[發(fā)明專(zhuān)利]利用煙氣余熱的并聯(lián)式污泥低溫干化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310348472.1
• 申請(qǐng)日: 2013-08-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103435244A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁煥新;蘇閩華;陳海燕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F11/12
• 分類(lèi)號(hào): C02F11/12;F27D17/00
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用煙氣余熱的并聯(lián)式污泥低溫干化方法。

背景技術(shù)

城市生活污水和工業(yè)廢水經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)排放，是保護(hù)生態(tài)環(huán)境建設(shè)必不可少的環(huán)境工程措施。至2010年我國(guó)城市污水處理率不低于70%，至2012年6月底，全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理量已達(dá)到1.39億立方米/天。城市生活污水和工業(yè)廢水在得到凈化的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，我國(guó)由此而產(chǎn)生的污泥數(shù)量已達(dá)3480萬(wàn)噸/年，并每年以10～15%的增長(zhǎng)率而增加。城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥，由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無(wú)機(jī)顆粒、膠體等復(fù)雜的非均質(zhì)體所組成，經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水后，污泥的含水率在75％～85％之間，由于它含水率高而體積龐大，并含有多種有毒有害物質(zhì)，因此，是一類(lèi)危害性極大的固體廢棄物，如果不加以徹底的處理與控制，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。如何安全經(jīng)濟(jì)地處理城市污水處理廠污泥是世界各國(guó)共同面臨的環(huán)境難題。

國(guó)外經(jīng)過(guò)數(shù)十年實(shí)踐所建立的污泥處理方法，主要有衛(wèi)生填埋、焚燒和土地利用等。這些方法得以實(shí)施依賴(lài)于以下必要的條件：污泥衛(wèi)生填埋需要有足夠的填埋空間；污泥焚燒需要昂貴的設(shè)備投資和很高的運(yùn)行費(fèi)用；土地利用對(duì)污泥中有害物質(zhì)如重金屬的含量等有嚴(yán)格的限制條件。我國(guó)污泥處理的具體國(guó)情：一是污泥的數(shù)量和體積特別大，根本沒(méi)有適合污泥填埋的空間；二是在經(jīng)濟(jì)上無(wú)法承受高額的處理費(fèi)用；三是由于生活污水和工業(yè)廢水合并處理，從而使污泥的成分非常復(fù)雜，特別是重金屬含量很高，土地利用對(duì)生態(tài)環(huán)境存在負(fù)面影響的潛在風(fēng)險(xiǎn)。顯然易見(jiàn)，國(guó)外的污泥處理技術(shù)難以在中國(guó)實(shí)施，目前我國(guó)大部分污泥只經(jīng)過(guò)初步處理后，便進(jìn)行無(wú)序地臨時(shí)堆存或簡(jiǎn)單填埋，不僅占用大面積的土地資源，而且破壞生態(tài)環(huán)境和污染地下水資源，對(duì)人體健康帶來(lái)嚴(yán)重的不良影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市人口的迅速增長(zhǎng)，城市污水和工業(yè)廢水處理量在不斷地增加，這意味著污水處理廠污泥的數(shù)量將與日俱增。面對(duì)以上現(xiàn)實(shí)，開(kāi)辟一條符合中國(guó)國(guó)情的污泥無(wú)害化、減量化、資源化處理的新途徑勢(shì)在必行。

污泥成分的測(cè)定結(jié)果顯示，污泥中含有大量的有機(jī)物質(zhì)，根據(jù)污泥有機(jī)質(zhì)與熱值之間的相關(guān)性分析，我國(guó)污泥的平均熱值在1500～2500Kcal/kg之間，這說(shuō)明了污泥中較高的有機(jī)質(zhì)含量使污泥具有可利用的熱值，正是這種熱值使污泥具有可資源化利用的價(jià)值。然而，當(dāng)污泥的含水率大于80%時(shí)，污泥不具有熱值的，只有當(dāng)含水率降至30%以下，污泥的熱值才具有可利用的價(jià)值。這是由于水分蒸發(fā)需要吸收的平均熱量為2675.9kJ/kg，而非絕干污泥在放熱之前，必須要吸收熱量去蒸發(fā)水分，因此，含水率80%的污泥要將水分蒸發(fā)所吸收的熱量，大大超過(guò)污泥本身所具有的熱值。

污水處理廠經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水，污泥的含水率一般在80%左右，降低污泥的含

水率和減小污泥的體積，首先實(shí)現(xiàn)減量化是污泥最終得到無(wú)害化和資源化處理的關(guān)鍵，而“熱干化”是污泥深度脫水和減少體積最有效的方法，它不僅可以殺滅污泥中的細(xì)菌，而且可以使污泥中的有害物質(zhì)向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化。為了保證污泥在干化時(shí)，水分蒸發(fā)污泥有效減量，有機(jī)質(zhì)不被破壞而保存95%以上原始熱值，污泥干化必須在低溫條件下進(jìn)行。因此，“低溫干化”是污泥得到最終處理的技術(shù)核心。所謂的“污泥低溫干化”是指熱源提供低于絕干污泥燃點(diǎn)（250℃）的熱量，使污泥中的水分蒸發(fā)達(dá)到減量效果而有機(jī)質(zhì)不受破壞的過(guò)程。但是，污泥熱干化是能量?jī)粝牡倪^(guò)程，能耗費(fèi)用通常占污泥處理總費(fèi)用的百分之八十以上，因而形成“能耗瓶頸”。

中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主，全國(guó)各地遍布著大大小小的熱電廠，水泥是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)原材料，水泥生產(chǎn)需要消耗大量能源，熱電廠和水泥廠每時(shí)每刻都在排出大量的煙氣，煙氣溫度一般在120～200℃之間。另外，垃圾焚燒是城市垃圾處理的主要方法之一，垃圾焚燒爐內(nèi)溫度一般控制在980℃左右，近年來(lái)，垃圾焚燒處理與高溫(1650-1800℃)熱分解、融熔處理結(jié)合，垃圾經(jīng)焚燒處理后，消滅了各種病原體，將有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物，并能回收熱能，現(xiàn)代垃圾焚燒爐配有良好的煙塵凈化裝置，防止大氣污染，煙氣排放的指標(biāo)與一般燃煤電廠相同，垃圾焚燒時(shí)排放的煙氣溫度較高，一般在200℃左右。由此可見(jiàn)，熱電廠和水泥廠以及垃圾焚燒廠排放的煙氣蘊(yùn)藏著巨大的潛能，正是污泥低溫干化最理想的熱源。如果利用這些煙氣余熱進(jìn)行污泥干化，必然使污泥處理的運(yùn)行成本大大降低，從而徹底克服了污泥熱干化的“能耗瓶頸”。干化后的污泥顆粒作為輔助燃料，與煤和垃圾一起焚燒發(fā)電，作為水泥生產(chǎn)的原料，也可以燒制輕質(zhì)節(jié)能磚和陶粒，以及生產(chǎn)水泥壓制品，真正實(shí)現(xiàn)以廢治廢、廢棄物循環(huán)利用的污泥無(wú)害化、減量化、資源化處理。

發(fā)明內(nèi)容