本发明涉及一种污泥碳化土壤治理工艺，属于环境保护治理技术领域和污染土壤治理技术领域，尤其利用城市污水污泥制作活性炭治理污染土壤工艺。
背景技术：
在城市不断发展过程中，城市污水产量在不断增加，目前全国各大城市的污水处置量都在进行爆发式的增长，国内目前大规模污水处理厂采用的主要工艺是活性污泥工艺。因此在污水处理的过程中必然产生剩余污泥，随着污水处理行业的不断发展和环保要求的不断提高，目前污水处理厂产生的剩余污泥已经是污水处理行业面临的另一个重大难题和挑战。
随着大工业化的发展，目前国内多次调查显示土壤受污染承度在不断的提高，受污染面积在不断的增加，而且污染土壤治理工作还未取得相关突破，目前国内污染土壤治理主要采用物理吸附、转移治理为主。
针对污水处理行业出现的污泥难题，主要考虑的是将污泥进行减量、无害化处理，比如填埋、堆肥、焚烧，暂时还没有相关技术可以将污泥形成新的产品用于其他污染治理，形成以污染治理污染的技术工艺。针对这样的问题，并考虑到污泥可制作产品的可能性，提出来了污泥碳化制作类似活性炭颗粒物，并将该物质用于污染土壤治理，最终产物用于焚烧发挥最终价值，形成以污染治理污染的工艺技术，实现污泥最大价值化利用。这样即达到了污泥污染的治理目的，同时又实现了污染土壤治理的目的。
技术实现要素：
本发明目的是，提供一种城市生活污水活性污泥处理、剩余污泥制粒碳化、污染土壤治理、污泥焚烧等综合性城市污水污泥处理污染土壤治理工艺。通过污泥碳化技术与污染土壤技术的结合，实现了污水处理厂污泥无害化、稳定化、减量化、资源化的处置目标，同时通过污泥碳化制粒技术开发二次产品，并将该产品用于污染土壤治理，实现了污泥的价值提高，不仅仅是作为一种污染处理，还可以作为新的污染治理材料，使一个污染转变为一种污染治理产品。最终将治理污染后的污泥颗粒物用于电厂焚烧，彻底解决污泥本体污染及吸附的土壤污染最终无害化处理。本发明方案最终形成一套以污染治理污染的新的污泥处理工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种污泥碳化污染土壤治理工艺，采用污泥碳化处理加污染土壤治理技术工艺，其特征是采取以下工艺步骤：
(1)生活废水处理的活性污泥处理工艺中，从二沉池后获得含水率95.5-97％污泥进入污泥储存池，通过脱水装置将含水率降至80-82％以内的可流动性污泥；污水处理厂都是按照80％污泥计算，实际上可能会有2-3％的误差；
(2)含水率80％污泥通过螺杆泵高压推送并通过造粒装置，造粒后形成喷射散粒装进入热解装置即污泥碳化装置；
(3)污泥在碳化装置内通过密闭环境，热解装置采用中温热解技术污泥碳化；热解装置温度范围400-600℃；
(4)污泥通过热解装置处理后形成比表面积可达到500m2/g左右的类活性炭颗粒物。
(5)污泥形成类活性炭颗粒物即碳化污泥颗粒后用于污染土壤的治理工程，将炭化污泥颗粒在污染土壤中制作成过滤条，分段埋在污染土壤中，通过水流洗涤作用，带动污染土壤中污染物流动，通过碳化污泥颗粒，使污染物被碳化污泥颗粒吸附。主要是使用污泥颗粒的吸附作用将土壤中的可移动污染吸附吸收，然后通过取出污泥颗粒将土壤中污染带走，形成污染土壤治理作用。
(6)从土壤中取出的吸附污染物的碳污泥颗粒送至发电厂进行焚烧处理，处理后的残渣可用于建材辅料，通过焚烧高温固化土壤中污染物。
