CN103968391A - 一种城市污泥综合利用处理*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市污泥综合利用处理***，包括污泥干燥单元、污泥焚烧处理单元、焚烧炉烟气处理单元、汽轮机发电机组发电单元、废汽收集处理单元和建材生产单元,通过把污泥烘干焚烧来处理城市污泥。本发明具有以下有意效益：a、便于大批量的处理城市污泥，减少污泥堆积量；b、通过污泥的最终处置，使污泥不再进一步分解，防止发生二次污染；c、使处置后的污泥不对环境卫生产生危害，如寄生虫卵、病菌等；d、在处理污泥的同时达到变废为宝、综合利用的目的。

Description

一种城市污泥综合利用处理***
技术领域
本发明涉及一种城市污泥综合利用处理***，属于污泥处理技术领域。
背景技术
随着中国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，城市人口迅速增加，城市生活污水的排放量巨大。城市污水处理厂大多采用活性污泥法处理生活污水，在净化污水的同时，产生了一种含水率很高的絮状泥粒，这种泥粒称为污泥。污泥是由污水中的悬浮物、微生物、微生物所吸附的有机物以及微生物代谢活动产物所形成的聚集体。污泥中含有大量的氮、磷等营养元素及铜、砷、铅、锌、铝、汞等重金属、病原微生物等，如不加以处理，将会对环境产生严重危害。
目前世界各国处理污泥的方法大致有填埋、投海、堆肥和焚烧等，其中填埋简便易行，但需要占用大量土地和花费大量运输费用，填埋场周围会遭受渗沥水、臭气的危害。投海会对海洋环境造成很坏的影响。堆肥是利用污泥中含有氮、磷等营养元素，使处理后的污泥能够农用的方法。堆肥可以使污泥达到减容化、稳定化的目的，但由于污泥中重金属的沉积和有机污染问题，必须谨慎使用这种方法。焚烧是利用污泥中含有大量有机物，将污泥在高温下燃烧成灰，以达到减容化、稳定化和无害化的目的。焚烧法与上述方法相比具有很多优点：污泥可就地焚烧，污泥处理速度快，可以最大化地减少污泥的体积，不存在重金属离子的问题，可以回收能量用于发电和供热，焚烧灰还可以铺路、制砖、制陶粒等。而如何在焚烧的同时，既能保证环境不受到焚烧废气的影响， 又能降低污泥焚烧的成本，提高经济效益，是我们进行研究的一个重点方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高环保、低成本的城市污泥综合利用处理***。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种城市污泥综合利用处理***，包括污泥干燥单元、污泥焚烧处理单元、焚烧炉烟气处理单元、汽轮机发电机组发电单元、废汽收集处理单元和建材生产单元，所述的污泥干燥单元将污泥干燥后进入污泥焚烧处理单元，污泥焚烧处理单元所产生的污染气体通过焚烧炉烟气处理单元，所述的污泥焚烧处理单元产生的蒸汽进入汽轮机发电机组发电单元进行发电，所述的废汽收集处理单元的汽源为汽轮机发电机组发电单元做功后产生的的余汽和污泥干燥单元中污泥经干燥所产生的水蒸汽，所述的废汽收集处理单元将蒸汽通入污泥干燥单元烘干污泥，所述的污泥焚烧处理单元焚烧污泥产生的废渣通过建材生产单元生产加工成建筑材料，所述的污泥焚烧处理单元中焚烧炉温度为850-950度。
所述的污泥干燥单元通过间接式蒸汽污泥干燥装置将污泥干燥，所述的污泥经干燥后含水率为35%-40%。
所述的污泥干燥单元污泥中所含的水变成水蒸气排出，通过废汽收集处理单元再次作为污泥干燥单元的部分热源，所述的污泥干燥单元产生的不凝结气体送入污泥焚烧处理单元的焚烧炉内经850度以上的高温焚烧处理。
所述的污泥干燥单元经干燥后的污泥通过掺加少量煤粉投入污泥焚烧处理单元中。
