本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种城市生活污水厂污泥直接焚烧处理方法以及污泥处理装置。
背景技术：
随着城市生活污水厂污泥的增多，我国越来越重视其无害化处理工作。污泥焚烧是目前污泥无害化处理中最彻底的处理手段，其中利用污泥本身热值自持燃烧是污泥焚烧技术中较为先进的技术，该技术投资和处理成本低，处理工艺简单，污泥处理后减量最大。要想达到污泥利用本身热值自持燃烧的目的，改善污泥的燃烧性能，必须要对污水厂含水率85％左右的脱水污泥进行干化处理。
目前国内污泥直接燃烧采用的多是流化床焚烧炉，而流化床焚烧炉对污泥的进料形态要求为均匀细颗粒状。为了使进炉污泥达到适应流化床焚烧炉的均匀细颗粒状，目前采用的措施是对脱水污泥进行压干和干化到含水率20％左右或者甚至更低，后进行污泥造粒后再进炉焚烧。这种低含水率的污泥在贮存和输送过程中极易发生粉尘爆炸，成为污泥处理厂中极不安全的因素，故而以往的污泥处理工艺中，采取了多种措施来消除污泥粉尘爆炸的不安全因素，例如在污泥干化系统中充入惰性气体等；此外，当污泥含水率在20％左右的时候，污泥本身的可燃性较低，需要适当添加部分辅助燃料才能充分燃烧；故采用以往流化床焚烧炉处理污泥其处理工艺的复杂性和投资运行成本均很高。
技术实现要素：
为了解决以往流化床焚烧炉处理污泥其处理工艺的复杂性和投资运行成本高的问题，本发明提供了一种城市生活污水厂污泥直接焚烧处理方法。
为实现上述目的，本发明的城市生活污水厂污泥直接焚烧处理方法包括以下步骤：
s1：对脱水污泥进行压榨处理，形成第一阶段污泥；
s2：将第一阶段污泥放入烘干房中进行烘干处理，形成第二阶段污泥；
s3：将第二阶段污泥运输到焚烧炉内进行焚烧处理。
进一步的，焚烧炉为回转窑焚烧炉或流化床焚烧炉；当焚烧炉为回转窑焚烧炉时，经烘干后形成的第二阶段污泥直接运输到回转窑焚烧炉进行焚烧处理；当焚烧炉为流化床焚烧炉时，在s2步骤中，经烘干后形成的第二阶段污泥经过污泥造粒装置处理并形成粒状污泥后再进入流化床焚烧炉进行焚烧处理。
进一步的，第一阶段污泥含水率为50％～65％。
进一步的，第二阶段污泥的含水率为30％～45％。
进一步的，烘干房的烘干温度为80℃～120℃。
进一步的，第三步骤中的运输为保温运输，污泥在进入焚烧炉前的温度不低于70℃。
本发明还提供了一种污泥处理装置，包括依次连接的压干机、烘干房和焚烧炉，压干机设置有压干机进料口和压干机出料口，烘干房设置有烘干房进料口、烘干房出料口、烘干房废气出口、烘干房排水口和烘干室，焚烧炉设置有焚烧炉进料口、焚烧炉出料口、焚烧炉送风装置和焚烧炉尾气出口，烘干房与焚烧炉之间设置有保温传送装置。
进一步的，污泥处理装置还包括冷凝器，烘干房的废气出口与冷凝器连接，冷凝器设置有冷凝器废气出口和冷凝器废水出口，冷凝器废气出口与焚烧炉送风装置连接。
进一步的，污泥处理装置还包括余热锅炉，焚烧炉尾气出口与余热锅炉连接，余热锅炉的蒸汽出口与烘干房的烘干室连接，烘干房排水口与余热锅炉的进水口连接。
进一步的，烘干房还设置有太阳能辅助加热装置。
进一步的，焚烧炉为回转窑焚烧炉或流化床焚烧炉；当焚烧炉为流化床焚烧炉时，烘干房的烘干室内设置有污泥造粒装置。
本发明产生的有益效果是，通过首先对脱水污泥进行压榨处理，形成第一阶段污泥，正常污泥中含水率80％以上，通过压榨处理，能够快速的排出部分污泥的水分，降低污泥含水率，为整个污泥的处理提高了效率；其次将第一阶段污泥放入烘干房中进行烘干处理，形成第二阶段污泥，此时对压榨后的污泥进行烘干，进一步排除了污泥中的水分，提高污泥的自持燃烧性，特别是采用低温烘干技术，让污泥中可燃物质都能保留下来，为后续的自持燃烧提供基础；最后将第二阶段污泥运输到焚烧炉内进行焚烧处理。由于采用了污泥低温烘干技术及保证污泥进焚烧炉前的适当含水率及适合多种炉型的污泥形态，所以本发明对各种炉型的适应性更强，污泥燃烧更加充分且无害化更彻底。另外，在污泥的贮存和输送过程中，由于污泥含水率较高，彻底避免了产生粉尘爆炸的安全问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。
图1为本发明污泥处理装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。
