CN110550835A - 一种污泥发酵干燥及掺煤焚烧工艺 - Google Patents

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周测明
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明的一种污泥发酵干燥及掺煤焚烧工艺，包括以下步骤：S1：在非露天空间内将污泥堆高至6～10米；S2：保持空间内通气，使好氧微生物保持活性，并将污泥中的有机物发酵降解产生高温堆肥现象；S3：污泥高温发酵堆放2～3个月，直到污泥温度升高到60～70℃，污泥中水分含量降低至48～52％；S4：将污泥与煤混掺，其中污泥的含量为8～12％；S5：将污泥和煤的混合物加入到锅炉中焚烧。具有安全可靠，节能环保的优点。

Description

一种污泥发酵干燥及掺煤焚烧工艺
技术领域
本发明涉及电站技术领域，具体涉及污泥掺烧工艺。
背景技术
污泥是城市污水处理厂污水处理的必然产物，数量巨大，成分复杂，难以处理，且污泥处置费用也较大。污泥处理的目的是达到减量化、稳定化、无害化和资源化，比较成熟的污泥处理方法有填埋、堆肥和焚烧等。
焚烧是使污泥中的可燃成分在高温下充分燃烧，最终成为稳定的灰渣。焚烧法具有减容、减重率高，处理速度快，无害化较彻底，余热可用于发电或供热等优点。焚烧的主要目的是尽可能地焚烧废物，使被焚烧的物质无害化和最大限度的减容，并尽量减少新的污染物产生，避免造成二次污染。近年来，焚烧法采用了合适的预处理工艺和先进的焚烧方法，达到了污泥热能的自足，并能满足越来越严格的环境要求，在发达国家尤其是日本和欧洲得到了大量的运用。
污泥在现有电厂锅炉中混烧是污泥焚烧处置的一种实现方式，电厂锅炉处置废弃物属于混烧范畴，在国外有专门的法律予以管辖，而我国也有相应的法规。我国一些省市的热电厂采用了污泥与煤混烧发电的污泥处置方式，这种处理处置方式经济和技术上的可行性也备受关注和争议。
本申请人所处地区印染厂加多，印染厂产生的废料污水经污水厂用板框压榨后，形成类似碎块饼干的固状污泥，这些污泥细菌和各种污染物聚集，需要经我厂焚烧处理。但是出厂时这些污泥的温度在35℃左右，水分含量在60％左右，直接焚烧存在两个问题：(1)容易造成锅炉输煤***堵塞，存在安全隐患；(2)污泥中的水分蒸发也需要消耗大量能源，增加焚烧成本。
因此，如何对现有的污泥焚烧工艺进行改进，使其克服上述问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供的一种安全可靠，节能环保的污泥发酵干燥及掺煤焚烧工艺。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种污泥发酵干燥及掺煤焚烧工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在非露天空间内将污泥堆高至6～10米；
S2：保持空间内通气，使好氧微生物保持活性，并将污泥中的有机物发酵降解产生高温堆肥现象；
S3：污泥高温发酵堆放2～3个月，直到污泥温度升高到60～70℃，污泥中水分含量降低至48～52％；
S4：将污泥与煤混掺，其中污泥的含量为8～12％；
S5：将污泥和煤的混合物加入到锅炉中焚烧。
具体的，上述S1中污泥堆高至8米。
具体的，上述S3中污泥中水分含量降低至50％。
具体的，上述S4中污泥的含量为10％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、采用本方案后，就不必使用专门干燥设备的进行干燥，减少设备的添置，减少了二次污染，也减少了劳动力的投入，降低了整体成本。
2、本方案利用堆高污泥自然发酵的原理，使污泥升温生产热量，蒸发掉污泥中的部分水分，使污泥可以直接与煤混掺入锅炉焚烧发电。