所述的污泥焚烧处理单元中产生的烟气通过脱硫、布袋除尘器除尘处理后 通过烟囱外排。
所述的建材生产单元将污泥焚烧处理单元所产生的炉渣和布袋除尘器收集的飞灰制作成建筑材料。
所述的汽轮机发电机组发电单元产生的电送入电网。
采用上述方案后，本发明具有以下有益效果：a、便于大批量的处理城市污泥，减少污泥堆积量；b、通过污泥的最终处置，使污泥不再进一步分解，防止发生二次污染；c、使处置后的污泥不对环境卫生产生危害，如寄生虫卵、病菌等；d、在处理污泥的同时达到变废为宝、综合利用的目的；
附图说明
图1为本发明***示意图。
图中：1、污泥干燥单元；2、污泥焚烧处理单元；3、焚烧炉烟气处理单元；4、汽轮机发电机组发电单元；5、废汽收集处理单元；6、建材生产单元；11、间接式蒸汽污泥干燥装置。
图2为不同干燥温度下，污泥含水率与干燥时间之间的关系曲线图
图3为不同干燥温度下，污泥含水率与干燥速率之间的关系曲线图
具体实施方式
下面结合附图，并结合实施例，对本发明做进一步的说明。
如图1所示，本实施例的一种城市污泥综合利用处理***，包括污泥干燥单元1、污泥焚烧处理单元2、焚烧炉烟气处理单元3、汽轮机发电机组发电单元4、废汽收集处理单元5和建材生产单元6，所述的污泥干燥单元1将污泥干燥后进入污泥焚烧处理单元2，污泥焚烧处理单元2所产生的污染气体通过焚烧炉烟气处理单元3，所述的污泥焚烧处理单元2产生的蒸汽进入汽轮机发电机组发电单元4进行发电，所述的废汽收集处理单元5的汽源为汽轮机发电 机组发电单元4做功后产生的的余汽和污泥干燥单元1中污泥经干燥所产生的水蒸汽，所述的废汽收集处理单元5将蒸汽通入污泥干燥单元1烘干污泥，所述的污泥焚烧处理单元2焚烧污泥产生的废渣通过建材生产单元6生产加工成建筑材料，所述的污泥焚烧处理单元2中焚烧炉温度为850-950度。
所述的污泥干燥单元1通过间接式蒸汽污泥干燥装置11将污泥干燥，所述的污泥经干燥后含水率为35%-40%。
所述的污泥干燥单元1污泥中所含的水变成水蒸气排出，通过废汽收集处理单元5再次作为污泥干燥单元1的部分热源，所述的污泥干燥单元1产生的不凝结气体送入污泥焚烧处理单元2的焚烧炉内经850度以上的高温焚烧处理。
所述的污泥干燥单元1经干燥后的污泥通过掺加少量煤粉投入污泥焚烧处理单元2中。
所述的污泥焚烧处理单元2中产生的烟气通过脱硫、布袋除尘器除尘处理后通过烟囱外排。
所述的建材生产单元6将污泥焚烧处理单元2所产生的炉渣和布袋除尘器收集的飞灰制作成建筑材料。
所述的汽轮机发电机组发电单元4产生的电送入电网；
由于汽轮机发电机组发电单元4做功后产生的的余汽和污泥干燥单元1中污泥经干燥所产生的水蒸汽的温度相对偏低，均低于200度，且污泥干燥单元1中污泥经干燥所产生的水蒸汽低于汽轮机发电机组发电单元4做功后产生的的余汽，我们无法确定低温蒸汽对污泥烘干的效果，因此我们对间接式蒸汽污泥干燥装置11所接入蒸汽在不同温度下对污泥的烘干效果进行了实验，实验步骤如下：
（1）取4份相同质量的含水率73%的湿污泥。将污泥分别平铺在玻璃皿中，污泥料层厚度及表面积大体相同。称取污泥质量m1，玻璃皿质量m。
（2）将4份污泥分别放入120℃、140℃、160℃、180℃的鼓风干燥箱中进行干燥。
（3）每隔5分钟记录一次污泥的重量。在t时刻称得污泥的重量为mt。
（4）直到污泥的重量不改变，维持在某一稳定值m2，停止加热干燥。
试验得到不同干燥温度下，污泥含水率的变化如图2、图3所示。
通过上述实验和所得结果所示，我们得出结论，在干燥过程中，最主要的是利用潜热，因此，在保证一定的干燥速率下，尽量降低热介质的温度，减少不必要的热量消耗，而汽轮机发电机组发电单元4做功后产生的的余汽和污泥干燥单元1中污泥经干燥所产生的水蒸汽完全能作为污泥干燥单元1的热源对污泥进行干燥。
