:2:4:1添加硅藻土、膨润土和石灰，同时将污泥加热到150℃后，各重金属形态分布的变化为，酸溶态Cd所占比例从23.27％下降至11.08％,可还原态Cd所占比例由53.16％下降至35.37％,可氧化态Cd的含量变化不明显,残渣态Cd所占比例明显增多；经200℃干化后,残渣态Cd所占比例进一步增多，可还原态Cr所占比例下降较明显,可氧化态Cr所占比例下降至50％,残渣态Cr所占比例在此过程中增加至43％；经300℃干化后,残渣态Cd和残渣态Cr所占比例进一步增多，同时，残渣态As含量也有所增加；

所述步骤四中，将干燥后的污泥直接传送到入所述炭化炉中进行干馏，将污泥绝氧加热到至少500℃并持续处理3h～6h，直到污泥完全炭化变成可用于改善土质的生物炭。

2.如权利要求1所述的市政污泥的无害化和资源化处理方法，其特征在于，所述步骤三中，将脱水后的污泥经过多级干化机干燥处理。

3.如权利要求2所述的市政污泥的无害化和资源化处理方法，其特征在于，所述步骤五中，将干化机和所述炭化炉的排气口依次接入旋风除尘器和水汽分离器进行除尘，将除尘后的气体通入分气包中分离可燃性气体，并将剩余的气体依次通入到动力波洗涤塔和光催化尾气处理塔中进行尾气净化处理。

4.如权利要求3所述的市政污泥的无害化和资源化处理方法，其特征在于，所述破壁装置、干化机以及炭化炉所用的热量来源于蒸汽发生装置、工业余热、导热油中的一种或几种。

5.如权利要求3所述的市政污泥的无害化和资源化处理方法，其特征在于，所述步骤五中，将所述可燃性气体燃烧用于为工业生成提供能量或者直接为所述破壁装置、干化机以及炭化炉提供能量。