[發明專利]一種水泥窯協同處置石灰干化城市污泥的投料方式調控的方法

有效

• 申請號: 201410111703.1
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103896505A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 徐竟成;徐偉;李好新;劉佳;李光明;曹博;劉偉;黃菊文
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C04B7/24
• 分類號: C04B7/24;C04B7/38
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于資源與環境領域中的污泥處理技術，尤其涉及一種在水泥窯協同處置石灰干化城市污泥的投料方式調控的方法。

背景技術

隨著我國城鎮化水平的日益增長，我國城市污水污泥的排放量也急劇增加，已經成為制約我國經濟發展的重要因素。污泥含水率高且成分復雜是污泥處置中的重要難題，然而僅有20%左右的污泥得到了無害化處理和資源化利用，其余80%的污泥未得到妥善處理，形勢異常嚴峻，將會帶來嚴重的二次污染。穩定化是污泥無害化和資源化的基礎，也是污泥處理過程的關鍵，而石灰干化工藝是實現污泥穩定化和減量化最有效的方法。污泥石灰干化處理還具有快速脫水減量、殺菌、穩定/固化重金屬，改善污泥性狀等特點，因此近年來石灰干化工藝被廣泛應用于城市污水處理廠污泥脫水。但利用石灰將含水率80%的污泥降至60%，其干泥產量（以干物質計）為進泥量的2.8倍，而石灰干化污泥的后續有效處理是當前所面臨的一個難題。目前，填埋是處理石灰干化污泥的重要途徑，但是填埋受到場地的限制，特別是北京、上海、廣州等大城市，且其強堿性對后續滲濾液的處理也帶來了困難，同時還造成了大量鈣質的浪費。焚燒是最為徹底的污泥處置技術，它還具有占地面積小，處理速度快、減量化程度高及可以回收能量等突出優點，但處理費用較高，而且焚燒后產生的殘渣仍需進一步處置。因此協同焚燒將成為石灰干化污泥的資源化、無害化和減量化處理的重要研究和發展方向。

當前，水泥工業在環境保護方面的發展趨勢以及清潔化、生態化、集約化與高質量的生產模式，提出了未來水泥工業“四零一負”的可持續發展戰略，逐步向綠色行業發展。而石灰干化污泥主要化學成分為CaO、SiO₂、Fe₂O₃和Al₂O₃等，與水泥原料鈣質成分相近。從理論上看，石灰干化污泥完全可以作為水泥生料的替代原料；同時利用水泥窯協同處置污泥還有許多優點，高溫可以分解有毒有害的有機物、殺滅細菌；污泥中重金屬可以被固化在水泥熟料中，污泥的熱值也得到利用。目前水泥窯協同處置城市污泥在歐美發達國家得到普遍的認同及應用。我國將該處置方式作為“十二五”期間污泥資源化處理處置的重點項目，在全國進行示范和推廣。為解決特大城市的污泥處理問題，水泥窯協同處理污泥技術至關重要。在水泥窯協同處置石灰干化污泥過程中，石灰干化的投加，替代了水泥生料中的鈣質原料，但是其大量鈣質的引入，也使水泥熟料的性能變的不太穩定。因此，為了水泥窯協同處置城市生活污水污泥方式的可持續化，發揮水泥窯處置石灰干化污泥的優勢等，一種合理的優化調控石灰干化污泥的水泥窯協同技術變得尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水泥窯協同處置石灰干化城市污泥的投料方式調控的方法，利用水泥工業熟料生產線對石灰干化后的污泥進行資源化的處置，采用窯尾高溫煙氣對污泥進一步的干燥，使污泥含水率降低至35%以下，進入立磨或者預分解窯，制備合格的水泥熟料。

將石灰干化污泥的摻加量控制在水泥生料重量的1%~21%（最優5%~15%），可以保證生產的正常運行，制備的水泥熟料符合行業的標準。當超過一定范圍后，需要對水泥生料進行調控，以保證水泥熟料的燒成。

上述的石灰干化污泥中還有磷、硫、重金屬等組分，其含量并不高，這些成分可以作為熟料燒成的礦化劑，有利于熟料的燒成，同時這些組分也能被水泥熟料很好的固化，不會對環境造成危害。

本發明要解決的首要技術問題是如何高效地利用水泥窯對石灰干化污泥進行資源化處置，并根據投料方式的不同及時有效的對水泥生料進行調控，生產合格的水泥熟料，從而降低水泥工業的成本，節約能源。

本發明提供的一種水泥窯協同處置石灰干化城市污泥的投料方式調控的方法，由三個過程組成。其一，污泥的加鈣堿性穩定干化過程；其二，高溫煙氣余熱烘干過程；其三，石灰干化污泥從立磨或者預分解窯的投加選取過程及相應的配方調控。具體步驟如下：

（1）污泥的加鈣堿性穩定干化過程

對含水率大于80%的脫水污泥進行加鈣調理，所加藥劑為工業氧化鈣，工業氧化鈣的摻量為污泥總重量的2%~20%，機械攪拌3~10min，然后堆置3~7d，得到含水率小于60%的石灰污泥；

（2）高溫煙氣余熱的烘干過程