CN1119209C - 湖泊及城市污泥无害化综合利用的工艺 - Google Patents

Abstract

湖泊和城市污泥无害化综合利用的工艺，属于污泥焚烧处理及综合利用领域。将湖泊及城市污泥经打捞，收集和干燥，加入固硫剂、固氯剂配料后进入熔融炉进行无害化处理，熔融燃烧后的高温烟气进入二次燃烧器，经完全燃烧后进入预热锅炉进行余热回收后排放，熔融渣可制成建材。本发明是一种对污泥无害化，减容化和资源化的综合利用技术，对各类湖泊及城市污泥的适应性强，有效去除二恶英等有害物质对环境的影响。

Description

湖泊及城市污泥无害化综合利用的工艺

技术领域：

本发明属于污泥焚烧处理及综合利用技术领域

背景技术：

随着城市规模的日益扩大及经济的快速发展，城市污泥的产出量不断增加并给城市的环境和附近河流的生态环境带来严重的危害。城市污泥量的剧增给城市建设带来了障碍。巨大的城市垃圾山中城市污泥占了很大的比例。

近年来，由于多年的积累和一直没有有效的处理办法，湖泊的污泥污染已对周边的生态环境构成严重威胁。就以滇池为例，目前由于对滇池污染还没有一个行之有效的治理方法，使得滇池池底的污泥淀积了厚厚的一层，仅6.4公里岸边浮泥就达8万多立方米，滇池的草海底泥面积达7.5平方公里左右。污泥及草海中富含氮、磷等营养成分给藻类植物提供了充足的养分，使得藻类疯长，难以控制，造成大量水生动物死亡，使滇池的自净能力急剧下降；另外，如不对污泥中的各种有毒物质及重金属元素进行治理，则其它治理滇池的方法在短期内也难以取得成效。

公知的污泥处理技术还比较落后，多数采用施肥或堆放处理，很少用其他高效无污染的方法。施肥处理是一项比较传统的技术，但是施肥时容易造成污泥对环境的二次污染，污泥中的重金属随施肥过程一起进入到生态环境中，这对土壤、植物、地下水，甚至大气造成二次污染，同时对食物安全构成严重威胁，严重地危害人类的生存环境和健康。目前各国正致力于寻找新的无害化、减容化和资源化污泥处理方法。把污泥作为低热值燃料进行焚烧处理因为其具有很好的无害化、减容化和资源化效果已在一些发达国家受到重视。但是由于传统焚烧温度较低，一般在800～1000℃，污泥中的其它成分(如Cl、S等元素)，易在燃烧时生成新的二恶英类等有害污染物。而近年来各国十分重视二恶英剧毒物的污染问题，因此现有技术不能适应当前严格的环保要求。

发明内容：

本发明的目的是提出一种无害化、减容化和资源化污泥熔融焚烧综合利用技术，其不但可以减少污泥在焚烧利用过程中二恶英类物质的生成，并实现对湖泊及城市污泥综合回收利用。

附图说明：

本发明是通过以下技术方案来实现的。

具体实施方式：

图1是本发明的工艺流程图。污泥干燥后的含水为2-15％，灰分为70～90％、(其中含有硫(S)，氯(Cl)元素为0.5～6％)，其余为5～18％。将湖泊及城市污泥进行打捞、收集和干燥，干燥后的污泥加入固硫、固氯剂进行配料，配好的物料进入熔融炉进行熔融焚烧(无害化处理)，经熔融燃烧后的高温烟气进入二次燃烧室，经完全燃烧后进入余热锅炉进行余热回收，从余热锅炉排出的烟气经急冷塔快速冷却之后可以有选择地进行催化脱硝处理后(或根据当地环保对烟气排放的要求，利用其他方法进行烟气净化处理后)排放；产生的飞灰进行无害化处理后，回收其中有价金属；熔融渣经水淬和分选，熔渣中的铁(Fe)、铜(Cu)等金属通过形成合金加以回收利用；剩余的无害化残渣根据建筑用途的要求，加工出各种建筑材料综合利用。