为了调配污泥和煤在不同配比不同温度下进行掺烧的特点，我们利用可以调节不同的温度的马弗炉和坩埚对污泥和煤在不同温度下的焚烧进行了实验，对比数据如下：
1.1干污泥粉单独燃烧烧时温度对其失重率的影响
1.2干污泥粉与煤粉以9：1的比例掺烧时温度对其失重率的影响
1.3干污泥粉与煤粉以8：2的比例掺烧时温度对其失重率的影响
1.4干污泥粉与煤粉以7：3的比例掺烧时温度对其失重率的影响
1.5干污泥粉与煤粉以6：4的比例掺烧时温度对其失重率的影响
1.6干污泥粉与煤粉以5：5的比例掺烧时温度对其失重率的影响
1.7干污泥粉与煤粉以4：6的比例掺烧时温度对其失重率的影响
1.8干污泥粉与煤粉以3：7的比例掺烧时温度对其失重率的影响
1.9干污泥粉与煤粉以2：8的比例掺烧时温度对其失重率的影响
1.10干污泥粉与煤粉以1：9的比例掺烧时温度对其失重率的影响
以上10个实验结果表明，污泥最佳燃烧温度为900℃，该值不随泥煤掺烧比例变化，说明应将污泥焚烧炉温度控制在900℃左右，达到最佳焚烧效果。
以上述根据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思路的范围内，进行多样的变更以及修
改，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求 范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种城市污泥综合利用处理***，其特征在于：包括污泥干燥单元（1）、污泥焚烧处理单元（2）、焚烧炉烟气处理单元（3）、汽轮机发电机组发电单元（4）、废汽收集处理单元（5）和建材生产单元（6），所述的污泥干燥单元（1）将污泥干燥后进入污泥焚烧处理单元（2），污泥焚烧处理单元（2）所产生的污染气体通过焚烧炉烟气处理单元（3），所述的污泥焚烧处理单元（2）产生的蒸汽进入汽轮机发电机组发电单元（4）进行发电，所述的废汽收集处理单元（5）的汽源为汽轮机发电机组发电单元（4）做功后产生的的余汽和污泥干燥单元（1）中污泥经干燥所产生的水蒸汽，所述的废汽收集处理单元（5）将蒸汽通入污泥干燥单元（1）烘干污泥，所述的污泥焚烧处理单元（2）焚烧污泥产生的废渣通过建材生产单元（6）生产加工成建筑材料，所述的污泥焚烧处理单元（2）中焚烧炉温度为850-950度。
2.根据权利要求1所述的一种城市污泥综合利用处理***，其特征在于：所述的污泥干燥单元（1）通过间接式蒸汽污泥干燥装置（11）将污泥干燥，所述的污泥经干燥后含水率为35%-40%。
3.根据权利要求1所述的一种城市污泥综合利用处理***，其特征在于：所述的污泥干燥单元（1）污泥中所含的水变成水蒸气排出，通过废汽收集处理单元（5）再次作为污泥干燥单元（1）的部分热源，所述的污泥干燥单元（1）产生的不凝结气体送入污泥焚烧处理单元（2）的焚烧炉内经850度以上的高温焚烧处理。
4.根据权利要求1所述的一种城市污泥综合利用处理***：所述的污泥干燥单元（1）经干燥后的污泥通过掺加少量煤粉投入污泥焚烧处理单元（2）中。
5.根据权利要求1所述的一种城市污泥综合利用处理***，其特征在于：所述的污泥焚烧处理单元（2）中产生的烟气通过脱硫、布袋除尘器除尘处理后通过烟囱外排。
6.根据权利要求1所述的一种城市污泥综合利用处理***，其特征在于：所述的建材生产单元（6）将污泥焚烧处理单元（2）所产生的炉渣和布袋除尘器收集的飞灰制作成建筑材料。
7.根据权利要求1所述的一种城市污泥综合利用处理***，其特征在于：所述的汽轮机发电机组发电单元（4）产生的电送入电网。
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