CN1686879A

CN1686879A - 利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统

Info

Publication number: CN1686879A
Application number: CN 200510049556
Authority: CN
Inventors: 翁焕新; 苏闽华
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-04
Also published as: CN1314606C

Abstract

本发明公开了一种利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统。它具有供热系统、污泥预处理系统、进料系统、污泥干化和成粒系统、除尘除气系统。本发明利用热电厂烟气余热干化污泥，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，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，并形成质地坚硬的污泥团粒，使污泥干化和成粒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。

Description

利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统

技术领域

本发明涉及一种利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统。

背景技术

为了保护人类的生存环境，城市生活污水和工业废水必须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，这样不仅能够使水环境不遭受污染，而且能够使水资源再生利用。

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，各种水处理技术在使污水得到净化的过程中，将污水中绝大部分污染物转移到污泥中，这决定了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。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，目前我国城市污水处理厂污泥主要采取临时堆埋的处置方法，给生态环境造成严重的威胁，特别是污泥中的污水下渗，给地下水资源带来的危害更是无法估计，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。在污泥危害日益加剧的情况下，有的地方试图通过焚烧来达到污泥减量的目的，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，会给大气环境带来污染和焚烧后的残渣仍需处置等原因，根据我国的国情，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)，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，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

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
	重金属(mg/kg)									Cu	Pb	Zn	Cr	Cd	Ni	As	Hg
	平均值	326.6	192.9	2261	296.3	4.1	297.4	16.9		Cu	Pb	Zn	Cr	Cd	Ni	As	Hg	3.9	根据4年分析数据
含量范围	平均值	326.6	192.9	2261	296.3	4.1	297.4	16.9	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		3.9

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，城市污水的数量在不断地增加，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。实践表明污泥干化，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，通过干化过程，如果将污泥的含水率降到20％以下，需要消耗大量的能源，使得污泥干化的成本较高，从而使污泥无害化、减量化和资源化处理难以实施。我们通过建立利用热电厂烟气余热的污泥干化系统，使污泥干化的成本降低到最低的水平，从而克服了传统的污泥干化成本高，而难以实施污泥无害化、减量化和资源化处理的瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化污泥系统。

该系统具有供热系统、污泥预处理系统、进料系统、污泥干化和成粒系统、除尘除气系统，供热系统具有第一引风机，第二引风机，第一引风机通过第一烟道与第一风门相接，第一风门分别与第一回转烘干窑和第二回转烘干窑相接，第二引风机通过第二烟道与第二风门相接，第二风门分别与第三回转烘干窑和第四回转烘干窑相接；污泥预处理系统具有槽式堆泥场，在槽式堆泥场上设有翻混机；进料系统具有第一斗带式提升机，第一斗带式提升机依次与下压式挤条机、裹粉机、第二斗带式提升机和第一进料口相接；污泥干化和成粒系统具有第一回转烘干窑、第一回转烘干窑依次与第一冷却输送带、第三斗带式提升机、第二进料口、第二回转烘干窑、第二冷却输送带传送带、切割式粉碎机、园盘造粒机、第三斗带式提升机、第三进料口、第三回转烘干窑、第三冷却输送带传送带、斗带式提升机、第四进料口、第四回转烘干窑、振动筛、回流输送带相接，回流输送带与裹粉机相接；除尘除气系统具有第一旋风除尘器、第二旋风除尘器，第三旋风除尘器，第四旋风除尘器，第一旋风除尘器与第一回转烘干窑相接，第二旋风除尘器与第二回转烘干窑相接，第三旋风除尘器与第三回转烘干窑相接，第四旋风除尘器与第四回转烘干窑相接，第一旋风除尘器和第二旋风除尘器通过第一通风管依次与第一水膜除尘器、第三引风机、第二通风管和烟囱相接，第三旋风除尘器和第四旋风除尘器通过第三通风管依次与第二水膜除尘器、第三引风机、第二通风管和烟囱相接。

本发明利用热电厂烟气余热干化污泥，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，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；利用热电厂烟气余热干化污泥，由于采用了串联式干化系统，即使有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，因此不会影响热电厂正常运行；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)，干化后的污泥团粒可以作为热电厂锅炉燃煤的辅助燃料，也可以作为垃圾填埋场的覆盖土。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；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和常熟等地投入实际运用，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。

