CN1294091C - 利用锅炉烟气余热干化污泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法。本发明主要是利用锅炉烟气余热，通过两段式或三段式干化过程，使污水处理厂污泥在低温条件下得到干化，并形成粒径为1-6毫米的坚硬污泥团粒。该污泥团粒可以作为锅炉的辅助燃料，也可以烧制轻质节能砖和生产水泥压制品。本发明利用锅炉烟气余热干化污泥，可以在不用消耗新能源的情况下，将污水处理厂污泥的含水率降低，使污泥干化过程在较低的经济成本下运行，实际上开辟了一条废物循环利用，以废治废的有效途径，不仅能够产生显著的社会和环境效益，而且也能获得明显的经济效益。本发明已在江苏江阴投入实际运用，实践表明，采用该项技术不仅使工业废水和生活污水污泥得到有效的无害化和资源化处理，而且使烟气完全达标排放，获得显著的社会、环境和经济三重效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法。
背景技术
城市生活污水和工业废水经过污水处理厂的处理，达到国家污水排放标准后才能排放，这是保护生态环境必须进行的一项环境工程措施。城市生活污水和工业废水通过污水管网系统进入污水处理厂，在得到净化处理的过程中，将污水中绝大部分污染物转移到污泥中，这使得污水处理厂产生的污泥具有数量大，且富集高浓度污染物和重金属的特点，因此，如果这些污泥得不到妥善处理，会给环境造成严重的二次污染。
城市污水处理系统包括水处理和污泥处理两部分，我国对城市生活污水和工业废水的处理技术，主要采用国外的引进技术，但是，由于国际上至今还没有一种有效的污泥处理技术可以借鉴，因此，目前，国内城市污水处理厂污泥主要采取临时堆埋的处置方法，而事实上城市周围不可能有适合堆放这类污泥的空间和地点，污泥临时堆埋而产生的环境二次污染问题日趋尖锐。有些地方试图通过焚烧的方法，使污泥减量化，但污泥焚烧设备投资额高，能源消耗量大，运行费用昂贵，加上污泥在焚烧时，可能给大气环境带来污染和焚烧后的残渣仍需处置等原因，根据我国的现状，污泥焚烧处理在经济上难以承受，在技术上还不完善。更多的地方希望能将污泥作为肥料，用于农业或绿化，但是，污泥中所含的各种重金属限制了土壤对污泥利用的适应性(表1)，根据研究表明，从废水中去除1mg/L的重金属，就会在污泥中积累10000mg/L的重金属，
表1典型城市污水处理厂污泥中重金属的含量变化
| 项目 | 重金属(mg/kg) | 备注 | |||||||
| Cu | Pb | Zn | Cr | Cd | Ni | As | Hg | ||
| 平均值 | 326.6 | 192.9 | 2261 | 296.3 | 4.1 | 297.4 | 16.9 | 3.9 | 根据4年分析数据 |
| 含量范围 | 236.2-397.2 | 80.78-314.0 | 69.5-3790 | 27.9-592.4 | 1.35-7.2 | 57.5-750.3 | 8.9-31.9 | 0.8-4.3 | |
它们会在土壤中富集，并通过作物的吸收进入食物链，最终危害到人体的健康，即使有些污泥来自生活污水，虽然重金属含量较低，但污泥中所含的病原体和污水处理过程中添加的各种药剂，都会给环境带来危害。有些沿海城市或者那些拥有与海洋相通航道的城市，可能会采用污泥直接投海的处置方案，这会污染沿海水域，对海洋生态系统造成威胁，因此，这种方法受到环境保护界和公众的严厉批评，已被明令禁止。
随着我国经济的快速发展和城市人口的迅速增长，工业废水和城市生活污水的数量也将不断地增加，与此同时人们对环境质量的要求越来越高，工业废水和城市生活污水的处理率也将不断提高，这意味着污水处理厂污泥的数量将与日俱增，因此，开辟一条对城市污泥进行无害化、减量化和资源化处理的有效途径，已势在必行。污泥干化，是实现污水处理厂污泥无害化、减量化和资源化处理的必要过程，从污水处理厂产生的污泥，通过机械脱水，含水率一般在75-85％之间，要使污泥得到干化，将污泥的含水率降到30％以下，需要消耗大量的能源，从而使污泥干化的成本大大提高，这正是污泥无害化、减量化和资源化处理难以实施的一个主要原因。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法。
一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法的步骤为：
1)将温度为150-200℃的锅炉烟气，通过静电除尘器除尘后，用引风机将该烟气，通过烟道分别送到第一回转烘干窑和第二回转烘干窑中，进行两段式干化污泥；
2)将含水率为70-80％的污水处理厂污泥通过均匀机，使污泥均匀化，然后通过挤条机，被制成条柱状，用回流干燥细粒污泥，使条柱状污泥裹粉；
