CN106191429A - 一种城市污泥资源化利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将城市污泥置于泥浆搅拌池中进行搅拌；2)将步骤1)中得到的搅拌均匀的泥浆与铁矿石、熔剂、燃料和返矿混合，制成混合料；3)将步骤2)中得到的混合料进行二次混合造球；4)将步骤3)中得到的小球铺到烧结机台车上后，点火，进行抽风烧结，所述烧结温度为1250～1280℃。该方法不仅解决了城市污泥所产生的各种问题，而且还变废为宝，利用已有的烧结设备，将城市污泥的处理和冶金烧结过程有效的结合起来，实现资源化利用，具有良好的环境效益和经济效益。

Description

一种城市污泥资源化利用方法

技术领域

本发明涉及炼铁领域，具体是一种城市污泥资源化利用方法。

背景技术

当前，我国污水处理厂干污泥每年的排放量约8.5×106-9.0×106t/年，而城市污水厂干污泥每年的排放量约为7.5×105t，且每年增速超过10％。

由于城市污泥的产量巨大，且城市污水污泥中含有大量的病原性细菌、寄生虫卵、重金属，以及二噁英等不容易降解的有毒有害物质，并且伴有恶臭味。污水污泥现在已经成为影响环境的一大公害，并且随着污水排放量的剧增，其引起的污染问题将日益突出。

目前，全世界污泥的主要处置方式有填埋、堆肥、焚烧、投海等，但这些方法在实际应用上都存在一定的局限性。因此，将产量巨大、含水率高、成分复杂的污泥进行妥善安全地处理，使其无害化、减量化，最终达到资源化，已成为一个重要且迫切需要解决的环保问题。

到目前为止，我国钢铁行业烧结机存量约1230台，总面积达到14.8万m2以上；其中重点钢铁企业有520台，总面积约9.6万m2。烧结作为钢铁生产长流程的初始过程，是一个原料制备的工序，对后续生产和产品质量都起着至关重要的作用。

在未来很长一段时间，烧结在钢铁生产过程中将不可替代。烧结过程中均需适宜的配水量以及固定碳含量，而国内多数烧结厂对适宜配水量和固定碳含量的判断依据主要是看生产出的成品烧结矿质量，而城市污泥中含有大量水分和一定量的固定碳。烧结过程添加适量城市污泥，即节约了焦炭和水资源，又能使城市污泥得到资源化处理利用，是一种全新的城市污泥资源化利用方法。

目前国内对城市污泥的处理主要是填埋、堆肥、焚烧等。填埋不仅侵占大量土地，而且渗滤液处理困难，可能影响地下水水质，存在二次污染隐患。堆肥处理时间长，而且对污泥中重金属离子、有毒有害动植物病菌难以去除。污泥焚烧设备投资大、处理费用高，污泥焚烧质量不易控制。

现有技术中包括一种城市污水处理厂污泥处置及资源化利用的方法。该方法的特点是：以城市污水处理厂的居民生活污泥为原料，经过干燥、搅拌、造粒、烧结、破碎、除尘、分筛的步骤，将污泥烧制为能为人们所利用的陶粒，成本相对较高，需要添加燃料，如煤，浪费资源，能耗大，污泥中的重金属仍然没有去除，存在安全隐患，且没有充分利用污泥中的水分和有机物。

现有技术中还包括一种城市污泥的焚烧处理方法及其装置，方法是将平均粒径75μm-90μm的煤粉、含水95wt％的城市污泥与水按质量比60:25:15直接混合并经过两次搅拌和过滤后制成成品污泥水煤浆，而后直接采用螺杆泵加压并送至污泥水煤浆雾化喷嘴，同时在雾化喷嘴中高速送入压缩空气和一次风使污泥水煤浆以良好的雾化状态射入燃烧室。

虽然解决了常规污泥焚烧方法中污泥干燥中能量消耗大的缺点，但是工艺相对复杂，还需添加辅助燃料和水，投资建设成本高，且由于水分的存在，与废气中的化学成分发生反应，产生更多的有害物质，具有较强的腐蚀性，腐蚀设备。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中城市污泥处理难、资源化利用率不足等问题，提供一种城市污泥资源化利用方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将城市污泥置于泥浆搅拌池中，加水，进行搅拌；