本发明提供的一种城市生活污水厂污泥直接焚烧处理方法，包括以下步骤：
s1：对脱水污泥进行压榨处理，形成第一阶段污泥；
s2：将第一阶段污泥放入烘干房中进行烘干处理，形成第二阶段污泥；
s3：将第二阶段污泥运输到焚烧炉内进行焚烧处理；
在本发明的首选实施例中，通过对重庆某城市生活污水处理厂每年近十万吨的污泥进行处理。首先对脱水污泥进行压榨处理，形成第一阶段污泥，正常污泥中含水率80％以上，通过压榨处理，能够快速的排出部分污泥的水分，降低污泥含水率，为整个污泥的处理提高了效率。在本首选实施例中优选地采用螺压机进行压榨，最终形成截面积约0.04平方米、厚度约0.015m的饼状污泥，通过传统的重量法测量污泥的含水率，由于压榨方式和测量方式都采用本领域技术人员的常规技术手段，所以在此不作详细描述。然后将第一阶段污泥放入烘干房中进行烘干处理，形成第二阶段污泥，此时对压榨后的污泥进行烘干，进一步排除了污泥中的水分，提高污泥的自持燃烧性，特别是采用低温烘干技术，让污泥中可燃物质都能保留下来，为后续的自持燃烧提供基础。最后将第二阶段污泥运输到焚烧炉进行焚烧处理。在本首选实施例中，将第二阶段处理后的污泥运输到回转窑焚烧炉内进行焚烧处理，因为回转窑炉内温度高于以往流化床焚烧炉的温度，能够帮助污泥自持燃烧，并有效地去除二恶英。通过上述步骤对污泥进行处理，其工艺流程简单，解决了以往流化床焚烧炉处理污泥其处理工艺的复杂性和投资运行成本高的问题。此外，在污泥的贮存和输送过程中，由于污泥含水率较高，彻底避免了产生粉尘爆炸的安全问题。
为了进一步提高效率和降低成本，在本首选实施例中，第一阶段污泥含水率为50％～65％；当对含水率80％的污泥进行压榨到含水率50％～65％，其成本相对较低，在本首选实施例中，采用螺压机进行压干，分离每吨水的成本为4元，有效的降低了成本；在本首选实施例中将第二阶段污泥的含水率控制在30％～45％，既能保证污泥在不加任何燃料的前提下自持燃烧，又能消除污泥干化后在运输、储存过程中产生粉尘爆炸的危险。
进一步的，为了污泥的自持燃烧，使污泥在干化过程中的热值损失最少，烘干房的烘干温度为80℃～120℃。在此温度下，避免了部分有机物的分解碳化，例如环烷烃类挥发的温度为250-300℃，含氮化合物类、胺类、肟类挥发的温度为200-300℃，醇类、醚类、脂肪酮类、酰胺类腈类等的挥发温度均在300℃以上；将这些有机物保留在污泥中，有利于后续污泥的自持燃烧，同时这些有机物分解时还会产生刺激性气味，在低温环境下，让其继续保留在污泥中，也避免了刺激性气味的产生，提高了环境质量。
进一步的，为了防止热能损失，便于污泥的燃烧，s3步骤中的运输为保温运输，第二阶段污泥在进入回转窑前的温度不低于70℃；在本首选实施例中，采用管道将第二阶段污泥运输到回转窑内进行焚烧处理，通过在管道外加上保温棉的方式对第二阶段污泥的运输过程进行保温，当第二阶段污泥进入回转窑的温度较低时，其燃烧不充分，需要延长延烧时间，降低了效率，在本首选实施例中，第二阶段污泥在进入回转窑前的温度不低于70℃。
如图1所示的是本首选实施例中采用的一种污泥处理装置，包括依次连接的压干机1、烘干房2和回转窑3。压干机1设置有压干机进料口101和压干机出料口102，烘干房2设置有烘干房进料口201、烘干房出料口202、烘干房废气出口204、烘干房排水口203和位于烘干房内的烘干室。回转窑3设置有回转窑进料口301、回转窑出料口302、回转窑送风装置304和回转窑尾气出口303，烘干房2与回转窑3之间设置有保温传送装置5。
在本首选实施例中，压干机1与烘干房2通过管路连接，同时烘干房2与回转窑3进行管路连接，其中保温传送装置5为在外面设置有保温棉的管路，通过上述设置与连接，让污泥低温处理形成标准化和模块化，进一步降低了整个污泥处理工艺的复杂性和投资运行成本高的问题。
为了对低温烘干污泥中产生的气体进行处理，本首选实施例中还包括冷凝器4，烘干房的废气出口204与冷凝器4连接，冷凝器4设置有冷凝器废气出口401和冷凝器废水出口(图中未画出)。如果冷凝器未凝结的废气直接排到空气中时，由于里面含有部分有毒物质，例如硫化氢等，造成对空气的污染，因此在本首选实施例中，冷凝器废气出口401与回转窑送风装置304连接，将不凝结的气体直接输入到回转窑送风装置304中，再送入回转窑内进行燃烧。