3)上述裹粉的条柱状污泥，被送入第一个烘干窑，进行第一阶段干化，使提供污泥干化的热风量保持在130000-160000m3/小时，经过第一阶段的干化，去除污泥25-35％的水份；
4)上述污泥出窑后，通过冷风输送带，经过回转筛，将粒径大于6毫米和粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，与原始污泥混合；
5)粒径为1-6毫米的污泥颗粒被送入第二个回转烘干窑，进行第二阶段干化，使提供污泥干化的热风量保持在50000-70000m3/小时，经过第二阶段的干化，去除污泥30-40％的水份；
6)上述经过两段式干化过程的污泥出窑后，通过振动筛，粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，作为条柱状污泥的裹粉，粒径为1-6毫米的污泥团粒，作为锅炉的辅助燃料，或作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料。
所述的两段式污泥干化，第一个回转烘干窑直径为2.0-2.4m，长为20-26m，第二个回转烘干窑直径为1.8-2.2m，长为18-24m。
另一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法的步骤为：
1)将温度为150-200℃的锅炉烟气，通过静电除尘器除尘后，用引风机将该锅炉烟气，通过烟道分别送到第一回转烘干窑、第二回转烘干窑和第三回转烘干窑中，进行三段式干化污泥；
2)将含水率为70-80％的污水处理厂污泥通过均匀机，使污泥均匀化，然后通过挤条机，被制成条柱状，用回流干燥细粒污泥，使条柱状污泥裹粉；
3)上述裹粉的条柱状污泥，被送入第一个烘干窑，进行第一阶段干化，使提供污泥干化的热风量保持在60000-80000m3/小时，经过第一阶段的干化，去除污泥20-25％的水份；
4)上述污泥出窑后，通过冷风输送带，被送入第二个回转烘干窑，进行第二阶段干化，使提供污泥干化的热风量保持在50000-70000m3/小时，经过第二阶段的干化，去除污泥20-25％的水份；
5)上述污泥出窑后，通过冷风输送带，经过回转筛，将粒径大于6毫米的污泥颗粒送锅炉作为燃煤的辅助燃料，粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，作为条柱状污泥的裹粉；
6)粒径为1-6毫米的污泥颗粒被送入第三个回转烘干窑，进行第三阶段干化，使提供污泥干化的热风量保持在30000-50000m3/小时，经过第三阶段的干化，去除污泥15～20％的水份；
7)上述经过三段式干化过程的污泥出窑后，通过振动筛，粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，作为条柱状污泥的裹粉，粒径为1-6毫米的污泥团粒，作为锅炉的辅助燃料，或作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料。所述的三段式污泥干化，第一个回转烘干窑直径为1.6-2.0m，长为20-24.0m，第二个回转烘干窑直径为1.5-1.8m，长为18.0-22.0，第三个回转烘干窑直径为1.2-1.5m，长为15.0-18.0m。
本发明的优点：
1)锅炉烟气余热被利用来干化污泥，不仅为城市污水处理厂污泥的无害化、减量化和资源化处理提供了基本条件，同时使烟气在干化污泥的过程中，通过回转烘干窑，温度已降至50-80℃，经过旋风除尘器，进入水膜除尘器，通过引风机，送入烟囱，达标排放，一方面明显地降低了温度，另一方面使烟尘得到更有效的控制，最终使烟气的排放达到国家大气排放标准；
2)利用锅炉烟气余热干化污泥，由于采用了两段式或三段式干化工艺过程，即使回转烘干窑需要检修，其它回转烘干窑仍然能够使烟气顺畅排出，因此使锅炉的正常运行不会到受影响；
3)本发明使污泥能在低温条件下得到干化，从而使污泥保持了原有的热值(即污泥作为资源可以被利用的最重要的价值)，干化后的污泥可以作为锅炉的辅助燃料。另外，根据试验结果，污泥中起固结作用的混凝剂，在大于200℃时开始挥发，因此，利用锅炉烟气余热干化的污泥，保证了污泥中的混凝剂不受破坏，能够起到固结作用，从而使污泥团粒的硬度满足烧制轻质节能砖和生产水泥压制砖的技术要求；
4)利用锅炉烟气余热干化污泥，可以在不用消耗新能源的情况下，将污水处理厂污泥的含水率降低，使污泥干化过程在较低的经济成本下运行，从而克服了因经济费用高使污泥无害化、减量化和资源化处理难以付诸实际的瓶颈问题。这实际上开辟了一条废物循环利用，以废治废的有效途径，不仅能够产生显著的社会和环境效益，而且也能获得明显的经济效益，本发明已在江苏江阴投入实际运用，实践表明，采用该项技术不仅使工业和生活污水污泥得到有效的无害化和资源化处理，而且使烟气完全达标排放，获得显著的社会、环境和经济三重效益。