2)将步骤1)中得到的搅拌均匀的泥浆与铁矿石、熔剂、燃料和返矿混合，制成混合料；所述混合料中的水分含量控制为7％～9％；

3)将步骤2)中得到的混合料进行二次混合造球；

4)将步骤3)中得到的小球铺到烧结机台车上后，点火，进行抽风烧结，所述烧结温度为1250～1280℃，烧结负压为8000Pa～10000Pa。

进一步，所述步骤1)中的城市污泥中的含水量为70～80％。

进一步，所述步骤1)中的搅拌速率范围为25～35r/min，搅拌时间范围为8～12min。

进一步，所述步骤2)中的搅拌均匀的泥浆在混合料中的重量配比为3～10％。

进一步，所述步骤2)中的熔剂为生石灰；燃料为焦炭；

所述铁矿石、熔剂、燃料、返矿均为粉状；所述矿粉的粒度范围为6～8mm；所述熔剂的粒度小于等于3mm；所述燃料的粒度范围为0.5～4mm；所述返矿的粒度小于5mm。

进一步，所述步骤2)中制得的混合料中w(TFe)＝54％～56％，Al₂O₃与SiO₂的质量比为0.25～0.35，w(FeO)＝7％～9％，w(MgO)＝2.5～3.5％。

进一步，所述步骤3)中造得的小球的粒径范围为3mm～8mm。

进一步，所述步骤4)中的小球通过布料铺到烧结机台车上，所述料层高度为500～600mm；

所述点火过程通过点火器完成，所述点火温度为1050℃～1150℃,点火时间为1min～3min,点火负压为4000Pa～6000Pa。

值得说明的是，烧结过程高温的环境可杀死城市污泥的有毒病菌，且我国每年烧结矿产量巨大，可大量消纳城市污泥，实现城市污泥的减量化。

由于城市污泥含水率在70～80％，城市污泥的添加可大大降低烧结过程的配水量，从而降低用水成本。干燥后的城市污泥的燃烧热值约为5325.66kJ/kg，1kg污泥相当于0.182kg标准煤，可替代部分焦炭，降低了燃料成本，实现城市污泥的资源化利用。同时，添加适量的城市污泥对烧结矿性能的影响不大。

通过冶金烧结这一特殊的反应过程来消耗城市污泥，同时降低烧结过程成本，是一种变废为宝、一举多得、具有良好的环境效益和经济效益的发明技术。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，该方法具有以下优点：

1)本发明利用现有的烧结机设备处理城市污泥，降低了城市污泥的处理成本；

2)本发明的烧结过程添加城市污泥的环保效果明显，能够有效解决城市污泥引起的环境污染问题；

3)本发明的烧结过程添加城市污泥能够在不影响烧结矿质量的前提下，降低烧结过程成本；

4)本发明利用已有的烧结机，工艺简便，成效明显，易于推广。

本发明中公开的方法不仅解决了城市污泥所产生的各种问题，而且还变废为宝，利用已有的烧结设备，将城市污泥的处理和冶金烧结过程有效的结合起来，实现资源化利用，具有良好的环境效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明方法工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将含水量为70％城市污泥置于泥浆搅拌池中加水进行搅拌；

所述搅拌速率为25r/min，搅拌时间范围为10min。

2)将步骤1)中得到的搅拌均匀的泥浆与铁矿石、熔剂、燃料和返矿混合，制成混合料；所述混合料中的水分含量控制为8％；

所述泥浆在混合料中的重量配比为3％。

所述熔剂为生石灰；燃料为焦炭；

所述铁矿石、熔剂、燃料、返矿均为粉状；所述矿粉的粒度范围为6～8mm；所述熔剂的粒度小于等于3mm；所述燃料的粒度范围为0.5～4mm；所述返矿的粒度小于5mm。

所述混合料中w(TFe)＝55％，Al₂O₃与SiO₂的质量比为0.25，w(FeO)＝8％，w(MgO)＝2.5％；水分含量控制为8％。

3)将步骤2)中得到的混合料进行二次混合造球；所述小球的粒径范围为3mm～8mm。

4)将步骤3)中得到的小球通过布料铺到烧结机台车上后，通过点火器点火，通过260m²烧结机进行抽风烧结，所述烧结温度为1250℃。所述料层高度为500～600mm；所述点火温度为1050℃～1150℃,点火时间为1min～3min,点火负压为4000Pa～6000Pa。

经过实验检测结果：每吨烧结混合料节省焦炭1.8kg，烧结矿转鼓指数为63.5％，落下强度为65.0％，抗磨指数为4.3％。

实施例2：

一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将含水量为70％城市污泥置于泥浆搅拌池中加水进行搅拌；

