[发明专利]一种利用污泥热解稳定重金属的方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于污泥处置与资源化处理领域。具体地，本发明涉及一种利用污泥热解稳定非挥发性重金属的方法与装置。

背景技术

污水处理厂在处理污水过程中会产生大量污泥，主要是微生物残余、有机污染物和部分无机杂物。城市污水处理厂的污泥产量约为污水量的1%左右，污泥含水97%。如日处理10万M³的污水厂，日产污泥1000M³污泥（含水97%）。污泥经过脱水后形成的脱水污泥含水率一般在80%作用，采用现有技术中的先进脱水技术可以将含水率降低到70%~65%。我国城市每年污泥产生量近3000万吨（以含水率80%计）。除了城市污水处理产生污泥之外，还有大量的工业污水处理也产量了大量的污泥，例如我国造纸工业废水处理污泥总量就达350万～450万t/年。如果污泥处理处置时未得到很好的解决，存在严重的二次污染风险，目前处理方法：焚烧、填埋、堆肥；此外污泥热解技术经过多年发展，逐渐变成实用技术。现有污泥处理方法中的热解技术主要用来处理掉污泥，而热解残焦或用作燃料，或者用作土壤改良剂。已有的研究表明污泥热解残焦中重金属残留约90%以上，且浸出量都很小，甚至不浸出（污水污泥裂解目标产物及残焦促进植物生长的研究，环境科学, 2011,32(9): 2604-2609；Fate of heavy metals and radioactive metals in gasification of sewage sludge，Waste Management 2004, 24: 193–198；Behavior of Chromium, Nickel, Copper, Zinc, Cadmium, Mercury, and Lead during the Pyrolysis of Sewage Sludge. Environ. Sci.Technol, 1987, 21: 704-708）。

但是现有的污泥处理技术中，污泥热解炭的这一稳定重金属的作用并没有发挥出来。另一方面，各行各业产生的大量含有重金属的危险废物却花费相当大的代价来进行焚烧处置或者送入级别高、费用高的安全填埋厂处置，不仅浪费资金，而且非常容易产生二次污染。

鉴于现有的污泥碳化技术不能满足大规模利用污泥热解炭的重金属稳定效果来主动处理含重金属的危险废物、污泥本身处理代价高、费用大；危险废物处理代价更高、费用更贵的现状，本发明提出一种高效、经济、可行、不增加二次污染和节省处置场地与投资的多种废物综合处理技术，即一种利用污泥热解稳定重金属的方法与装置，能处置污泥并利用污泥的热解过程同时稳定重金属和含有重金属的危险废物。从整个社会的角度节省废物处置场地与处理投资。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用污泥热解稳定重金属的方法与装置。

本发明提出的一种利用污泥热解稳定重金属的方法，该方法在热解处置污泥的同时还可以处置其它含有重金属的危险废物。具体步骤如下：

含水率0%~80%的脱水污泥进入拌合器1，与要处理的含有重金属的危险废物均匀混合，混合后物料的干基热值不低于9000kJ/kg；混合有含重金属的危险废物的污泥送入干燥器2，利用任何热源（优先使用系统烟气的余热）干燥后的混合物料3送至热解器4，当混合物料含水率低于10%以下时，送入热解器4，在热解器4中进行热解产生热解挥发分5和热解炭10；控制热解温度为350~750℃，高温的热解炭10送入冷却器11冷却，冷却后的炭送到最终处理环节卫生填埋场；热解挥发分5分成两股流动通过输送腔室，一股热解挥发分5经过冷却腔16后送入储气罐6，储气罐6的可燃气体通过压力调节装置后送入布置在燃烧室6中的燃烧器进气管，作为燃烧室6的稳燃气体，保证另一股热解挥发分不经过冷却直接送进燃烧室后能立即着火稳定燃烧；另一股热解挥发分直接送至燃烧室7；储气罐6底部的冷凝液以及冷却过程中产生的冷凝液再送入热解器4进行二次裂解；燃烧室7产生的高温烟气8送回热解器4的受热面热源侧作为热源提供热解所需的热量；随后减温后的烟气9送入干燥器2对混合污泥进行干燥；干燥产生的废气以及冷却后的烟气分别或者合成一股流送入气体净化器13净化后排出。

本发明中，所述热解温度优选为450~650℃。

本发明中，所述含有重金属的危险废物为含镉Cd、铅Pb、锌Zn、铬Cr、镍Ni、铜Cu、硒Se、锰Mn、铍Be、钡Ba或银Ag等其中的一种或者多种金属的污泥、残渣、土壤；以及废弃物焚烧产生的飞灰。