专利名称：一种高热值剩余污泥的处置方法
技术领域：
本发明涉及剩余污泥处理和处置领域，特别是具有较高热值的剩余污泥的处置方法。
背景技术：
剩余污泥是污水处理过程中产生的固体沉淀物质，含有大量水分、无机灰分和有机挥发物。随着我国社会经济和城市化的发展，城市污水的产生及其数量在不断增长。目前全国已建成运转的城市污水处理厂约500余座，年处理能力为113.6亿m3。根据有关预测， 我国城市污水量在未来二十年还会有较大增长，2010年底污水排放量将达到440X108 m3/ d;2020年污水排放量达到536X108 m3/d。污水处理效率的提高，必然导致剩余污泥数量的增加。据国家环保部门统计，到2010年底，我国城镇污水处理率将达到60%，届时每年全国剩余污泥产生量将达到3000万t(含水率80%)。污水处理中的剩余污泥处理和处置技术在我国还处于起步阶段，全国现有污水处理设施中有剩余污泥稳定处理设施的还不到1/4， 处理工艺和配套设备较为完善的还不到1/10。剩余污泥处理的投资和运行费用巨大，可占整个污水厂投资及运行费用的25% 65%，已成为城市污水处理厂所面临的沉重负担。剩余污泥是污水处理后的附属品，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。剩余污泥含盐量较高，会明显提高土壤电导率，破坏植物养分平衡、抑制植物对养分的吸收，甚至对植物根系造成直接的伤害，而且离子间的拮抗作用会加速有效养分的淋失。污水中的病原体(病原微生物和寄生虫)经过处理会进入污泥中， 新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种。在污水处理过程中，70% 90%的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到剩余污泥中。一些重金属元素主要来源于工业排放的废水如镉、铬； 一些重金属来源于家庭生活的管道系统如铜、锌等重金属。重金属是限制剩余污泥大规模土地利用的重要因素，因为剩余污泥施用于土壤后，重金属将积累于地表层。另外重金属一般溶解度很小，性质较稳定、难去除，所以其潜在毒性易于在作物和动物以及人类中积累。 在降雨量较大地区的土质疏松土地上大量施用富含N、P等的剩余污泥之后，当有机物分解速度大于植物对N、P的吸收速度时，N、P等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化，进入地下引起地下水的污染。随着社会经济和城市化的快速发展，我国城市污水处理能力不断增强，产生的剩余污泥量急剧增加。若剩余污泥得不到妥善的处理处置，不仅将占用大量的土地，而且将会对环境造成二次污染，成为影响城市环境卫生的一大公害。如何科学、妥善的处理剩余污泥已成为城市发展必须解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种高热值的剩余污泥处置方法。以较低的能耗达到剩余污泥无害化、减量化目标，并且不会产生二次污染。本发明中提出的高热值剩余污泥处置方法是针对干化脱水后热值大于2000大卡的剩余污泥，这类剩余污泥干化后进行焚烧处理，不需或仅需添加少量助燃辅料就能维持燃烧。污泥焚烧产生的热量又可利用起来作为剩余污泥干化的热源，降低了污泥干化的能耗。本发明的技术方案是一种高热值剩余污泥处置方法，具体包括以下步骤
1.将待处理含水率为80%-90%的剩余污泥送入板框压滤水机，在23MPa-45MPa的紧压压力下进行脱水，得到的压滤脱水污泥饼，污泥含水率降至45%-55%，产生的废水导入废水处理装置处理；