所述搅拌速率为25r/min，搅拌时间范围为10min。

2)将步骤1)中得到的搅拌均匀的泥浆与铁矿石、熔剂、燃料和返矿混合，制成混合料；所述混合料中的水分含量控制为8％；

所述泥浆在混合料中的重量配比为6％。

所述熔剂为生石灰；燃料为焦炭；

所述铁矿石、熔剂、燃料、返矿均为粉状；所述矿粉的粒度范围为6～8mm；所述熔剂的粒度小于等于3mm；所述燃料的粒度范围为0.5～4mm；所述返矿的粒度小于5mm。

所述混合料中w(TFe)＝56％，Al₂O₃与SiO₂的质量比为0.35，w(FeO)＝8％，w(MgO)＝2.5％；水分含量控制为8％。

3)将步骤2)中得到的混合料进行二次混合造球；所述小球的粒径范围为3mm～8mm。

4)将步骤3)中得到的小球通过布料铺到烧结机台车上后，通过点火器点火，通过260m²烧结机进行抽风烧结，所述烧结温度为1250℃。所述料层高度为500～600mm；所述点火温度为1050℃～1150℃,点火时间为1min～3min,点火负压为4000Pa～6000Pa。

经过实验检测结果：每吨烧结混合料节省焦炭3.6kg，烧结矿转鼓指数为65.0％，落下强度为66.2％，抗磨指数为4.0％。

实施例3：

一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将含水量为70％城市污泥置于泥浆搅拌池中加水进行搅拌；

所述搅拌速率为25r/min，搅拌时间范围为10min。

2)将步骤1)中得到的搅拌均匀的泥浆与铁矿石、熔剂、燃料和返矿混合，制成混合料；所述混合料中的水分含量控制为8％；

所述泥浆在混合料中的重量配比为9％。

所述熔剂为生石灰；燃料为焦炭；

所述铁矿石、熔剂、燃料、返矿均为粉状；所述矿粉的粒度范围为6～8mm；所述熔剂的粒度小于等于3mm；所述燃料的粒度范围为0.5～4mm；所述返矿的粒度小于5mm。

所述混合料中w(TFe)＝56％，Al₂O₃与SiO₂的质量比为0.35，w(FeO)＝8％，w(MgO)＝2.5％；水分含量控制为8％。

3)将步骤2)中得到的混合料进行二次混合造球；所述小球的粒径范围为3mm～8mm。

4)将步骤3)中得到的小球通过布料铺到烧结机台车上后，通过点火器点火，通过260m²烧结机进行抽风烧结，所述烧结温度为1250℃。所述料层高度为500～600mm；所述点火温度为1050℃～1150℃,点火时间为1min～3min,点火负压为4000Pa～6000Pa。

经过实验检测结果：每吨烧结混合料节省焦炭5.4kg，烧结矿转鼓指数为68.0％，落下强度为67.4％，抗磨指数为3.8％。

Claims (8)

1.一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将城市污泥置于泥浆搅拌池中，加水，进行搅拌；

2)将步骤1)中得到的搅拌均匀的泥浆与铁矿石、熔剂、燃料和返矿混合，制成混合料；所述混合料中的水分含量控制为7％～9％；

3)将步骤2)中得到的混合料进行二次混合造球；

4)将步骤3)中得到的小球铺到烧结机台车上后，点火，进行抽风烧结，所述烧结温度为1250～1280℃，烧结负压为8000Pa～10000Pa。

2.根据权利要求1所述的一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于：所述步骤1)中的城市污泥中的含水量为70～80％。

3.根据权利要求1所述的一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于：所述步骤1)中的搅拌速率范围为25～35r/min，搅拌时间范围为8～12min。

4.根据权利要求1所述的一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于：所述步骤2)中的搅拌均匀的泥浆在混合料中的重量配比为3～10％。

5.根据权利要求1所述的一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于：所述步骤2)中的熔剂为生石灰；燃料为焦炭；

所述铁矿石、熔剂、燃料、返矿均为粉状；所述矿粉的粒度范围为6～8mm；所述熔剂的粒度小于等于3mm；所述燃料的粒度范围为0.5～4mm；所述返矿的粒度小于5mm。

6.根据权利要求1所述的一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于：所述步骤2)中制得的混合料中w(TFe)＝54％～56％，Al₂O₃与SiO₂的质量比为0.25～0.35，w(FeO)＝7％～9％，w(MgO)＝2.5～3.5％。

7.根据权利要求1所述的一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于：所述步骤3)中造得的小球的粒径范围为3mm～8mm。

8.根据权利要求1所述的一种城市污泥资源化利用方法，其特征在于：所述步骤4)中的小球通过布料铺到烧结机台车上，所述料层高度为500～600mm；

所述点火过程通过点火器完成，所述点火温度为1050℃～1150℃,点火时间为1min～3min,点火负压为4000Pa～6000Pa。