固硫剂可以用碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、三氧化二铁、电渣石等，加入量与污泥中硫含量的重量比为1.5～5，固氯剂可为碳酸钠或碳酸氢钠，加入量与污泥中氯含量的重量比为1～2。熔融炉最好用本申请人申请的申请号为00259909.0的燃烧炉，熔融炉的热源可用电，油，燃气或煤。余热锅炉可带有省煤器和空气预热器。从余热锅炉排除的烟气在2～4秒钟之内快速冷却至250℃以下，再根据环保对烟气排放的要求进行处理或排放，无害残渣制成道路建设的铺路材料；也可以配以水泥或高炉炉灰浇注成各种形状块砖，直接用于城镇的人行道、公园和花园的道路铺设。

与现有技术相比本发明的优点：1.对各种城市污泥，湖泊污泥的处理适应性强；对污泥的水分、成分无严格要求。2.工艺流程短、炉床指数高，基建投资和试运行费用较低。3.炉膛温度高于1400℃以上；烟尘和烟气量少；二恶英排放量远低于国家排放标准，几乎接近于零排放；基本上无重金属污染；熔融炉渣可以再生利用，有用金属易于收回。4.余热易回收利用。5.实现了污泥的减容化、无害化和资源化。

实施例一1.实施条件滇池污泥的组成：

空气干燥基水分：2.85％；干燥基灰分：85.96％(其中硫含量为4％，氯含量为1.2％)；干燥基挥发分：10.27％；干燥基固定碳：0.92％；空气干燥基低位发热值：1400kJ/kg；一次空气过剩系数：0.82，熔融炉内的气氛为还原性气氛；二次空气过剩系数：1.12；辅助煤加入量为污泥量的：1.45倍；CaO加入量为污泥中硫含量的重量比为3.4；NaHCO₃加入量与污泥中氯含量的重量比为1.5；2.实施结果熔融焚烧气温：1472℃；熔渣温度：1340℃；熔融炉烟窗出口烟气温度：1240℃；熔融渣中的金属回收率为95.4％；配以30％的水泥浇铸成230×114×65mm的方砖。

实施例二1.实施条件城市污泥的组成(空干基)：空气干燥基水分：2.15％；干燥基灰分：83.80％(其中硫占2.5％，氯占3％)；干燥基挥发分：12.14％干燥基固定碳：1.91％；空气干燥基地位发热值：3010kJ/kg；一次空气过剩系数：0.95，熔融炉内的气氛为还原性气氛；二次空气过剩系数：1.08；辅助煤加入量为污泥量的：0.8倍；CaO加入量为污泥中硫含量的重量比为2.0；NaHCO₃加入量为污泥中氯含量的重量比为2；2.实施结果熔融焚烧温度：1458℃；熔融渣温度：1320℃；熔融炉烟窗出口烟气温度：1214℃熔融渣中的金属回收率为95％；配以24％的水泥浇铸成230×114×65mm的方砖。

Claims (3)

1.一种湖泊和城市污泥无害化综合利用的工艺，其特征是：将湖泊和城市污泥进行打捞，收集，干燥后的污泥加入固硫剂、固氯剂进行配料，配好的料进入熔融炉进行熔融焚烧，熔融焚烧后的烟气进入二次燃烧室，经完全燃烧后进入余热锅炉进行余热回收，熔融渣经水淬和分选，其中的铁、铜金属形成合金加以利用，剩余的无害化残渣做成建筑材料。

2.根据权利要求1所述的污泥综合利用的工艺，其特征是：固硫剂是碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、三氧化二铁、电渣石中的一种，所述固硫剂的加入量与污泥中硫含量的重量比为1.5～5。

3.根据权利要求1所述的污泥综合利用的工艺，其特征是：固氯剂是碳酸氢钠、碳酸钠中的一种，所述固氯剂的加入量与污泥中氯含量的重量比为1～2。