CN101139158B

CN101139158B - 污泥无害化处置工艺

Info

Publication number: CN101139158B
Application number: CN2007100704777A
Authority: CN
Inventors: 张志峰; 蔡芝斌; 高勇
Original assignee: SHAOXING WATER TREATMENT DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHAOXING WATER TREATMENT DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2027-08-08
Also published as: CN101139158A

Abstract

本发明公开了一种污泥无害化处置工艺，包括将污泥脱水处理后送入干燥机进行干燥，经干燥的污泥控制含水量至40％～50％时，取40～60％干化后污泥与烟煤混配后进入热风炉中进行焚烧，烟煤与污泥混配比例为0.25～1，焚烧所产生的热量以热空气的形式供给干燥机，干燥机出来的尾气进入旋风分离器进行固体分离，分离后的细颗粒进行回收，排出的气体进入水浴塔，经冷却、除臭处理后排放，本发明采取泥煤混配后进行焚烧，焚烧产生的热量回收供给干燥机，这样既避免了将污泥水分降至10％以下的过低状态，简化了设备的组合，节省一次性投资，又降低了运转费用，提高了处理量。

Description

污泥无害化处置工艺

技术领域

本发明公开了一种污泥无害化处置工艺，特别是指印染污水处理产生的污泥的无害化处置工艺。

背景技术

印染污泥是污水处理厂在污水处理过程中产生的沉淀物质，含有大量水分及有机物、细菌，还含有多种金属元素，主要为铁、硅、钙、硫、铝、磷、镁等，目前污泥的处置方法主要有堆肥处理、卫生填埋、农用绿化、海洋倾倒、焚烧处理等技术，印染废水及其产生的污泥含有大量的有机物质，含量可高达10～15％左右，但其中氮、磷、钾的含量仅有1％、0.2％、0，且污泥中重金属离子含量超过农用污泥重金属含量，因此，不适合农用绿化，而采取填埋的方式，则存在场地和二次污染的问题。而污泥的焚烧利用技术由于可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化，既解决了污泥的出路问题又充分地利用了污泥中的能源，近年来在许多国家得以广泛利用，但焚烧投资巨大，操作管理复杂，能耗和运行成本均很高，结合我国污水处理收费普遍偏低的情况，很难进行推广，许多中小污水处理厂生产1吨干污泥，需要2吨煤，因此，如何在污泥的无害化处置上节能降耗，是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于一种的高效、低能耗的污泥无害化处置工艺，旨在提高印染污泥处理效率，降低处理费用。

根据实验分析，印染污泥的发热量为3000kcal/kg(40％湿基)，焚烧后的灰分为22％～25％，纯污泥的着火点约248～253℃，较烟煤易于被点燃，污泥燃烧时热量集中两次被释放，污泥的机械强度、热稳定性表明适宜于采用气化炉燃烧，据此确定采取污泥干化+焚烧内循环工艺，具体技术方案如下：将污泥脱水处理后送入干燥机进行干燥，经干燥的污泥控制含水量至40％～50％时，取40～60％干化后污泥与烟煤混配后进入热风炉中进行焚烧，烟煤与污泥混配比例为0.25～1，焚烧所产生的热量以热空气的形式供给干燥机。

所述干燥机为旋翼式强制流态化刮壁式干燥机，干燥机内部分为三个工作腔：第一工作腔腔内温度在200℃，污泥温度为45℃～50℃；第二工作腔腔内温度在180℃，污泥温度为45℃～50℃；第三工作腔腔内温度为130℃，污泥温度不超过50～55℃，含水量40～50％。

干燥方式采用高温热风对流干燥，即污泥由干燥机一端底部进料，在旋翼作用下向上抛掷，热风由污泥进料筒上方进入干燥机，与被抛掷的物料直接接触，物料在旋翼和热风的作用下向前运动，实现质热交换，经干燥机干燥后的污泥含水量控制在40％～50％

所述热风炉采用污泥煤炭气化炉，气化炉由炉体、燃烧室、储热室三部分组成，经过干化后的污泥，按一定比例配煤进入热风炉的燃烧室焚烧，并由储热室将燃烧室产生的热能向干燥机供热，以满足干燥机***对热量的要求。

