[發明專利]污泥快速熱解處理及轉化物的原位利用方法

有效

• 申請號: 201310093370.X
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103172245A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 曹玉成
• 申請（專利權）人: 曹玉成
• 主分類號: C02F11/10
• 分類號: C02F11/10;C02F11/12;C02F11/00;C10B53/00;C10B57/00;C01B31/08;C01B31/10;B01D53/02;B09B3/00;F02G5/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及一種城市生活污水處理廠所產污泥和造紙、皮革、印染等行業產生的工業污泥的處理和利用方法。

背景技術

隨著城市化的發展和水環境管理的重視與加強，城鎮污水處理規模和程度與日俱增。至2010年底，我國城鎮污水處理規模已達到12476萬立方米/日。城鎮污水處理廠污泥(簡稱污泥)是污水處理過程中不可回避的副產物，主要來源于初次沉淀池、二次沉淀池等工藝單元。每萬m³污水經處理后將產生污泥5-10噸(按含水率80％計)，以此估算，當前我國每年產生污泥量已超過2200萬噸。

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

因此，如何安全、經濟地處理污泥已成為全球共同關注的重要環境問題，也是污水處理廠和市政管理部門面臨的難題。

目前，我國城市污泥的處理主要采用以下三種技術途徑：

途徑A：機械脫水(含水率80％左右)與穩定化處理+垃圾填埋場填埋；

途徑B：機械脫水與穩定化+還田利用；

途徑C：機械脫水處理+焚燒(或干化后焚燒)。

途徑A被公認為是一種最不可持續的污泥處理方式。其不可持續性主要表現為：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差異較大，填埋場中污泥的引入，給填埋作業和填埋管理帶來困難。因此，許多國家和地區已經非常慎重地采用此種方式處置污泥，如歐盟許多成員國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％，預計2020約為7％)，美國環保署計劃在今后的20年內關閉80％的污泥填埋場。鑒于我國當前國情，國家《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術規范》將污泥填埋視為“我國一定時間內一種過渡性的處理處置措施”。但隨著我國經濟的發展和環境保護要求的日益嚴格，我們有理由相信，在不久的將來這種污泥處理途徑在我國也將成為歷史。

將污泥機械脫水、穩定化處理后(如石灰穩定化、堆肥化等)還田利用(途徑B)，可實現對污泥中氮、磷等養分資源的部分回收利用，是當前包括我國在內的眾多國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污染物，長期的污泥回田極有可能導致土壤污染，危及農產品質量安全。許多發達國家和地區也因此對施入污泥的性質和數量、受納土地類型等方面作了嚴格要求和管控。考慮到當前我國土壤污染形勢已相當嚴峻，以及污泥產生量日趨增加與適合對污泥進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格的控制。

途徑C(污泥原位機械脫水處理+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點，近年來日益受到重視，是解決低質污泥(特別是有毒有害物質含量較高的污泥)出路的重要替代技術。但是，由于污泥焚燒產生有大量的有毒有害氣體(包括二惡英類等致癌物)，而這些氣體的有效清除和凈化需要大量的設施投入與資金投入，這種污泥消納方式面臨著“運營成本高和公共可接受性差”兩大挑戰。因此，盡管技術上相當成熟和存在諸多優勢，污泥焚燒技術一直以來未能實現大規模的工業化應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有污泥處理技術存在的上述不足，提供一種污泥快速熱解處理及轉化物的原位利用方法。

解決上述技術問題的技術方案是：本污泥快速熱解處理及轉化物的原位利用方法按如下步驟進行：

(1)污泥脫水干化：污泥經機械脫水，脫去20-30％水后，再經污泥干化機進行干化，使干化污泥含水率為5％-10％；

(2)污泥的中溫快速熱解處理：將干化污泥傳送至熱解反應器中，加熱溫度為500-600℃，進行無氧熱處理，控制污泥進料速度和載氣流速，保證污泥和熱解揮發物在反應器中的停留時間分別為10-40min和1-5s；