[发明专利]一种石灰干化城市生活污水污泥水泥窑处置前的进一步脱水方法

说明书

技术领域

本发明属于建材领域，涉及一种石灰干化城市生活污水污泥水泥窑处置前的进一步脱水方法。

背景技术

2012年，我国城市生活污水污泥年排放量达3000万吨（以含水率为80%计）。随着城市化进程的不断推进，排放量仍有较大增长。城市生活污水污泥成分复杂，除含有大量水分外，亦含有难降解的有机物、重金属、病原微生物和寄生虫卵等。处置不善将带来严重的环境问题。稳定化、减量化、资源化与无害化的城市生活污水污泥处置方式成为我国乃至世界广泛关注的热点问题。干化作为城市生活污水污泥前期处置方式，一直以来受到诸如环境、热工等领域研究者的关注。石灰干化作为城市生活污水污泥初步脱水后（初步脱水至含水率为80%左右）一种低成本的处置方式近年来受到青睐。其具体的优点如下：

（1）可减少细菌原体；

（2）无细菌原体再生风险；

（3）除臭除味，减少带菌物；

（4）成本低，占地空间小；

（5）运作简易；

（6）能将污泥转变为矿物质；

（7）提高污泥固体含率，运输更方便。

这种经石灰干化的城市生活污水污泥，与其它方式处置所得的干化污泥一样，仍需进一步安全处置。就现有的处置方式而言，水泥窑处置城市生活污水污泥方式与其它方式如填埋、土地利用、焚烧相比，具有如下优势而得到欧美等发达国家的广泛应用，我国将该处置方式作为“十二五”期间建材行业发展的重点工程，在全国进行示范和推广。

（1）有机物分解彻底

在回转窑中内温度一般在1350℃-1650℃之间，甚至更高，燃烧气体在此停留时间>8s，高于l100℃时停留时间>3s。燃烧气体的总停留时间为20s左右，且水泥窑内物料呈现高湍流化状态。因此窑内的污泥中有害有机物可充分燃烧，焚烧率可达99.999%，即使是稳定的有机物如二噁英等也能被完全分解。

（2）抑制二噁英形成

　由于干化污泥喂入点处在高于850℃的分解炉，分解炉内热容大且温度稳定，有效地抑制了二噁英的产生。从国内外水泥窑处置有毒有害废弃物的实践表明，废弃物焚烧后产生的二噁英排放浓度远低于排放限值。

（3）不产生飞灰

　煅烧排出废气粉尘经窑尾布袋收尘器收集后作为水泥原料重新进入窑内煅烧，没有危险废弃物飞灰产生。

（4）固化重金属

　回转窑内的耐火砖、原料、水泥窑表面与水泥熟料均为碱性，可吸收SO₂，从而抑止其排放。在水泥烧成过程中，污泥灰渣中的重金属能够被固定在水泥熟料的结构中，从而达到被固化的作用。

（5）资源化效率高

　污泥中的有机成分和无机成分都能得到充分利用，资源化效率高。污泥中含有部分有机质（55％以上）和可燃成分，它们在水泥窑中煅烧时会产生热量；污泥的低位热值11MJ/kg左右，在热值意义上相当于贫煤。贫煤含55%灰分和10%-15%挥发分，并具有热10-12.5MJ/kg。

（6）处理量大、见效快

　水泥生产量大，需要的污泥量多；水泥厂地域分布广，有利于污泥就地消纳，节省运输费用；水泥窑的热容量大，工艺稳定，处理污泥方便，见效快。

但不同于其它城市生活污水污泥的处置方式诸如填埋、农用和焚烧等，因现代新型干法水泥生产工艺对原、燃烧材料含水率的要求（含水率低于2%），经石灰干化的城市生活污水污泥仍需进一步干化脱水。对于热干化城市生活污水污泥而言，干化至含水率小于30%即可达到适宜于新型干法水泥生产工艺的要求。然而，由于石灰干化城市生活污水污泥中大量Ca(OH)₂的存在，即使干化至含水率低于30%，因Ca(OH)₂在预分解窑内发生如下分解反应而释放出大量的水分。