[发明专利]利用水泥生产废气烘干和处置污泥的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及污泥处理和处置领域，具体涉及一种利用水泥生产冷却熟料的废气烘干污泥、然后用水泥窑焚烧来处置污泥的方法。

背景技术

污水处理行业的高速发展，城市污水处理能力以及污水处理率的不断提高，污水处理厂的污泥产量也随之增长。资料介绍，2008年3月底，全国投入运营的城市污水厂1320座，处理能力9725万m3/d，在建的城市污水厂890座，处理能力3639万m3/d，污泥产率按1.5t-干基/万t-污水计，我国污泥年产量达532万吨（干基），湿污泥量为2662万t(含水80%）。2010年，全年全国污泥产量将达570万吨（干基），湿污泥为2850万t（含水80%）。我国湿污泥年产量将很快突破3000万吨；“十二五”期末更将突破4600万吨。

据调查，大部分污水处理厂的污泥只是经过简单处理后即进行无序堆存或简单填埋，当前污泥的实际处理处置率甚至不到30%。无害化后续处理处置的不到10％，大多数未进行妥善处置，这必将严重影响我国建设城市污水处理厂削减水体污染物的效果。污泥产生量急剧增加，污泥中的病菌、臭气、重金属等对环境的污染已多次引起公众事件，成为重要的环境问题。传统污泥处理方式之一的向海洋投放已被禁止；堆放使污泥堆积成山，成历史包袱，将被彻底淘汰；填埋则存在占地多、利用率低、渗滤液污染地下水以及后处理费用等问题；用于肥料则由于含有重金属等有害物质而受到了极大的限制。如何处理好、利用好数量巨大的污泥，化害为利，是各国环境工作者研究的课题。

污水处理厂脱水后的污泥含水分80%左右，固体物质由无机物和有机物，含有一定的热量。研究表明，降低污泥水分是处理和处置污泥的首要条件，烘干后的污泥便于存放和运输，可以作为肥料、原料和燃料，使其中有用物质得以利用，以便最终处置污泥。含水80%的污水厂污泥，低位热值约1000kJ/kg~2000kJ/kg，烘干到含水50%的污泥，低位热值约6000kJ/kg~9000kJ/kg，烘干到含水30%的污泥，低位热值约9000kJ/kg~13000kJ/kg，其体积不到原含水80%的污泥体积的30%。烘干是降低污泥水分、减小体积、提高热值的有效措施。利用燃料燃烧的热量烘干污泥一方面使用了资源，增加了成本，另一方面燃料燃烧的排放加重了环境负担。人们积极寻求利用余热烘干污泥的办法，水泥生产过程中高温烧结的熟料，经冷却机冷却产生大量含有热量的热风，可以作为烘干污泥的热源对污泥烘干，然后对烘干后的污泥进一步处置。中国发明专利专利号200610044531.6提出了“用水泥生产过程中高温熟料直接处置污泥的方法”，该方法把污泥直接输送添加到高温熟料倾出区或篦冷机，这种方法难于使湿污泥与高温熟料较均匀混合，热交换差，处理量低，重要的是高温熟料倾出区或篦冷机在水泥生产中是冷却阶段，湿污泥放入后，开始可起到冷却作用，其后被高温熟料烘干后接着燃烧，其一对熟料继续冷却不利，其二污泥的热量不仅得不到利用，反而阻碍熟料继续冷却，提高了废气温度，使废气处理增加难度，其三污泥灰渣混入水泥熟料是不均匀的，在冷却阶段不能与熟料发生反应生成有益于产品质量的物质，影响水泥质量。中国发明专利专利号01103143.3提出了“处理工业和生活污泥的方法”，该方法存在运行中往往需要补充一定的燃料的缺陷。也有人把冷却机热风引入烘干机对污泥烘干，由于烘干过程温度较低（＜400℃），排气的温度在100℃以下，若仅除尘后对大气排放，烘干过程中污泥中的有害气体（臭气等）不仅没有消除，还会增加，使周边较大范围内臭味很浓，形成新的污染；若脱除排气中的臭气等有机气体，其处理费用很高，经济上难于运行。

发明内容

本发明的目的是要提供一种利用水泥生产中为冷却水泥熟料由冷却机排出的含有热量的热风，不需要补充燃料，能分解污泥中的有害气体、能利用污泥热量，且不影响水泥熟料质量的污泥处理和处置方法。

本发明所述的利用水泥生产废气烘干和处置污泥的方法，简单地概括为：把熟料冷却机热风引入烘干机对喂入烘干机的污泥烘干，出烘干机气体返回冷却机冷却熟料，烘干到一定水分的干污泥送入水泥窑尾或分解炉焚烧，焚烧的热量提供给水泥烧成，灰渣作为水泥原料形成熟料，从而不需要补充燃料，达到对污泥的无污染、全利用处置。

利用水泥生产废气烘干和处置污泥的方法，在干法水泥生产技术用篦式冷却机作为熟料冷却机的工艺中，包括以下步骤：