CN117534281A - 一种市政污泥的处理方法 - Google Patents

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平晓东
万新宇
王�锋
卢立金
邱健
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Abstract

本发明公开了一种城镇污水厂污泥冶金烧结炉窑协同处置方法,所述用烧结炉窑处置污泥的方法是市政污泥首先通过泥罐车、卡车或管道运输至厂内污泥池,污泥池车间内配备有抽风处理系统。经过配料计算后,利用泵机将市政污泥输送至带式定量给料机,同时其余烧结原料也由带式定量给料机送到混料皮带上,并通过皮带送入强力混合机进行强混。强混后混合料再经过一混、二混后,由皮带输送至烧结机台车上进行布料烧结。本发明可大大提高污泥的处置规模,充分利用污泥中的水分以及有机质,实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。

Description

一种市政污泥的处理方法
技术领域
本公开的实施例一般涉及一种市政污泥的处理方法,特别提供了一种利用钢铁企业烧结工序处理市政污泥并利用烧结机进行消纳解毒处理的方法。
背景技术
市政污泥作为污水处理的副产物,每处理1万t污水,约产生8t左右的污泥,据测算2021年我国产生污泥5600万吨。市政污泥组成复杂,既含有C、N、P等资源性物质,也含有重金属、易腐有机物、病原微生物等污染性物质。对于市政污泥,目前较为普遍的处理方法主要有卫生填埋、土地利用、建材利用以及焚烧处理等。其中焚烧作为一种最直接、最彻底的处置方法,可以最大限度缩减污泥体积,消灭污泥中的有害病菌和寄生虫,达到无害化目的,并且可以利用回收的余热发电。钢铁工业窑炉拥有处理固废的经验基础,如炼焦炉处理废塑料和废橡胶、烧结-高炉系统处理各类尘泥灰、回转窑处理粉尘和危废等,具有冶炼温度高、物料处理量大等特点。烧结过程中的物料温度可以达到1200℃以上,可彻底焚烧污泥中有机组分,并将污泥中重金属固化在烧结矿中。同时市政污泥作为一种生物质能,是实现炼铁工艺CO2减排的可替代能源。在烧结过程中可以充分利用污泥中的水分和有机质,降低混料时的配水量和配碳量,实现烧结工序的减碳,符合钢铁行业绿色低碳发展愿景。污泥掺烧过程中产生的SO2、NOX等废气与烧结典型烟气排放物相同,可以利用现有设备进行处理。可见,在烧结工序中处理市政污泥同时具备减量化处理、无害化处置和资源化利用的多重功能,具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种市政污泥的处理方法。本发明将市政污泥置入钢铁行业的烧结工序进行耦合处理,利用烧结过程的高温对市政污泥中的毒病菌进行高温处理,有害气体气体进入现有烧结烟气处理系统,实现市政污泥的高温解毒、消纳,降低了各种添加剂的消耗。经烧结处理后的污泥进入高炉炼铁系统进行处理,实现了污泥的完全处理,无新增废物。本发明可使高危难处理的市政污泥实现低成本、无害化处理,大大减少了环境污染。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种市政污泥的处理方法,包括以下步骤:
(1)将含水率80%~90%的市政污泥输送至污泥池存储,存储时间小于24h;
(2)配料:将市政污泥与烧结原料按照一定比例混合均匀,市政污泥的比例需要在4%以下;
(3)烧结:将混合料进行烧结。
进一步地,混合,利用管道运输,然后采用喷头将市政污泥浆喷入混合机内,混料时水分添加量由电脑自动控制,随后进入烧结一混和二混后继续混匀,一混和二混则用清水调整混合料的水分含量以满足烧结原来对水分的要求以及达到制粒要求。
进一步地,烧结,在布混合料之前,先铺一层粒度为10~25mm、厚度为20~25mm的小块烧结矿作为铺底料,然后将混合料铺在烧结机台车,对台车上的料层表面进行点火,点火时间通常为60秒,点火真空度为4kpa~6kpa,点火深度为10mm~20mm,准确控制烧结风量大约为每吨烧结矿需风量为3200m3,料层厚度一般为250mm~500mm,机速控制在1.5m/min~4m/min,烧结终点。
进一步地,所述干基市政污泥的成分为可燃物质以挥发分为主,占到了52%~60%,固定碳含量为8.5%~9.6%,碳、氧元素含量分别为32%~36%%和29%~33%,低位热值为12.5~14.5MJ/kg,含水率80%~90%。
进一步地,市政污泥与烧结原料的具体配比为:原样污泥配加比例为0%~4%、生石灰配比4.4%,白云石粉配比5.3%~5.7%,燃料配比4.5%~4.7%,冷返矿19.0%,其它为矿粉混合料。
进一步地,可燃物质以挥发分为主,占到了52%~60%。
进一步地,燃料为焦炭。
进一步地,冷返矿主要成分含量指标:TFe:52%~57%、CaO:8%~12%、SiO2:4.5%~5%。矿粉混合料主要成分含量指标:TFe:60%~65%、CaO:1.8%~2.0%、SiO2:3.0%~3.5%。
本发明的优点及效果:
1)免去污泥前期浓缩、脱水和干化等预处理工序,缩短处置流程,降低成本。
2)充分利用污泥中的水分以及有机质,实现污泥的资源化利用。
3)烧结炉窑具有处置量大、温度高、建设成本低等优势,在实现污泥减量化、无害化和稳定化的同时降低成本。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而非不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明提供的市政污泥处理方法的工艺示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。以下结合具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的解释和说明。