附图说明

附图是利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统结构示意图，图中：第一引风机1、第一烟道2、第一风门3、第二引风机4、第二烟道5、第二风门6、第一斗带式提升机7、下压式挤条机8、裹粉机9、第二斗带式提升机10、第一进料口11、第一回转烘干窑12、第一冷输送带13、第三斗带式提升机14、第二进料口15、.第二回转烘干窑16、第二冷输送带17、切割式粉碎机18、园盘造粒机19、第四斗带式提升机20、第三进料口21、第三回转烘干窑22、第三冷输送带23、斗式提升机24、第四进料口25、第四回转烘干窑26、振动筛27、回流输送带28、第一旋风除尘器29、第二旋风除尘器30、第三旋风除尘器31、第四旋风除尘器32、第一通风管33、第一水膜除尘器34、第二引风机35、第二通风管36、第三通风管37、第二水膜除尘器38、第三引风机39、污泥堆放场40、翻混机41。

具体实施方式

如附图所示，利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统具有供热系统、污泥预处理系统、进料系统、污泥干化和成粒系统、除尘除气系统。供热系统具有第一引风机1，第二引风机4，第一引风机1将100-150℃经过静电除尘器的烟气，通过第一烟道2，由第一风门3控制烟气量，分别送入第一回转烘干窑12和第二回转烘干窑16，第二引风机4将100-150℃经过静电除尘器的烟气，通过第二烟道5，由第二风门6控制烟气量，分别送入第三回转烘干窑22和第四回转烘干窑26；污泥预处理系统具有槽式堆泥场40，在槽式堆泥场上设有翻混机41；进料系统具有第一斗带式提升机7，第一斗带式提升机7依次与下压式挤条机8、裹粉机9、第二斗带式提升机10和第一进料口11相接；污泥干化和成粒系统具有第一回转烘干窑12、第一回转烘干窑12依次与第一冷却输送带13、第三斗带式提升机14、第二进料口15、第二回转烘干窑16、第二冷却输送带传送带17、切割式粉碎机18、园盘造粒机19、第三斗带式提升机20、第三进料口21、第三回转烘干窑22、第三冷却输送带传送带23、斗带式提升机24、第四进料口25、第四回转烘干窑26、振动筛27、回流输送带28的一端相接，回流输送带28的另一端与裹粉机9相接，其中切割式粉碎机将具有塑性的污泥切割粉碎成粒径小于6～7mm的颗粒；除尘除气系统具有第一旋风除尘器29、第二旋风除尘器30，第三旋风除尘器31，第四旋风除尘器32，第一旋风除尘器29与第一回转烘干窑12相接，第二旋风除尘器30与第二回转烘干窑16相接，第三旋风除尘器31与第三回转烘干窑22相接，第四旋风除尘器32与第四回转烘干窑26相接，第一旋风除尘器和第二旋风除尘器通过第一通风管33依次与第一水膜除尘器34、第三引风机35、第二通风管36和烟囱相接，第三旋风除尘器31和第四旋风除尘器32通过第三通风管37依次与第二水膜除尘器38、第三引风机39、第二通风管36和烟囱相接。

该系统的装置结构由供热系统，污泥预处理系统，进料系统，干化和成粒系统，除尘除气系统，冷却输送设备和筛分设备等七个部分组成，每一部分的具体构件如下：

1.供热系统，将热电厂锅炉烟气，通过静电除尘器除尘后，用引风机通过烟道分别送到各个回转烘干窑中，利用烟气余热(温度为130～170℃)进行串联式污泥干化。

2.污泥预处理系统，将含水量为75～85％的城市污水处理厂污泥在污泥堆放场堆放2-5天，借助翻混机的作用，蒸发掉一部分水份，提高污泥干化效果。

3.进料系统，用斗带式提升机将经过预处理的污泥送入下压式挤条机，把污泥制成直径为0.6～1.0mm的条柱状，并通过裹粉机，用回流的干化细粉污泥，使条柱状污泥裹粉，避免相互沾粘，然后用斗带式提升机将污泥送入干化和成粒系统。

4.干化和成粒系统，由四个体积不同的回转烘干窑、切割式粉碎机和园盘造粒机组成，第一窑体直径为2.0～2.4m，长度为22.0～26.0m，第二个回转烘干窑直径为1.8～2.2m，长为20～24m，第三窑体直径为1.6～2.0m，长度为18～22m，第四窑体直径为1.4～1.8m，长度为16～20m，切割式粉碎机可以将塑性的较大污泥团粒切割粉碎成粒径为6-7cm的颗粒，通过园盘造粒机后，可以增加污泥颗粒的园度和强度。

