[發(fā)明專(zhuān)利]污泥綜合處理及轉(zhuǎn)化物的循環(huán)利用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310092992.0
• 申請(qǐng)日: 2013-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103224315A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹玉成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 曹玉成
• 主分類(lèi)號(hào): C02F11/04
• 分類(lèi)號(hào): C02F11/04;C02F11/12;C02F11/10;C10B53/00;C10G1/00
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種城市生活污水處理廠(chǎng)所產(chǎn)污泥和造紙、皮革、印染等行業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)污泥的處理與利用方法。

背景技術(shù)

隨著城市化的發(fā)展和水環(huán)境管理的重視與加強(qiáng)，城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模和程度與日俱增。至2010年底，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模已達(dá)到12476萬(wàn)立方米/日。城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污泥(簡(jiǎn)稱(chēng)污泥)是污水處理過(guò)程中不可回避的副產(chǎn)物，主要來(lái)源于初次沉淀池、二次沉淀池等工藝單元。每萬(wàn)m³污水經(jīng)處理后將產(chǎn)生污泥5-10噸(按含水率80％計(jì))，以此估算，當(dāng)前我國(guó)每年產(chǎn)生污泥量已超過(guò)2200萬(wàn)噸。

污泥中含有大量的有機(jī)物和農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，但同時(shí)也含有眾多種類(lèi)有毒有害污染物，包括致病菌、寄生蟲(chóng)(卵)等生物污染物，銅、鋅、鉻、汞等重金屬，以及多氯聯(lián)苯、二噁英等持久性有機(jī)污染物，如果得不到妥善處理，容易造成二次污染。

因此，如何安全、經(jīng)濟(jì)地處理污泥已成為全球共同關(guān)注的重要環(huán)境問(wèn)題，也是污水處理廠(chǎng)和市政管理部門(mén)面臨的難題。

目前，我國(guó)城市污泥的處理主要采用以下三種技術(shù)途徑：

途徑A：機(jī)械脫水(含水率80左右)與穩(wěn)定化處理+垃圾填埋場(chǎng)填埋；

途徑B：機(jī)械脫水與穩(wěn)定化+還田利用；

途徑C：機(jī)械脫水處理+焚燒(或干化后焚燒)。

途徑A被公認(rèn)為是一種最不可持續(xù)的污泥處理方式。其不可持續(xù)性主要表現(xiàn)為：減量化程度低，僅脫去20％左右的水；填埋處置需要占用大量土地，同時(shí)造成污泥中有益成分(N、P等)和能量的流失，又以多種方式向環(huán)境中輸送污染物(如填埋氣和滲瀝液)；由于污泥與生活垃圾性質(zhì)差異較大，填埋場(chǎng)中污泥的引入，給填埋作業(yè)和填埋管理帶來(lái)困難。因此，許多國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)非常慎重地采用此種方式處理污泥，如歐盟許多成員國(guó)已逐漸淘汰污泥填埋處置(2010年歐盟填埋處置所占比例為14％，預(yù)計(jì)2020約為7％)，美國(guó)環(huán)保署計(jì)劃在今后的20年內(nèi)關(guān)閉80％的污泥填埋場(chǎng)。鑒于我國(guó)當(dāng)前國(guó)情，國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污泥處理處置技術(shù)規(guī)范》將污泥填埋視為“我國(guó)一定時(shí)間內(nèi)是一種過(guò)渡性的處理處置措施”。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)要求的日益嚴(yán)格，我們有理由相信，在不久的將來(lái)這種污泥處理途徑在我國(guó)也將成為歷史。

將污泥機(jī)械脫水、穩(wěn)定化處理后(如石灰穩(wěn)定化、堆肥化等)還田利用(途徑B)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥中氮、磷等養(yǎng)分資源的部分回收利用，是當(dāng)前包括我國(guó)在內(nèi)的眾多國(guó)家解決污泥出路的主要途徑。然而，這種方式也伴隨著向土壤中輸入生物污染物、重金屬和持久性有機(jī)污染物，長(zhǎng)期的污泥回田極有可能導(dǎo)致土壤污染，危及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。許多發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)也因此對(duì)施入污泥的性質(zhì)和數(shù)量、受納土地類(lèi)型等方面作了嚴(yán)格要求和管控。考慮到當(dāng)前我國(guó)土壤污染形勢(shì)已相當(dāng)嚴(yán)峻，以及污泥產(chǎn)生量日趨增加與適合對(duì)污泥進(jìn)行消納的土地面積日益減小的矛盾，污泥還田利用必將受到更為嚴(yán)格的控制。

途徑C(污泥原位機(jī)械脫水處理+焚燒或干化后焚燒)具有完全滅絕致病菌、污泥減量化徹底、并可部分回收污泥中的能量等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)日益受到重視，是解決低質(zhì)污泥(特別是有毒有害物質(zhì)含量較高的污泥)出路的重要替代技術(shù)。但是，由于污泥焚燒產(chǎn)生有大量的有毒有害氣體(包括二惡英類(lèi)等致癌物)，而這些氣體的有效清除和凈化需要大量的設(shè)施投入與資金投入，這種污泥消納方式面臨著“運(yùn)營(yíng)成本高和公共可接受性差”兩大挑戰(zhàn)。因此，盡管技術(shù)上相當(dāng)成熟和存在諸多優(yōu)勢(shì)，污泥焚燒技術(shù)一直以來(lái)未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有污泥處理技術(shù)存在的上述不足，提供一種污泥綜合處理及轉(zhuǎn)化物的循環(huán)利用方法。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是本污泥的綜合處理方法按如下步驟進(jìn)行：

(1)污泥的厭氧消化：將污水處理單元產(chǎn)生的污泥漿泵入?yún)捬跸磻?yīng)器或土制沼氣池進(jìn)行消化，產(chǎn)生的沼氣先通入脫硫裝置，再通入沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，轉(zhuǎn)化成電能與熱能；

(2)消化污泥的脫水干化：經(jīng)步驟(1)厭氧消化后所余下的消化污泥輸送到至機(jī)械脫水機(jī)進(jìn)行脫水，隨后輸送至污泥熱干化機(jī)進(jìn)行干化至污泥含水率為5％-10％的干化污泥；

(3)干化污泥熱解：將干化污泥傳送至熱解反應(yīng)器中，溫度控制在500-600℃，控制在此溫度中污泥與熱解揮發(fā)物在熱解反應(yīng)器中的停留時(shí)間分別為10-40min和1-5s；