污泥在碳化装置中形成高孔隙度的碳化污泥颗粒。高孔隙度的碳化污泥颗粒具有较高的吸附作用，具有类似活性炭的吸附特性，可以将该类颗粒物用在污染土壤治理工艺中替代活性炭的吸附功能。将碳化污泥颗粒预埋在污染土壤中，形成分割条，然后通过水流作用，将土壤中的污染物洗涤进入颗粒物中，由碳化污泥颗粒富集吸收，一段时间后取出碳化污泥颗粒条更换新的碳化污泥颗粒条，直到土壤中相关污染物浓度降低达标为止。更换的碳化污泥颗粒因为已经碳化具有较好的燃烧性能，因此可以将更换的碳化污泥颗粒用于燃煤发电厂的辅助燃料，通过电厂的高温燃烧，可以将吸附的污染物燃烧固化，避免了污染物的二次污染，碳化污泥颗粒本身通过燃烧转换成二氧化碳等常规物质。因此该工艺是一套完整的能够彻底解决污水处理厂污泥处置问题和土壤污染问题的双重效果的污泥处置工艺。
发明是一种利用污泥制作活性炭治理污染土壤工艺，增加污泥造粒、碳化、污染土壤治理、碳化污泥焚烧等工艺系统，形成污泥处理和污染土壤治理的一整套污泥处理处置工艺，是一种污泥减量化、稳定化、无害化、资源化处理的工艺，是一种协同污染土壤治理的工艺。经过本发明工艺处理的污泥可以形成污染土壤治理的有效材料，而且用于土壤治理后的残余材料可以用于电厂焚烧处理，产生少量的热值，并形成残渣用于建材辅料，充分实现了污泥处理的无害化、稳定化、减量化、资源化处理目标，而且开发的新的污染治理功能。
本发明通过污泥中温分解作用可以将污泥制作成类活性炭颗粒物，用于污染土壤治理工程中替代价格昂贵的活性炭，即实现了污泥的处理处置也降低了污染土壤治理的成本，通过替代活性炭产生的经济效益，可以有效的降低污泥处理处置的投资建设及运行成本，给污泥处置带来了新的方向。
本发明的有益效果：
1)一种污泥碳化污染土壤治理工艺，利用脱水污泥中温热解技术，实现污泥干燥碳化作用，形成类活性炭颗粒，并可将该类物质使用于污染土壤治理中替代活性炭，降低污染土壤治理成本，同时可以节约污泥处置成本，实现污染治理污染的新路径，最终污染可以作为燃料进入电厂锅炉焚烧，形成的炉渣用于建材辅料。
2)采用中温热解技术，污泥由污水处理厂脱水至含水率80％后可直接通过高压螺杆泵推送，形成颗粒物，无需其他加工工艺，通过中温热解可以形成类活性炭颗粒物材料。
3)污泥类活性炭颗粒物可以用于污染土壤治理，替代活性炭使用，在污染土壤中制作成吸附带，通过定期检测吸附作用进行更换替代，最终形成有效的污染土壤治理效果。
4)从污染土壤中取出的污泥类活性炭颗粒物仍然具有良好的可燃性，可以作为电厂发电燃料混合在电厂燃煤中一同焚烧处置，处置后产的残渣随着电厂粉煤灰作为建筑辅材，形成一整套二次污染处理工艺。
本发明有效利用中温碳化技术将污水处理厂脱水污泥制作成类活性炭物质，使其从一种污染物质转变成了一种可开发利用的污染土壤治理材料，最终仍可作为燃料进行燃烧利用，形成一整套经济有效的污泥处理处置工艺技术。
附图说明
图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图所示，本发明是将污水处理厂产生的80％含水率的污泥通过中温碳化技术形成类活性炭污泥颗粒用于治理污染土壤的技术，并最终将吸附土壤污染物质的类活性炭物质用作电厂辅助燃料燃烧的一整套污泥治理污染土壤治理的综合处置技术。污水处理厂产生的含水率80％污泥通过螺杆泵高压输送，并通过造粒设备将污泥形成颗粒状物质喷射技术中温碳化装置，通过中温碳化装置将污泥颗粒物制作成具有活性炭吸附性能的颗粒物，产生的油水混合物通过冷凝分离作用分别形成冷凝水和油，回收利用。将产生的类活性炭污泥颗粒应用到土壤污染治理中，在污染土壤中将类活性炭污泥颗粒制作成过滤带，通过土壤中水体流动清洗作用，将土壤中的污染物质转移至类活性炭污泥颗粒中，通过类活性炭污泥颗粒的收集治理污染土壤。富集了土壤中污染物的类活性炭污泥颗粒收集后运送至发电厂作为焚烧辅助燃料进行掺烧，掺烧产生的残渣随电厂粉煤灰作为建筑辅材利用，产生的其他物质经过电厂的尾气处理系统处理后达标排放。
