專利名稱：一種高熱值剩余污泥的處置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及剩余污泥處理和處置領(lǐng)域，特別是具有較高熱值的剩余污泥的處置方法。
背景技術(shù)：
剩余污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的固體沉淀物質(zhì)，含有大量水分、無機(jī)灰分和有機(jī)揮發(fā)物。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展，城市污水的產(chǎn)生及其數(shù)量在不斷增長。目前全國已建成運(yùn)轉(zhuǎn)的城市污水處理廠約500余座，年處理能力為113.6億m3。根據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè)， 我國城市污水量在未來二十年還會(huì)有較大增長，2010年底污水排放量將達(dá)到440X108 m3/ d;2020年污水排放量達(dá)到536X108 m3/d。污水處理效率的提高，必然導(dǎo)致剩余污泥數(shù)量的增加。據(jù)國家環(huán)保部門統(tǒng)計(jì)，到2010年底，我國城鎮(zhèn)污水處理率將達(dá)到60%，屆時(shí)每年全國剩余污泥產(chǎn)生量將達(dá)到3000萬t(含水率80%)。污水處理中的剩余污泥處理和處置技術(shù)在我國還處于起步階段，全國現(xiàn)有污水處理設(shè)施中有剩余污泥穩(wěn)定處理設(shè)施的還不到1/4， 處理工藝和配套設(shè)備較為完善的還不到1/10。剩余污泥處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用巨大，可占整個(gè)污水廠投資及運(yùn)行費(fèi)用的25% 65%，已成為城市污水處理廠所面臨的沉重負(fù)擔(dān)。剩余污泥是污水處理后的附屬品，是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。剩余污泥含鹽量較高，會(huì)明顯提高土壤電導(dǎo)率，破壞植物養(yǎng)分平衡、抑制植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，甚至對(duì)植物根系造成直接的傷害，而且離子間的拮抗作用會(huì)加速有效養(yǎng)分的淋失。污水中的病原體(病原微生物和寄生蟲)經(jīng)過處理會(huì)進(jìn)入污泥中， 新鮮污泥中檢測(cè)得到的病原體多達(dá)千種。在污水處理過程中，70% 90%的重金屬元素通過吸附或沉淀而轉(zhuǎn)移到剩余污泥中。一些重金屬元素主要來源于工業(yè)排放的廢水如鎘、鉻； 一些重金屬來源于家庭生活的管道系統(tǒng)如銅、鋅等重金屬。重金屬是限制剩余污泥大規(guī)模土地利用的重要因素，因?yàn)槭Ｓ辔勰嗍┯糜谕寥篮螅亟饘賹⒎e累于地表層。另外重金屬一般溶解度很小，性質(zhì)較穩(wěn)定、難去除，所以其潛在毒性易于在作物和動(dòng)物以及人類中積累。 在降雨量較大地區(qū)的土質(zhì)疏松土地上大量施用富含N、P等的剩余污泥之后，當(dāng)有機(jī)物分解速度大于植物對(duì)N、P的吸收速度時(shí)，N、P等養(yǎng)分就有可能隨水流失而進(jìn)入地表水體造成水體的富營養(yǎng)化，進(jìn)入地下引起地下水的污染。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的快速發(fā)展，我國城市污水處理能力不斷增強(qiáng)，產(chǎn)生的剩余污泥量急劇增加。若剩余污泥得不到妥善的處理處置，不僅將占用大量的土地，而且將會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，成為影響城市環(huán)境衛(wèi)生的一大公害。如何科學(xué)、妥善的處理剩余污泥已成為城市發(fā)展必須解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種高熱值的剩余污泥處置方法。以較低的能耗達(dá)到剩余污泥無害化、減量化目標(biāo)，并且不會(huì)產(chǎn)生二次污染。本發(fā)明中提出的高熱值剩余污泥處置方法是針對(duì)干化脫水后熱值大于2000大卡的剩余污泥，這類剩余污泥干化后進(jìn)行焚燒處理，不需或僅需添加少量助燃輔料就能維持燃燒。污泥焚燒產(chǎn)生的熱量又可利用起來作為剩余污泥干化的熱源，降低了污泥干化的能耗。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高熱值剩余污泥處置方法，具體包括以下步驟
1.將待處理含水率為80%-90%的剩余污泥送入板框壓濾水機(jī)，在23MPa-45MPa的緊壓壓力下進(jìn)行脫水，得到的壓濾脫水污泥餅，污泥含水率降至45%-55%，產(chǎn)生的廢水導(dǎo)入廢水處理裝置處理；