2.将上述步骤制得的泥饼送入污泥造粒装置，在常温下破碎成粒径约为3-5mm的粗颗粒，备用；
3.污泥颗粒在热能干化间进一步干化，将污泥焚烧炉中排放的温度为300-600°C的高温烟气导入废热干化装置，利用高温烟气所携带的大量热能对污泥颗粒进行干化，干化时间为2-lOmin，干化后污泥颗粒含水率降至20%_40%，排出的烟气导入烟气处理装置处理；
4.经过干化后的污泥颗粒送入污泥造粉设备进一步处理，采用气流高速碰撞技术，以污泥脱水造粉设备内吸进的大量自然空气为介质，从污泥中解离出大量间隙水、外表水，促使泥粉内部水分快速渗出，处理后污泥粉粒径为150目 300目，含水率为5%-15% ；；
5.污泥干粉储存在污泥干粉储仓中，污泥粉粒径小，热值为2000-4000大卡喷入污泥焚烧炉中不需或仅需少量燃料即可燃烧，且燃烧完全，焚烧炉内温度800-1000°C，不产生二次污染，焚烧产生的高温烟气再导入废热干化装置对污泥进行干化。本发明有益效果是由于采用上述技术方案，本发明工艺利用污泥焚烧产生的携带的大量热能的高温烟气和板框压滤、污泥造粒、污泥造粉的步骤将污泥含水率降至很低的程度，有利于污泥的焚烧处理，同时节省污泥干化的能耗，将剩余污泥妥善的处理，避免对环境造成二次污染。
图1为本发明原理示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明提出的技术方案所包含的剩余污泥处置装置组合，包括板框脱水机、污泥造粒装置、废热干化装置、污泥造粉装置、污泥干粉储仓、污泥焚烧炉、废水处理装置、焚烧烟气处理装置。工艺流程包括
含水率约80%-90%的剩余污泥储存在污泥储存池中，通过污泥输送机进入压滤机中进行压滤脱水处理，将污泥中的游离水分挤压出来，制成含水率45%-55%的半干化污泥饼，产生的废水导入废水处理装置进行处理。半干化污泥饼通过泥饼输送机进入污泥造粒装置， 制成粒径3-5mm的污泥颗粒，污泥颗粒相对于污泥饼具有更大的比表面积，为下一步热能干化创造有利条件。污泥颗粒在热能干化间进一步干化，将污泥焚烧炉中排放的高温烟气导入废热干化装置，烟气温度300-60(TC甚至更高，利用高温烟气所携带的大量热能对污泥颗粒进行干化，干化后污泥颗粒含水率降至20%-40%，排出的烟气导入烟气处理装置处理。 经过干化后的污泥颗粒送入污泥造粉设备进行处理，污泥含水率进一步降低至5%-15%。制成的污泥干粉储存在污泥干粉储仓中，最终进入污泥焚烧炉进行焚烧，焚烧产生的高温烟气再导入废热干化装置对污泥进行干化。
实施例1
某污水处理厂的剩余污泥含水率86. 2%，送入板框压滤机中，液压站为板框压滤机提供25MPa的紧压压力。污泥颗粒被截留在滤室中形成半干化污泥饼，滤液通过收集装置收集回送至污水处理系统。所得到的半干化污泥饼含水率50.7%。半干化污泥饼通过泥饼输送机输送入污泥造粒装置，制成的比表面积更大的污泥颗粒，污泥颗粒平均粒径3. 3mm。污泥颗粒在热能干化间进一步干化，用于干化的烟气温度为550°C，干化后污泥颗粒含水率降至30. 5%。之后污泥颗粒送入污泥造粉设备进行处理，制成的污泥粉含水率进一步降低至 14. 1。最终，最终进入污泥焚烧炉进行焚烧，焚烧产生的高温烟气再导入废热干化装置对污泥进行干化。整个处置过程中产生的废水收集送入废水处理装置进行处理，排出的烟气导入烟气处理装置处理。实施例2:
某污水处理厂的剩余污泥含水率84. 3%，送入板框压滤机中，液压站为板框压滤机提供^MPa的紧压压力。污泥颗粒被截留在滤室中形成半干化污泥饼，滤液通过收集装置收集回送至污水处理系统。所得到的半干化污泥饼含水率56.9%。半干化污泥饼通过泥饼输送机输送入污泥造粒装置，制成的比表面积更大的污泥颗粒，污泥颗粒平均粒径4. 3mm。污泥颗粒在热能干化间进一步干化，用于干化的烟气温度为465°C，干化后污泥颗粒含水率降至30. 5%。之后污泥颗粒送入污泥造粉设备进行处理，制成的污泥粉含水率进一步降低至 8. 8%。最终，最终进入污泥焚烧炉进行焚烧，焚烧产生的高温烟气再导入废热干化装置对污泥进行干化。整个处置过程中产生的废水收集送入废水处理装置进行处理，排出的烟气导入烟气处理装置处理。实施例3:
某污水处理厂的剩余污泥含水率80. 6%，送入板框压滤机中，液压站为板框压滤机提供45MPa的紧压压力。污泥颗粒被截留在滤室中形成半干化污泥饼，滤液通过收集装置收集回送至污水处理系统。所得到的半干化污泥饼含水率45.4%。半干化污泥饼通过泥饼输送机输送入污泥造粒装置，制成的比表面积更大的污泥颗粒，污泥颗粒平均粒径4. 1mm。污泥颗粒在热能干化间进一步干化，用于干化的烟气温度为600°C，干化后污泥颗粒含水率降至26. m。之后污泥颗粒送入污泥造粉设备进行处理，制成的污泥粉含水率进一步降低至 5. 7%。最终，最终进入污泥焚烧炉进行焚烧，焚烧产生的高温烟气再导入废热干化装置对污泥进行干化。整个处置过程中产生的废水收集送入废水处理装置进行处理，排出的烟气导入烟气处理装置处理。
权利要求
1. 一种高热值剩余污泥处置方法，其特征在于，具体包括下列步骤将待处理含水率为80%-90%的剩余污泥送入板框压滤水机，在23MPa-45MPa的紧压压力下进行脱水，得到的压滤脱水污泥饼，污泥含水率降至45%-55%，产生的废水导入废水处理装置处理；将上述步骤制得的泥饼送入污泥造粒装置，在常温下破碎成粒径约为3-5mm的粗颗粒，备用；污泥颗粒在热能干化间进一步干化，将污泥焚烧炉中排放的温度为300-600°C的高温烟气导入废热干化装置，利用高温烟气所携带的大量热能对污泥颗粒进行干化，干化时间为2-lOmin，干化后污泥颗粒含水率降至20%_40%，排出的烟气导入烟气处理装置处理；经过干化后的污泥颗粒送入污泥造粉设备进一步处理，采用气流高速碰撞技术，以污泥脱水造粉设备内吸进的大量自然空气为介质，从污泥中解离出大量间隙水、外表水，促使泥粉内部水分快速渗出，处理后污泥粉粒径为150目 300目，含水率为5%-15%;污泥干粉储存在污泥干粉储仓中，污泥粉粒径小，热值为2000-4000大卡喷入污泥焚烧炉中不需或仅需少量燃料即可燃烧，且燃烧完全，焚烧炉内温度800-1000°C，不产生二次污染，焚烧产生的高温烟气再导入废热干化装置对污泥进行干化。
全文摘要
本发明提供一种高热值剩余污泥处置方法，包括以下步骤将待处理含水率为80%-90%的剩余污泥送入板框压滤水机进行脱水得到的压滤脱水污泥饼，将制得的泥饼送入污泥造粒装置，在常温下破碎成粗颗粒，污泥颗粒在热能干化间进一步干化，经过干化后的污泥颗粒送入污泥造粉设备进一步处理，处理后污泥粉粒径为150目~300目，含水率为5%-15%；污泥干粉储存在污泥干粉储仓中，污泥粉粒径小，热值为2000-4000大卡喷入污泥焚烧炉中不需或仅需少量燃料即可燃烧，且燃烧完全，焚烧炉内温度800-1000℃，不产生二次污染，焚烧产生的高温烟气再导入废热干化装置对污泥进行干化。本发明工艺有利于污泥的焚烧处理，同时节省污泥干化的能耗，将剩余污泥妥善的处理，避免对环境造成二次污染。
文档编号C02F11/12GK102183027SQ20111005732
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者何永峰, 姜长禄, 徐贵林, 段旭琴, 洪晨, 邢奕 申请人:北京科技大学