本发明工艺路线：
1、含水率80％污泥由污水处理厂运输至专用污泥储存输送设备中。
2、含水率80％通过螺杆泵高压输送并通过造粒设备挤压形成污泥颗粒进入中温碳化装置。
3、污泥颗粒进入中温碳化装置，设备温度控制在400-600℃，经过碳化处置形成类活性炭污泥颗粒、油、水，油水通过冷凝分离作用进行单独分开。
4、将比表面积在500m2/g左右的类活性炭污泥颗粒制作成过滤带，安装在污染土壤中，通过土壤内部水流作用将污染物质转移到污泥颗粒过滤带中，通过不断的吸附富集将污染土壤中的污染物质带出土壤，达到治理污染土壤的目的。
5、吸附了污染土壤中的污染物质的类活性炭污泥颗粒运输至电厂，作为电厂发电的辅助燃料进行燃烧，燃烧后的残渣作为建筑辅材，产生的尾气经过电厂尾气处理系统处理后达标排放。
经过本工艺处理可以彻底解决污水处理厂污泥问题，同时开发出以污染治理污染的办法，合理治理污染土壤，并将最终的污泥颗粒物作为燃料进行燃烧，充分发挥其价值，产生的残渣最为建筑辅料，整个处理过程没有二次污染产生，并形成双污染治理的效果。
实施例
本发明如图所示，本发明为一种污泥碳化土壤治理工艺，可以一次完成城市污水处理厂污泥治理和土壤污染治理的双污染治理。在城市污水处理厂脱水后的含水率80％污泥运输至专用的污泥储存输送装置中，通过配套的螺杆泵高压输送中温碳化装置进口，中温碳化装置进口配备污泥造粒装置，可将含水率80％污泥制作成直径为1-5mm的颗粒物，并喷射进入中温碳化装置，在中温炭化装置内进行碳化作用。
中温碳化装置运行温度在400-600℃，通过碳化作用，污泥转化为具有吸附能力的类活性炭污泥颗粒，经过初步测定，该类活性炭污泥颗粒的比表面积在500m2/g左右，已经达到较好的吸附能力。碳化过程中产生的油水混合物通过冷凝分离作用，分别回收油和水。油可作为有效物质燃烧，水通过处理达标排放。
污泥挤压造粒装置是一种空隙喷射并伴随添加固化剂的装置，让含水率较高的污泥能够固化成球型，实现造粒作用。固化剂指粘合剂，如聚乙烯醇粘稠溶液等。
碳化污泥颗粒用于污染治理中形成深度达到2米的颗粒物条用于土壤中污染吸附：将形成的类活性炭污泥颗粒在污染土壤中制作成两米宽，两米深的过滤带，深度也可根据实际情况进行调整。过滤带布置方向与土壤水量方向布置。通过水流动使污染物质通过类活性炭污泥颗粒过滤带，进行过滤吸附，将土壤中污染物质吸附转移，并定期对过滤带两侧土壤中污染物质进行测定，碳化污泥颗粒用于污染土壤治理更换周期根据连续1周碳化污泥颗粒前后污染物浓度变化差值判断，变化差值小于一定值后即需要更换新的碳化污泥颗粒。
当测定污染浓度仍然超标但是浓度差几乎不变的时候进行过滤带更换，直到测定土壤中污染物质含量达标为止。更换的过滤带进行收集集中储存，达到一定量后运输至电厂。
收集的使用后类活性炭污泥颗粒物掺混到电厂燃煤中作为辅助燃料进行焚烧发电，焚烧产生的残渣跟随电厂粉煤灰作为建筑辅料，产生的尾气经过处理达标排放。
整套工艺系统采用自动化控制，人员需求少。
整套污泥处理工艺不仅污染排放，同时利用污泥特性制作可利用碳化颗粒用于污染土壤治理，形成了一套污染治理污染的双污染治理技术。彻底的解决了污泥问题的同时还协助解决了部分土壤污染的问题。