5.除尘除气系统，由四个旋风除尘器、两个水膜除尘器和两个引风机组成，在四个回转烘干窑的尾部安装四个旋风除尘器，除去尾气的大部分粉尘，再通过两个水膜除尘器，进一步除尘除气，然后用两个引风机，将达到大气排放标准的尾气，送入烟囱。

6.冷却输送设备，由安装在封闭箱顶部，与污泥前进方向成45度角的若干个冷风喷射嘴和输送带组成。污泥从第一回转烘干窑出来后，在被输送到第二回转烘干窑的过程中，污泥从第二回转烘干窑出来后，在被输送到第三回转烘干窑的过程中，以及污泥从第三回转烘干窑出来后，在被输送到第四回转烘干窑的过程中，经过冷风吹脱，在加速冷却过程中可以起到进一步脱水的效果，同时使残留的气体进一步被清除。

7.筛分系统，污泥从第二回转烘干窑出来后，经过振动筛，将粒径小于1mm的污泥颗粒回流作为裹粉，粒径大于1mm的污泥团粒可以作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料，也可以作为供热炉的辅助燃料和垃圾填埋场的覆盖土。

Claims

1.一种利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统，其特征在于具有供热系统、污泥预处理系统、进料系统、污泥干化和成粒系统、除尘除气系统，供热系统具有第一引风机(1)，第二引风机(4)，第一引风机(1)通过第一烟道(2)与第一风门(3)相接，第一风门(3)分别与第一回转烘干窑(12)和第二回转烘干窑(16)相接，第二引风机(4)通过第二烟道(5)与第二风门(6)相接，第二风门(6)分别与第三回转烘干窑(22)和第四回转烘干窑(26)相接；污泥预处理系统具有槽式堆泥场(40)，在槽式堆泥场上设有翻混机(41)；进料系统具有第一斗带式提升机(7)，第一斗带式提升机(7)依次与下压式挤条机(8)、裹粉机(9)、第二斗带式提升机(10)和第一进料口(11)相接；污泥干化和成粒系统具有第一回转烘干窑(12)、第一回转烘干窑(12)依次与第一冷却输送带(13)、第三斗带式提升机(14)、第二进料口(15)、第二回转烘干窑(16)、第二冷却输送带传送带(17)、切割式粉碎机(18)、园盘造粒机(19)、第三斗带式提升机(20)、第三进料口(21)、第三回转烘干窑(22)、第三冷却输送带传送带(23)、斗带式提升机(24)、第四进料口(25)、第四回转烘干窑(26)、振动筛(27)、回流输送带(28)的一端相接，回流输送带(28)的另一端与裹粉机(9)相接；除尘除气系统具有第一旋风除尘器(29)、第二旋风除尘器(30)，第三旋风除尘器(31)，第四旋风除尘器(32)，第一旋风除尘器(29)与第一回转烘干窑(12)相接，第二旋风除尘器(30)与第二回转烘干窑(16)相接，第三旋风除尘器(31)与第三回转烘干窑(22)相接，第四旋风除尘器(32)与第四回转烘干窑(26)相接，第一旋风除尘器和第二旋风除尘器通过第一通风管(33)依次与第一水膜除尘器(34)、第三引风机(35)、第二通风管(36)和烟囱相接，第三旋风除尘器(31)和第四旋风除尘器(32)通过第三通风管(37)依次与第二水膜除尘器(38)、第三引风机(39)、第二通风管(36)和烟囱相接。

2.根据权利要求1所述的一种利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统，其特征在于，所述的第一窑体直径为2.0～2.4m，长度为22.0～26.0m。

3.根据权利要求1所述的一种利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统，其特征在于，所述的第二个回转烘干窑直径为1.8～2.2m，长为20～24m。

4.根据权利要求1所述的一种利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统，其特征在于，所述的第三窑体直径为1.6～2.0m，长度为18～22m。

5.根据权利要求1所述的一种利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统，其特征在于，所述的第四窑体直径为1.4～1.8m，长度为16～20m。

6.根据权利要求1所述的一种利用热电厂烟气余热的串联式污泥干化系统，其特征在于，所述的冷却输送带上方设有多个冷风喷射嘴。