具体实施方式
本发明主要是利用锅炉烟气余热，通过两段式或三段式干化过程，使污水处理厂污泥在低温条件下得到干化，并形成粒径为1-6毫米的坚硬污泥团粒。该污泥团粒可以作为锅炉的辅助燃料，也可以烧制轻质节能砖和生产水泥压制品。
本发明是将温度为150-200℃的锅炉烟气，通过静电除尘器除尘后，用引风机将该烟气，经过烟道分别送到两个回转烘干窑中，进行两段式干化污泥。第一个回转烘干窑直径为2.0-2.4m，长为20-26m，第二个回转烘干窑直径为1.8-2.2m，长为18-24m。将含水率为70-80％的污水处理厂污泥通过均匀机，使污泥均匀化，然后通过挤条机，把它们制成条柱状。用回流干燥细粒污泥，使条柱状污泥裹粉后，被送入第一个烘干窑，进行第一阶段干化，由安装在烟气输送管道与回转烘干窑之间的挡风板控制下，使提供污泥干化的热风量保持在130000-160000m3/小时，经过第一阶段的干化，去除污泥25-30％的水份。上述污泥出窑后，通过冷风输送带，使污泥在降温的过程中进一步降低含水率，冷却后的污泥，经过回转筛，将粒径大于6毫米和粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，与原始污泥混合，这不仅可以降低污泥的初始含水率，也为污泥更容易被挤成条柱状创造条件；粒径为1-6毫米的污泥颗粒被送入第二个回转烘干窑，进行第二阶段干化，由安装在烟气输送管道与回转烘干窑之间的挡风板控制下，使提供污泥干化的热风量保持在50000-70000m3/小时，经过第二阶段的干化，去除污泥30-40％的水份。
本发明的另一种方法是将温度为150-200℃的锅炉烟气，通过静电除尘器除尘后，用引风机将该烟气，通过烟道分别送到第一回转烘干窑、第二回转烘干窑和第三回转烘干窑中，进行三段式干化污泥。第一个回转烘干窑直径为1.6-2.0m，长为20-24.0m，第二个回转烘干窑直径为1.5-1.8m，长为18.0-22.0，第三个回转烘干窑直径为1.2-1.5m，长为15.0-18.0m。将含水率为70-80％的污水处理厂污泥通过均匀机，使污泥均匀化，然后通过挤条机，被制成条柱状，用回流干燥细粒污泥，使条柱状污泥裹粉后，送入第一个烘干窑，进行第一阶段干化，由安装在烟气输送管道与回转烘干窑之间的挡风板控制下，使提供污泥干化的热风量保持在60000-80000m3/小时，经过第一阶段的干化，可以去除污泥20～25％的水份。上述污泥出窑后，通过冷风输送带，被送入第二个回转烘干窑，进行第二阶段干化，由安装在烟气输送管道与回转烘干窑之间的挡风板控制下，使提供污泥干化的热风量保持在50000-70000m3/小时，经过第二阶段的干化，去除污泥20～25％的水份。上述污泥出窑后，通过冷风输送带，经过回转筛，将粒径大于6毫米的污泥颗粒送锅炉作为燃煤的辅助燃料，粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，作为条柱状污泥的裹粉，粒径为1-6毫米的污泥颗粒被送入第三个回转烘干窑，进行第三阶段干化，由安装在烟气输送管道与回转烘干窑之间的挡风板控制下，使提供污泥干化的热风量保持在30000-50000m3/小时，经过第三阶段的干化，去除污泥15～20％的水份。
上述经过两段式或三段式干化后的污泥出窑后，通过振动筛，粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，作为条柱状污泥的裹粉，粒径为1-6毫米的污泥团粒，可作为锅炉的辅助燃料，也可以烧制轻质节能砖(发明专利号：ZL 98 1 18046.9)和生产水泥压制品(发明专利申请号：200410068173.3)的原料。通过回转烘干窑的烟气，温度已降至50-70℃，经过旋风除尘器除尘，进入水膜除尘器进一步除尘除气，通过引风机，送入烟囱，达标排放。
实例1，江苏江阴日产含水率70-80％的工业废水和生活污水污泥约80吨，利用150-200℃的锅炉烟气，经过两段式干化过程后，污泥含水率降到15-20％，并形成粒径为1-6毫米污泥团粒。该污泥团粒保持了原始污泥90％以上的热值，用它作为锅炉的辅助燃料，每吨干污泥产生的热值相当于标准煤热值的三分之一，每天可以节省燃煤7-8吨。
实例2，江苏江阴日产含水率70-80％的工业废水和生活污水污泥约80吨，利用150-200℃的锅炉烟气，经过两段式干化过程后，污泥含水率降到15-20％，并形成粒径为1-6毫米污泥团粒。该污泥团粒的硬度符合烧制轻质节能砖的要求，用它作为烧制轻质节能砖的原料，比普通烧结砖节省粘土资源15-25％，节约能源10-15％，轻质节能砖的抗压强度达到国家标准(GB5101-85)。