1)从污水处理厂等污泥产生点通过泥罐车、卡车或管道,将含水率约80%~90%的污泥输送至厂内污泥池存储,存储时间小于24h,以防止污泥由于堆放时间长产生臭气以及水分降低后影响后续输送,污泥池内配备抽风处理系统,污泥搅拌系统及加水等系统。区别于目前市政污泥处理工艺均配备有预烘干系统,本发明创新性的取消烘干系统,利用污泥的高含水率,降低传统烧结配料中混料水分的加入,根据污泥配比的不同,可减低混料水分50%~80%的加入量。
2)经对污泥进行工业分析、元素分析、含水率等分析后,经过配料计算后,利用管道运输,然后采用喷头将市政污泥浆喷入强力混合机内,同时其余烧结原料也由带式定量给料机按照配比输送到混料皮带上,并通过皮带送入强力混合机进行强混,混合时间1min,一混和二混则用清水调整混合料的水分含量以满足烧结原来对水分的要求以及达到制粒要求,一混时间3min,二混时间4min。在布混合料之前,先铺一层粒度为10-25mm、厚度为20~25mm的小块烧结矿作为铺底料,然后将混合料铺在烧结机台车,对台车上的料层表面进行点火,点火时间通常为60秒,点火真空度为4kpa~6kpa,点火深度为10mm~20mm。准确控制烧结风量大约为每吨烧结矿需风量为3200m3,料层厚度一般为250mm~500mm,机速控制在1.5m/min~4m/min。按照市政污泥的含水率以及P、S元素含量,为保证成品烧结矿的质量要求,在烧结工序中应严格控制其配入量,原样污泥的比例需要在4%以下。
3)烧结结束后经破碎、筛分、冷却后得到成品烧结矿,然后按照国家标准开展烧结矿的质量评价,如化学成分、粒度组成、转鼓强度、低温还原粉化指数以及还原性,另外实时监测烧结烟气成分,最后配入高炉冶炼。。
实施例1
某城市市政污泥,具体成分为可燃物质以挥发分为主,占到了55.28%,固定碳含量为9.05%,碳、氧元素含量分别为33.92%和31.48%,低位热值为13.58MJ/kg,平均含水率85.0%,在某钢厂的215m2烧结机上进行,原样污泥配加比例为3.1%、百灰配比4.4%,白云石粉配比5.4%,燃料配比4.7%,冷返19.0%,其它为矿粉混合料。由于原样污泥含水率大,为了保证料仓下料的顺行,试验开始时先利用挖机将污泥和外粉按试验配比充分混合,然后将混合后料装入强力混合机混合40s,转速为60r/min,混料时水分添加量由电脑自动控制,经过强混机后的混合料初始含水率为6.80%,随后进入烧结一混、二混后布料开始烧结。
烧结完成后,污泥配入后,从烧结指标来看,TFe含量的下降和P含量的上升都在预期范围内,对于后期冶炼影响较小,烧结矿粒径分布有所改善,转鼓指数下降了0.1%,低温还原粉化指数下降了2.02%与正常生产时的烧结矿相比基本没有变化,烧结燃耗从基准期的54.6kg/t下降到试验期的54.4kg/t;从烟气排放来看,经过烟气系统处理后,SO2、NOx和颗粒物浓度均能达到超低排放的要求。整体来看,配加3.1%的污泥对于烧结系统、高炉系统均没有明显的影响,可实现市政污泥的100%安全消纳利用。
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种市政污泥的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将含水率80%~90%的市政污泥输送至污泥池存储,存储时间小于24h;
(2)配料:将市政污泥与烧结原料按照一定比例混合均匀,市政污泥的比例需要在4%以下;
(3)烧结:将混合料进行烧结。
2.如权利要求1所述的市政污泥的处理方法,其特征在于,混合,利用管道运输,然后采用喷头将市政污泥浆喷入混合机内,混料时水分添加量由电脑自动控制,随后进入烧结一混和二混后继续混匀,一混和二混则用清水调整混合料的水分含量以满足烧结原来对水分的要求以及达到制粒要求。
3.如权利要求2所述的市政污泥的处理方法,其特征在于,烧结,在布混合料之前,先铺一层粒度为10~25mm、厚度为20~25mm的小块烧结矿作为铺底料,然后将混合料铺在烧结机台车,对台车上的料层表面进行点火,点火时间通常为60秒,点火真空度为4kpa~6kpa,点火深度为10mm~20mm,准确控制烧结风量大约为每吨烧结矿需风量为3200m3,料层厚度一般为250mm~500mm,机速控制在1.5m/min~4m/min,烧结终点。
4.如权利要求3所述的市政污泥的处理方法,其特征在于,所述干基市政污泥的成分为可燃物质以挥发分为主,占到了52%~60%,固定碳含量为8.5%~9.6%,碳、氧元素含量分别为32%~36%%和29%~33%,低位热值为12.5~14.5MJ/kg,含水率80%~90%。
5.如权利要求4所述的市政污泥的处理方法,其特征在于,市政污泥与烧结原料的具体配比为:原样污泥配加比例为0%~4%、生石灰配比4.4%,白云石粉配比5.3%~5.7%,燃料配比4.5%~4.7%,冷返矿19.0%,其它为矿粉混合料。
6.如权利要求5所述的市政污泥的处理方法,其特征在于可燃物质以挥发分为主,占到了52%~60%。
7.如权利要求6所述的市政污泥的处理方法,其特征在于,燃料为焦炭。
8.如权利要求7所述的市政污泥的处理方法,其特征在于,冷返矿主要成分含量指标:TFe:52%~57%、CaO:8%~12%、SiO2:4.5%~5%。矿粉混合料主要成分含量指标:TFe:60%~65%、CaO:1.8%~2.0%、SiO2:3.0%~3.5%。
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