燃烧室中煤泥混合焚烧的化学反应式如下：

本发明中的煤泥混合燃料优选采用烟煤，煤泥混合比例按0.25～1混和进行燃烧，优选比例为0.4∶1.1。

干燥机出来的尾气进入旋风分离器进行固体分离，分离后的细颗粒进行回收，排出的气体进入水浴塔，经冷却、除臭处理后排放。

本发明的有益效果如下：污泥在干化过程中不经掺混，在干燥机里高度弥散状态直接与高温热风接触，将初含水在83％的污泥干化终含水至40％～50％后，一部分与烟煤混合后进行焚烧，焚烧产生的热量回收供给干燥机，这样既避免了将污泥水分降至10％以下的过低状态，简化了设备的组合，节省一次性投资，减少总装机功率，又大大降低了运转费用，提高了处理量，同时还大大降低了物料水分过低易升温带来的着火、***等不安全隐患。

附图说明

图1为本发明所述污泥干化焚烧内循环工艺路线图；

图2为本发明所述污泥干化焚烧内循环工艺的能量平衡图；

图3为本发明所述污泥干化焚烧内循环工艺的经济性分析前提条件表；

图4为本发明所述污泥干化焚烧内循环工艺的经济性分析一览表(以绝干污泥量1380kg/h为例)。

具体实施方式

如图1所示的本发明工艺路线如下：将含水量为80～90％的污泥经带式压滤机脱水处理后，经污泥螺杆泵送至少污泥缓冲仓内，再经螺旋输送机送至干燥机进料口，在干燥机进行干燥后，控制污泥含水量至40％～50％时，将50％干化污泥由螺旋输送机送至热风机的堆煤场地，与烟煤按0.25～1比例混配后，由进入热风炉的燃烧室中进行焚烧，其余干化污泥由外排螺旋输送机送外堆放，热风炉中产生的热空气回流至干燥机供热，干燥机尾气经旋风除尘，由引风机送至水浴塔进行冷却、除臭处理后排放。

1、污泥干化

干燥机采用机型为旋翼式强制流态化刮壁式干燥机，干燥机内部分为三个工作腔，经脱水后的含水量为70％左右的湿污泥依次经三个工作腔完成干化：

第一工作腔，腔内温度在200℃，污泥与高温热风直接接触并迅速升温至湿球温度，一般污泥温度在45℃～50℃，属于升温干燥段；

第二工作腔，腔内温度在180℃，大量的水分被蒸发，此时属于恒速干燥段，为主要干燥段；

第三工作腔，腔内温度在130℃，此时污泥的水分蒸发速度降低，污泥温度开始逐渐上升，属于降速干燥段，污泥温度不超过55℃，含水降至40％，完成污泥干燥。

干燥方式采用高温热风对流干燥，即污泥由干燥机一端底部进料，在旋翼作用下向上抛掷，热风由污泥进料筒上方进入干燥机，与被抛掷的物料直接接触，物料在旋翼和热风的作用下向前运动，实现质热交换。

经干燥机三段干燥后的污泥含水量控制在40％～50％，这是因为在干化过程中，水分在70％～50％间时污泥粘性较大，表明污泥的粘滞区为含水率70％～50％这一区域，当水分低于50％后即形成稳定的分散团块，可对其进行堆放和运输，不会粘结成团；另外，在干化过程中发现，当污泥含水率低于40％以后呈粉末状，易形成粉尘，因此干化程度宜控制在含水率40～50％的范围内，既可形成较稳定的分散团块，堆放运输不会粘结成团，且继续干燥不仅需要更多的能量，传热速度也将降低；另一方面，煤炭污泥气化燃烧炉工作时，燃料在气化的还原反应中需要一定量的水方可生成水煤气，因此，污泥中含有的水分可以满足气化用水的需求。此外，考虑到尽量减少局部污泥的过干燥现象，避免着火、***事故的发生，污泥的最终含水率不宜过低；综合上述几点，干化后污泥的含水率控制为40％～50％，优选为40％～45％。这样，燃烧炉在气化燃烧过程中所需要一定量的水，可由干化后污泥中所含的水份来满足，既保证了污泥在干燥过程中的安全，降低了能耗，又省去了向燃料添加自来水这样一道工序。