3、一方面由于没有专门的干燥过程，因此干燥过程的能源消耗省去了；另一方面，堆高发酵过程中污泥温度升高，能提高污泥和煤混掺时的燃烧效率。具有节能环保的优点。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
本发明的一个优选实施例包括以下步骤：
步骤1：在非露天空间内将污泥堆高至8米左右。需要说明的是，因场地和设备限制，污泥堆积不宜过高；也不宜过低，因为过低的话其高温堆肥现象将减弱，影响其发酵干燥效率。放置在非露天空间的原因是避免雨水增加污泥的含水量；非露天空间可以是电厂煤棚，也可以是专门设计的库房，要符合环保的规定。
步骤2：保持空间内通气，使好氧微生物保持活性，并将污泥中的有机物发酵降解产生高温堆肥现象。
步骤3：污泥高温发酵堆放2～3个月，直到污泥温度升高到60～70℃，污泥中水分含量降低至50％。需要说明的是，虽然高温发酵时间越长，水分会降的更低，但是水分降低之后，污泥中的热值也随之降低，不利用能源的充分利用。而水分含量50％的污泥具有扬尘少，流动适宜的优点，适合和煤进行混掺焚烧。另外，污泥厂出厂的污泥温度一般在34～37℃，水分初始含量在60％左右，但是每次出厂的污泥或多或少存在差异；因此到达水分含量50％时的高温发酵堆放时间和污泥温度也会有一定差异，但基本能控制在2～3个月，温度在60～70℃。
步骤4：将污泥与煤混掺，其中污泥的含量为10％左右。
步骤5：将污泥和煤的混合物加入到锅炉中焚烧。
本实施例好氧堆肥有机物反应机理如下：
印染厂排放的废水中富含植物纤维，又有在废水处理过程中混入的人类***物，因此产生的污泥富含有机物。好氧堆肥过程中，有机物的氧化与合成原理及反应过程如下：
不含氮有机物(CxHyOz)：
CxHyOz+(x+y/2-z/2)O2→xCO2+y/2H2O+能量
含氮有机物(CsHtNuOy·aH2O)：
CsHtNuOy·aH2O+bO2→CwHxNyOz·cH2O(堆肥)+dH2O+eH2O(水汽)+fCO2+
gNH3+能量
细胞物质的合成(包括有机物的氮化，并以NH3为氮源)：
nCxHyOz+NH3+(nx+ny/4-nz/2-5x)O2→C5H7NO2(细胞物质)+(nx-5)CO2+
1/[2(ny-4)]H2O+能量
细胞物质的氧化：
C5H7NO2(细胞物质)+5O2→5CO2+2H2O+NH3+能量
以纤维素为例，好氧堆肥中纤维素的分解反应如下：
或者
由于堆肥温度较高，部分水以水汽形式挥发到大气中。
堆肥成品CwHxNyOz·cH2O(加上其他无机物)与堆肥原料CsHtNuOy·aH2O(加上其他无机物)之比为0.8～0.9，这是氧化分解减量化的结果。
污泥堆高发酵干燥库仓面积计算：
其中年处理污泥量Q(t/y)，含水量60％的污泥碎片密度ρ＝0.68t/m3，堆高以8m计算，容积率0.8，一年作业月份数11个月，堆放周期4个月周转一次(设计含周转场地加1个月)，则库仓容积面积
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种污泥发酵干燥及掺煤焚烧工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在非露天空间内将污泥堆高至6～10米；
S2：保持空间内通气，使好氧微生物保持活性，并将污泥中的有机物发酵降解产生高温堆肥现象；
S3：污泥高温发酵堆放2～3个月，直到污泥温度升高到60～70℃，污泥中水分含量降低至48～52％；
S4：将污泥与煤混掺，其中污泥的含量为8～12％；
S5：将污泥和煤的混合物加入到锅炉中焚烧。
2.根据权利要求1所述的一种污泥发酵干燥及掺煤焚烧工艺，其特征在于：上述S1中污泥堆高至8米。
3.根据权利要求1所述的一种污泥发酵干燥及掺煤焚烧工艺，其特征在于：上述S3中污泥中水分含量降低至50％。
4.根据权利要求1所述的一种污泥发酵干燥及掺煤焚烧工艺，其特征在于：上述S4中污泥的含量为10％。
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