專利名稱：一種剩余污泥的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及剩余污泥處理和處置領(lǐng)域，特別是結(jié)合冶金燒結(jié)工藝的一種剩余污泥的處理方法。
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(wú)機(jī)灰分和有機(jī)揮發(fā)物。隨著我國(guó)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(zhǎng)。目前全國(guó)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(guó)城市污水量在未來二十年還會(huì)有較大增長(zhǎng)，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(guó)家環(huán)保部門統(tǒng)計(jì)，到2010年底，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理率將達(dá)到60%，屆時(shí)每年全國(guó)剩余污泥產(chǎn)生量將達(dá)到3000萬(wàn)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(guó)還處于起步階段，全國(guó)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(wú)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?，重金屬將積累于地表層。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(yíng)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(guó)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
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提出可利用冶金燒結(jié)工藝中排放的具有較高溫度的燒結(jié)煙氣干化剩余污泥，以達(dá)到剩余污泥脫水減量化的目的。對(duì)于熱值較高(大于 2000大卡)的剩余污泥，干化后可代替一部分燃料添加到燒結(jié)工序中，從而實(shí)現(xiàn)資源化利用的一種剩余污泥的處理方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種剩余污泥的處理方法，利用冶金燒結(jié)工藝中排放的具有較高溫度的燒結(jié)煙氣干化剩余污泥，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25MPa-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40%-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.將污泥顆粒導(dǎo)入熱能干化間，將冶金燒結(jié)工藝中排放的溫度為100-180°C的高溫?zé)Y(jié)煙氣引入熱能干化間，對(duì)熱能干化間污泥顆粒進(jìn)行干化后，在從另一端排出，干化后污泥熱值為2000-4000大卡、含水量為含水率5%-10%，產(chǎn)生的煙氣導(dǎo)入燒結(jié)煙氣處理裝置處理。進(jìn)一步，該方法還包括將干化后的污泥以質(zhì)量百分比3%的比例摻入煤中應(yīng)用到冶金燒結(jié)工序中做為燃料。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提出的剩余污泥處置方法，不僅實(shí)現(xiàn)了剩余污泥的處置，而且有效地利用了鋼鐵冶金行業(yè)燒結(jié)煙氣中的余熱，達(dá)到了剩余污泥脫水減量化的目的。同時(shí)可將熱值較高的剩余污泥作為燃料添加到燒結(jié)工序，實(shí)現(xiàn)了剩余污泥的最終處置。


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、熱能干化間、干化污泥儲(chǔ)倉(cāng)、燒結(jié)裝置、廢水處理裝置、燒結(jié)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40%-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。污泥顆粒進(jìn)入熱能干化間進(jìn)行干化，熱能干化間采用密閉保溫結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)有攤鋪機(jī)、翻料機(jī)、氣體攪動(dòng)裝置和溫濕度控制裝置。攤鋪機(jī)、翻料機(jī)用于平鋪和翻動(dòng)污泥顆粒；氣體攪動(dòng)裝置使高溫?zé)煔饩鶆虺錆M整個(gè)干化間；溫濕度控制裝置控制干化間內(nèi)溫度大于100°C，濕度小于10%。引自冶金燒結(jié)工序的高溫?zé)Y(jié)煙氣自干化間的一端引入從另一端排出，高溫?zé)煔庹舭l(fā)污泥顆粒中的水分進(jìn)而將其干化，干化后污泥含水率小于 10%，排出的煙氣導(dǎo)入燒結(jié)煙氣處理裝置進(jìn)行處理。熱值大于2000大卡的剩余污泥，干化后可代替一部分燃料應(yīng)用到燒結(jié)工序中。實(shí)施例1:
取自某污水處理廠的剩余污泥含水率85. 2%，輸送入板框壓濾機(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43.7%。半干化污泥餅通過泥餅輸送機(jī)輸送入污泥造粒裝置，制成的污泥顆粒平均粒徑3. 8mm。污泥顆粒平鋪在熱能干化間中，通入溫度約150°C的冶金燒結(jié)煙氣。干化過程中不斷用機(jī)械翻動(dòng)污泥顆粒加速干化，同時(shí)通過濕度計(jì)監(jiān)測(cè)熱能干化間內(nèi)濕度，從而可間接監(jiān)測(cè)污泥干化程度。干化后，污泥熱值為2000大卡、含水率為8. 7%。實(shí)施例2:
取自某污水處理廠的剩余污泥含水率82. 6%，輸送入板框壓濾機(jī)中，液壓站為板框壓濾機(jī)提供35MPa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41.5%。半干化污泥餅通過泥餅輸送機(jī)輸送入污泥造粒裝置，制成的污泥顆粒平均粒徑4. 3mm。污泥顆粒平鋪在熱能干化間中，通入的冶金燒結(jié)煙氣溫度約100°C。干化過程中不斷用機(jī)械翻動(dòng)污泥顆粒加速干化，同時(shí)通過濕度計(jì)監(jiān)測(cè)熱能干化間內(nèi)濕度，從而可間接監(jiān)測(cè)污泥干化程度。干化后，污泥含水率為6. 5%。干化后的污泥熱值為3241大卡，按3%的質(zhì)量比例摻入煤中作為一部分替代燃料應(yīng)用到燒結(jié)工序中。實(shí)施例3:
取自某污水處理廠的剩余污泥含水率82. 6%，輸送入板框壓濾機(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41.5%。半干化污泥餅通過泥餅輸送機(jī)輸送入污泥造粒裝置，制成的污泥顆粒平均粒徑4. 3mm。污泥顆粒平鋪在熱能干化間中，通入的冶金燒結(jié)煙氣溫度約180°C。干化過程中不斷用機(jī)械翻動(dòng)污泥顆粒加速干化，同時(shí)通過濕度計(jì)監(jiān)測(cè)熱能干化間內(nèi)濕度，從而可間接監(jiān)測(cè)污泥干化程度。干化后，污泥含水率為10%。干化后的污泥熱值為4000大卡，按3%的質(zhì)量比例摻入煤中作為一部分替代燃料應(yīng)用到燒結(jié)工序中。
權(quán)利要求
1. 一種剩余污泥的處理方法，利用冶金燒結(jié)工藝中排放的具有較高溫度的燒結(jié)煙氣干化剩余污泥，其特征在于，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25MPa-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40%-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.將污泥顆粒導(dǎo)入熱能干化間，將冶金燒結(jié)工藝中排放的溫度為100-180°C的高溫?zé)Y(jié)煙氣引入熱能干化間，對(duì)熱能干化間污泥顆粒進(jìn)行干化后，在從另一端排出，干化后污泥熱值為2000-4000大卡、含水量為含水率5%-10%，產(chǎn)生的煙氣導(dǎo)入燒結(jié)煙氣處理裝置處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剩余污泥的處理方法，其特征在于，該方法還包括干化后的污泥以質(zhì)量百分比3%的比例摻入煤中應(yīng)用到冶金燒結(jié)工序中做為燃料。
全文摘要
本發(fā)明一種剩余污泥的處理方法，利用冶金燒結(jié)工藝中排放的具有較高溫度的燒結(jié)煙氣干化剩余污泥，該方法具體包括以下將待處理含水率為80%-90%的剩余污泥送入板框壓濾水機(jī)，在25MPa-45MPa的壓力下進(jìn)行脫水，得到的含水率為40%-55%的壓濾脫水污泥餅，將泥餅送入污泥造粒裝置，破碎成粒徑約為3-5mm的粗顆粒，將顆粒導(dǎo)入熱能干化間，將冶金燒結(jié)工藝中排放的溫度為100-180℃煙氣導(dǎo)入熱能干化間，對(duì)污泥顆粒進(jìn)行干化后，干化后污泥熱值為2000-4000大卡、含水量為含水率5%-10%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是有效地利用了鋼鐵冶金行業(yè)燒結(jié)煙氣中的余熱，對(duì)剩余污泥脫水減量化，并將熱值較高的剩余污泥作為燃料添加到燒結(jié)工序，實(shí)現(xiàn)了剩余污泥的最終處置。
文檔編號(hào)C10L5/46GK102161557SQ20111005741
公開日2011年8月24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(zhǎng)祿, 段旭琴, 洪晨, 王路敏, 邢奕 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)