2、煤泥混配焚烧

热风炉采用污泥煤炭气化炉，气化炉由炉体、燃烧室、储热室三部分组成。

经过干化后含水量为40～50％的污泥，取50％与烟煤按0.25～1比例混合后，进入热风炉燃烧室焚烧，并通过储热室将燃烧室产生的热空气回流至干燥机供热，以满足干燥机***对热量的要求。

燃烧室中煤泥混合焚烧的化学反应式如下：

煤泥混合比例优选为0.4∶1.1，即每0.4吨烟煤与1.1吨的干化污泥进行混配，按照上述化学反应式，需要水300kg，而1.1吨含水率在40％的干后污泥中含有水分为440kg，其中300kg水分作为反应原料消耗掉，多余的140kg水作为过热蒸汽随热风进入干燥机中对湿污泥进行干燥，这是因为实际生产中燃料含水量有很大的不确定性，为了保证气化反应的充分，通常采用燃料含水量适当过量的方式，过量的水在热风炉中被加热成过热蒸汽(＞100℃)，过热蒸汽同样可做为干燥介质随着热风在干燥机中完成热交换后，同尾气一起排出，在此过程中，由于干燥机尾气温度一般仍高于100℃，故而过量的水在干燥机中始终处于过热蒸汽状态，不会对被干燥物料造成凝结返湿现象。

3、尾气处理

干燥机出来的流化气体夹带着污泥微细颗粒和蒸发的水分离开污泥干燥，进入旋风分离器进行固体分离，分离后的细颗粒进行回收，排出的气体进入水浴塔，水浴塔采用二沉池出水逆流喷射，将气体中的残余微细颗粒和溶解性物质进行水浴捕捉过滤，同时水浴塔装有活性炭填料，进一步进行生物过滤和化学过滤，对干燥机排出的尾气进行除臭处理。水浴塔对尾气还具有冷却功能，流态化气体经冷凝后，温度由100℃冷却至60℃，然后随着喷淋水回流至污水处理厂。此外，还设有药剂除臭备用装置，若排出的尾气尚有残留臭味，可采取少量喷洒除臭剂的方式，消除臭味，使尾气排放达到国家标准。

4、效益分析

本实施例以绝干污泥量1380kg/h、初始含水量83％，终含水量40％为例，以此对本发明所述的污泥干化+焚烧内循环工艺的能量平衡和经济性进行分析，请参照图2所示的能量平衡图和图3、图4所示的经济性分析：采用本发明的污泥无害化处理工艺，每吨干泥的处理成本为48.7元/吨，折合污水处理成本为0.158元/m³，污泥减容率达80％，有效的降低了污泥处理的能耗和成本。

Claims

1.一种污泥无害化处置工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将污泥脱水处理后送入干燥机进行干化，干燥机采用旋翼式强制流态化刮壁式干燥机，干燥机内部分为三个工作腔：第一工作腔腔内温度在200℃，污泥温度为45℃～50℃；第二工作腔腔内温度在180℃，污泥温度为45℃～50℃；第三工作腔腔内温度为130℃，污泥温度不超过50℃，干燥方式采用高温热风对流干燥，污泥由干燥机一端底部进料，在旋翼作用下向上抛掷，热风由污泥进料筒上方进入干燥机，与被抛掷的物料直接接触，物料在旋翼和热风的作用下向前运动，实现质热交换；经干燥机干化后，污泥含水量为40％～50％；

(2)、取40～60％干化后的污泥与烟煤混配后进入热风炉中进行焚烧，其余污泥外运堆放，烟煤与污泥混配比例为0.25～1，焚烧所产生的热量以热空气的形式供给干燥机；

(3)、从干燥机出来的尾气进入旋风分离器进行除尘处理后，经引风机进入水浴塔，经冷却、除臭处理后排放。

2.根据权利要求1所述的一种污泥无害化处置工艺，其特征在于：所述热风炉采用污泥煤炭气化炉，气化炉由炉体、燃烧室、储热室组成。