实例3，江苏江阴日产含水率70-80％的工业废水和生活污水污泥约80吨，利用150-200℃的锅炉的烟气，经过两段式干化过程后，污泥含水率降到15-20％，并形成粒径为1-6毫米污泥团粒。该污泥团粒的硬度符合生产水泥压制品的要求，用它作为生产水泥压制品(人行道板砖、植草砖、侧石和水泥压制砖)的原料，它们的抗压强度、抗折强度和抗冻性强度等指标均能达到国家标准(GB8239-1997)和国家建材行业标准(JC446-91)。
Claims (4)
1.一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法，其特征在于，方法的步骤为：
1)将温度为150-200℃的锅炉烟气，通过静电除尘器除尘后，用引风机将该烟气，通过烟道分别送到第一回转烘干窑和第二回转烘干窑中，进行两段式干化污泥；
2)将含水率为70-80％的污水处理厂污泥通过均匀机，使污泥均匀化，然后通过挤条机，被制成条柱状，用回流干燥细粒污泥，使条柱状污泥裹粉；
3)上述裹粉的条柱状污泥，被送入第一个烘干窑，进行第一阶段干化，使提供污泥干化的热风量保持在130000-160000m3/小时，经过第一阶段的干化，去除污泥25-35％的水份；
4)上述污泥出窑后，通过冷风输送带，经过回转筛，将粒径大于6毫米和粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，与原始污泥混合；
5)粒径为1-6毫米的污泥颗粒被送入第二个回转烘干窑，进行第二阶段干化，使提供污泥干化的热风量保持在50000-70000m3/小时，经过第二阶段的干化，去除污泥30-40％的水份；
6)上述经过两段式干化过程的污泥出窑后，通过振动筛，粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，作为条柱状污泥的裹粉，粒径为1-6毫米的污泥团粒，作为锅炉的辅助燃料，或作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料。
2.根据权利要求1所述的一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法，其特征在于，所述的两段式污泥干化，第一个回转烘干窑直径为2.0-2.4m，长为20-26m，第二个回转烘干窑直径为1.8-2.2m，长为18-24m。
3.一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法，其特征在于，方法的步骤为：
1)将温度为150-200℃的锅炉烟气，通过静电除尘器除尘后，用引风机将该锅炉烟气，通过烟道分别送到第一回转烘干窑、第二回转烘干窑和第三回转烘干窑中，进行三段式干化污泥；
2)将含水率为70-80％的污水处理厂污泥通过均匀机，使污泥均匀化，然后通过挤条机，被制成条柱状，用回流干燥细粒污泥，使条柱状污泥裹粉；
3)上述裹粉的条柱状污泥，被送入第一个烘干窑，进行第一阶段干化，使提供污泥干化的热风量保持在60000-80000m3/小时，经过第一阶段的干化，去除污泥20-25％的水份；
4)上述污泥出窑后，通过冷风输送带，被送入第二个回转烘干窑，进行第二阶段干化，使提供污泥干化的热风量保持在50000-70000m3/小时，经过第二阶段的干化，去除污泥20-25％的水份；
5)上述污泥出窑后，通过冷风输送带，经过回转筛，将粒径大于6毫米的污泥颗粒送锅炉作为燃煤的辅助燃料，粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，作为条柱状污泥的裹粉；
6)粒径为1-6毫米的污泥颗粒被送入第三个回转烘干窑，进行第三阶段干化，使提供污泥干化的热风量保持在30000-50000m3/小时，经过第三阶段的干化，去除污泥15～20％的水份；
7)上述经过三段式干化过程的污泥出窑后，通过振动筛，粒径小于1毫米的污泥颗粒回流，作为条柱状污泥的裹粉，粒径为1-6毫米的污泥团粒，作为锅炉的辅助燃料，或作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料。
4.根据权利要求3所述的一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法，其特征在于，所述的三段式污泥干化，第一个回转烘干窑直径为1.6-2.0m，长为20-24.0m，第二个回转烘干窑直径为1.5-1.8m，长为18.0-22.0，第三个回转烘干窑直径为1.2-1.5m，长为15.0-18.0m。
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