2.將上述步驟制得的泥餅送入污泥造粒裝置，在常溫下破碎成粒徑約為3-5mm的粗顆粒，備用；
3.污泥顆粒在熱能干化間進(jìn)一步干化，將污泥焚燒爐中排放的溫度為300-600°C的高溫?zé)煔鈱?dǎo)入廢熱干化裝置，利用高溫?zé)煔馑鶖y帶的大量熱能對(duì)污泥顆粒進(jìn)行干化，干化時(shí)間為2-lOmin，干化后污泥顆粒含水率降至20%_40%，排出的煙氣導(dǎo)入煙氣處理裝置處理；
4.經(jīng)過干化后的污泥顆粒送入污泥造粉設(shè)備進(jìn)一步處理，采用氣流高速碰撞技術(shù)，以污泥脫水造粉設(shè)備內(nèi)吸進(jìn)的大量自然空氣為介質(zhì)，從污泥中解離出大量間隙水、外表水，促使泥粉內(nèi)部水分快速滲出，處理后污泥粉粒徑為150目 300目，含水率為5%-15% ；；
5.污泥干粉儲(chǔ)存在污泥干粉儲(chǔ)倉中，污泥粉粒徑小，熱值為2000-4000大卡噴入污泥焚燒爐中不需或僅需少量燃料即可燃燒，且燃燒完全，焚燒爐內(nèi)溫度800-1000°C，不產(chǎn)生二次污染，焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠賹?dǎo)入廢熱干化裝置對(duì)污泥進(jìn)行干化。本發(fā)明有益效果是由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明工藝?yán)梦勰喾贌a(chǎn)生的攜帶的大量熱能的高溫?zé)煔夂桶蹇驂簽V、污泥造粒、污泥造粉的步驟將污泥含水率降至很低的程度，有利于污泥的焚燒處理，同時(shí)節(jié)省污泥干化的能耗，將剩余污泥妥善的處理，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。


圖1為本發(fā)明原理示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明提出的技術(shù)方案所包含的剩余污泥處置裝置組合，包括板框脫水機(jī)、污泥造粒裝置、廢熱干化裝置、污泥造粉裝置、污泥干粉儲(chǔ)倉、污泥焚燒爐、廢水處理裝置、焚燒煙氣處理裝置。工藝流程包括
含水率約80%-90%的剩余污泥儲(chǔ)存在污泥儲(chǔ)存池中，通過污泥輸送機(jī)進(jìn)入壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾脫水處理，將污泥中的游離水分?jǐn)D壓出來，制成含水率45%-55%的半干化污泥餅，產(chǎn)生的廢水導(dǎo)入廢水處理裝置進(jìn)行處理。半干化污泥餅通過泥餅輸送機(jī)進(jìn)入污泥造粒裝置， 制成粒徑3-5mm的污泥顆粒，污泥顆粒相對(duì)于污泥餅具有更大的比表面積，為下一步熱能干化創(chuàng)造有利條件。污泥顆粒在熱能干化間進(jìn)一步干化，將污泥焚燒爐中排放的高溫?zé)煔鈱?dǎo)入廢熱干化裝置，煙氣溫度300-60(TC甚至更高，利用高溫?zé)煔馑鶖y帶的大量熱能對(duì)污泥顆粒進(jìn)行干化，干化后污泥顆粒含水率降至20%-40%，排出的煙氣導(dǎo)入煙氣處理裝置處理。 經(jīng)過干化后的污泥顆粒送入污泥造粉設(shè)備進(jìn)行處理，污泥含水率進(jìn)一步降低至5%-15%。制成的污泥干粉儲(chǔ)存在污泥干粉儲(chǔ)倉中，最終進(jìn)入污泥焚燒爐進(jìn)行焚燒，焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠賹?dǎo)入廢熱干化裝置對(duì)污泥進(jìn)行干化。
實(shí)施例1
某污水處理廠的剩余污泥含水率86. 2%，送入板框壓濾機(jī)中，液壓站為板框壓濾機(jī)提供25MPa的緊壓壓力。污泥顆粒被截留在濾室中形成半干化污泥餅，濾液通過收集裝置收集回送至污水處理系統(tǒng)。所得到的半干化污泥餅含水率50.7%。半干化污泥餅通過泥餅輸送機(jī)輸送入污泥造粒裝置，制成的比表面積更大的污泥顆粒，污泥顆粒平均粒徑3. 3mm。污泥顆粒在熱能干化間進(jìn)一步干化，用于干化的煙氣溫度為550°C，干化后污泥顆粒含水率降至30. 5%。之后污泥顆粒送入污泥造粉設(shè)備進(jìn)行處理，制成的污泥粉含水率進(jìn)一步降低至 14. 1。最終，最終進(jìn)入污泥焚燒爐進(jìn)行焚燒，焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠賹?dǎo)入廢熱干化裝置對(duì)污泥進(jìn)行干化。整個(gè)處置過程中產(chǎn)生的廢水收集送入廢水處理裝置進(jìn)行處理，排出的煙氣導(dǎo)入煙氣處理裝置處理。實(shí)施例2:
某污水處理廠的剩余污泥含水率84. 3%，送入板框壓濾機(jī)中，液壓站為板框壓濾機(jī)提供^MPa的緊壓壓力。污泥顆粒被截留在濾室中形成半干化污泥餅，濾液通過收集裝置收集回送至污水處理系統(tǒng)。所得到的半干化污泥餅含水率56.9%。半干化污泥餅通過泥餅輸送機(jī)輸送入污泥造粒裝置，制成的比表面積更大的污泥顆粒，污泥顆粒平均粒徑4. 3mm。污泥顆粒在熱能干化間進(jìn)一步干化，用于干化的煙氣溫度為465°C，干化后污泥顆粒含水率降至30. 5%。之后污泥顆粒送入污泥造粉設(shè)備進(jìn)行處理，制成的污泥粉含水率進(jìn)一步降低至 8. 8%。最終，最終進(jìn)入污泥焚燒爐進(jìn)行焚燒，焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠賹?dǎo)入廢熱干化裝置對(duì)污泥進(jìn)行干化。整個(gè)處置過程中產(chǎn)生的廢水收集送入廢水處理裝置進(jìn)行處理，排出的煙氣導(dǎo)入煙氣處理裝置處理。實(shí)施例3:
某污水處理廠的剩余污泥含水率80. 6%，送入板框壓濾機(jī)中，液壓站為板框壓濾機(jī)提供45MPa的緊壓壓力。污泥顆粒被截留在濾室中形成半干化污泥餅，濾液通過收集裝置收集回送至污水處理系統(tǒng)。所得到的半干化污泥餅含水率45.4%。半干化污泥餅通過泥餅輸送機(jī)輸送入污泥造粒裝置，制成的比表面積更大的污泥顆粒，污泥顆粒平均粒徑4. 1mm。污泥顆粒在熱能干化間進(jìn)一步干化，用于干化的煙氣溫度為600°C，干化后污泥顆粒含水率降至26. m。之后污泥顆粒送入污泥造粉設(shè)備進(jìn)行處理，制成的污泥粉含水率進(jìn)一步降低至 5. 7%。最終，最終進(jìn)入污泥焚燒爐進(jìn)行焚燒，焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠賹?dǎo)入廢熱干化裝置對(duì)污泥進(jìn)行干化。整個(gè)處置過程中產(chǎn)生的廢水收集送入廢水處理裝置進(jìn)行處理，排出的煙氣導(dǎo)入煙氣處理裝置處理。
權(quán)利要求
1. 一種高熱值剩余污泥處置方法，其特征在于，具體包括下列步驟將待處理含水率為80%-90%的剩余污泥送入板框壓濾水機(jī)，在23MPa-45MPa的緊壓壓力下進(jìn)行脫水，得到的壓濾脫水污泥餅，污泥含水率降至45%-55%，產(chǎn)生的廢水導(dǎo)入廢水處理裝置處理；將上述步驟制得的泥餅送入污泥造粒裝置，在常溫下破碎成粒徑約為3-5mm的粗顆粒，備用；污泥顆粒在熱能干化間進(jìn)一步干化，將污泥焚燒爐中排放的溫度為300-600°C的高溫?zé)煔鈱?dǎo)入廢熱干化裝置，利用高溫?zé)煔馑鶖y帶的大量熱能對(duì)污泥顆粒進(jìn)行干化，干化時(shí)間為2-lOmin，干化后污泥顆粒含水率降至20%_40%，排出的煙氣導(dǎo)入煙氣處理裝置處理；經(jīng)過干化后的污泥顆粒送入污泥造粉設(shè)備進(jìn)一步處理，采用氣流高速碰撞技術(shù)，以污泥脫水造粉設(shè)備內(nèi)吸進(jìn)的大量自然空氣為介質(zhì)，從污泥中解離出大量間隙水、外表水，促使泥粉內(nèi)部水分快速滲出，處理后污泥粉粒徑為150目 300目，含水率為5%-15%;污泥干粉儲(chǔ)存在污泥干粉儲(chǔ)倉中，污泥粉粒徑小，熱值為2000-4000大卡噴入污泥焚燒爐中不需或僅需少量燃料即可燃燒，且燃燒完全，焚燒爐內(nèi)溫度800-1000°C，不產(chǎn)生二次污染，焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠賹?dǎo)入廢熱干化裝置對(duì)污泥進(jìn)行干化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高熱值剩余污泥處置方法，包括以下步驟將待處理含水率為80%-90%的剩余污泥送入板框壓濾水機(jī)進(jìn)行脫水得到的壓濾脫水污泥餅，將制得的泥餅送入污泥造粒裝置，在常溫下破碎成粗顆粒，污泥顆粒在熱能干化間進(jìn)一步干化，經(jīng)過干化后的污泥顆粒送入污泥造粉設(shè)備進(jìn)一步處理，處理后污泥粉粒徑為150目~300目，含水率為5%-15%；污泥干粉儲(chǔ)存在污泥干粉儲(chǔ)倉中，污泥粉粒徑小，熱值為2000-4000大卡噴入污泥焚燒爐中不需或僅需少量燃料即可燃燒，且燃燒完全，焚燒爐內(nèi)溫度800-1000℃，不產(chǎn)生二次污染，焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠賹?dǎo)入廢熱干化裝置對(duì)污泥進(jìn)行干化。本發(fā)明工藝有利于污泥的焚燒處理，同時(shí)節(jié)省污泥干化的能耗，將剩余污泥妥善的處理，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。
文檔編號(hào)C02F11/12GK102183027SQ20111005732
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者何永峰, 姜長祿, 徐貴林, 段旭琴, 洪晨, 邢奕 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)