为了对整个污泥处理中产生的热量进行合理利用，降低污泥处理成本，在本首选实施例中还包括余热锅炉6，回转窑尾气出口303与余热锅炉6连接，将回转窑内的尾气引入到余热锅炉6内，进行二次燃烧或者直接对水加热成蒸汽，在本首选实施例中，将加热后的蒸汽通过余热锅炉6的蒸汽出口601与烘干房的烘干室连接，蒸汽进入烘干房内帮助污泥烘干，减少了烘干房的加热成本；此外，将烘干房排水口203与余热锅炉的进水口602连接，可以对烘干房内凝结的水再次利用起来，进入余热锅炉成为蒸汽，继而对烘干房提供热源，降低了整个污泥处理装置的成本。
为了进一步节约成本，在本首选实施例中烘干房2还设置有太阳能辅助加热装置(图中未画出)，通过太阳能加热，帮助烘干房内的污泥干化，节约能源。
通过上述可知，本首选实施例首先对污泥进行压榨处理，形成第一阶段污泥，为整个污泥干化提供基础，也提供了效率，在压榨前污泥的含水率为80％以上，在本首选实施例中，压榨后含水率60％～65％；其次将第一阶段污泥放入烘干房中进行烘干处理，形成第二阶段污泥，此时对压榨后的污泥进行烘干，进一步排除了污泥中的水分，提高污泥的自持燃烧性。在本首选实施例中，采用低温烘干技术，烘干房的烘干温度为80℃～120℃，如此设置既能保证污泥的自持燃烧，使污泥在干化过程中的热值损失最少，第二阶段污泥的含水率烘干后30％～45％，既能保证污泥在不加任何燃料的前提下自持燃烧，又能消除污泥干化后在运输、储存过程中产生粉尘爆炸的危险。最后将第二阶段污泥运输到回转窑内进行焚烧处理，因为回转窑炉内温度高于以往流化床焚烧炉的温度，使污泥无害化更彻底。通过上述步骤对污泥进行处理，其工艺流程简单，解决了现有流化床焚烧炉处理污泥其处理工艺的复杂性和投资运行成本高的问题。
此外，为了为了防止热能损失，便于污泥的燃烧，本发明中将烘干房到回转窑焚烧炉之间的传递设置为保温传递；此外，为了合理利用热媒，降低整个装置的成本，在回转窑焚烧炉后面还连接有余热锅炉，将余热锅炉内的蒸汽导入到烘干房内对污泥进行烘干，提高了整个装置的热媒利用率等。
由于上述污泥直接焚烧处理过程中，将第二阶段污泥的含水率控制在30％～45％，即使将第二阶段污泥颗粒化，也不会出现粉尘爆炸危险，因此焚烧炉可选择地还可以采用流化床焚烧炉。
在另一实施例中，为了让本发明首选实施例中经过低温烘干的第二阶段污泥能够适应流化床焚烧炉，可以对该首选实施例中的烘干室进行改造，使得烘干室中设置有污泥造粒装置，从而将s2步骤中的第二阶段污泥粉碎成颗粒状。由于污泥造粒装置采用的是本领域技术人员所熟知的造粒装置，所以在此不对其详细描述。如图1所示(相同的数字标记代表相同或对应的内容)，本发明另一实施例的污泥处理装置，包括依次连接的压干机1、烘干房2和流化床焚烧炉3，所述压干机1设置有压干机进料口101和压干机出料口102，烘干房2设置有烘干房进料口201、烘干房出料口202、烘干房废气出口204、烘干房排水口203和烘干室，烘干室内设置有污泥造粒装置，流化床焚烧炉3设置有流化床焚烧炉进料口301、流化床焚烧炉出料口302、流化床焚烧炉送风装置304和流化床焚烧炉尾气出口303，所述烘干房2与流化床焚烧炉3之间设置有保温传送装置5。
另一实施例中污泥处理方法其具体实施方式为：第一阶段与该首选实施例相同，在第二阶段中，烘干室内还设置有污泥造粒装置，当污泥经低温烘干后，第二阶段污泥经过污泥造粒装置粉碎成颗粒状(直径约10mm颗粒)的污泥，由于此时污泥的含水率控制在30％～45％中，所以不会产生粉尘，接着对粉碎后的污泥经过保温传送装置输送到流化床焚烧炉内进行焚烧处理；颗粒状的污泥进入流化床焚烧炉焚烧与现有方式相同，但因其含水率大，同时在低温烘干阶段(烘干温度与该首选实施例相同，为80℃～120℃)部分有机物并未分解碳化，所以在另一实施例中，污泥同样能够自持燃烧，相对现有流化床焚烧炉处理污泥的方式，其处理工艺的简单、投资运行成本低。
由于采用了污泥低温烘干技术及保证污泥进焚烧炉前的适当含水率及适合多种炉型的污泥形态，所以本发明对各种炉型的适应性更强，污泥燃烧更加充分且无害化更彻底。另外，在污泥的贮存和输送过程中，由于污泥含水率较高，彻底避免了产生粉尘爆炸的安全问题。
上述具体实施例仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。