申请日2015.12.25
公开(公告)日2016.03.16
IPC分类号C02F11/16; F23G7/00
摘要
本发明涉及一种生物污泥无害化、资源化处理方法。一种生物污泥干化和焚烧循环处理方法，包括：1)污泥干化处理过程，将生物污泥添加回流干化污泥，充分搅拌然后送入回转式污泥干化机中进行干化处理;2)干化污泥焚烧处理过程，将干化处理后的部分干化污泥过筛，送入沸腾式污泥焚烧炉焚烧，焚烧产生的高温烟气直接引入回转式污泥干化机中干化处理混合污泥;焚烧污泥和干化污泥产生的废气引进废气洗涤塔，经洗涤处理后的废气回流引入沸腾式污泥焚烧炉焚烧，剩余废气经无害化处理;3)上述生物污泥干化处理过程和干化污泥焚烧处理过程同时进行，连续不断循环。生物污泥干化和焚烧循环处理成套设备包括回转式污泥干化机以及沸腾式污泥焚烧炉。
摘要附图
权利要求书
1.一种生物污泥干化和焚烧循环处理方法，其特征在于，包括工艺过程如下：
1)污泥干化处理
将含水率为78～82%的生物污泥添加生物污泥重量1.2～1.5倍的回流干化污泥，充分搅拌，得到含水率为38～42%的混合污泥，然后送入回转式污泥干化机中进行干化处理;
2)干化污泥焚烧处理
将干化处理后的50～60%干化污泥过筛，过筛后的干化污泥送入沸腾式污泥焚烧炉焚烧，焚烧产生的高温烟气直接引入回转式污泥干化机中干化处理混合污泥;
利用引风机将回转式污泥干化机中焚烧污泥和干化污泥产生的废气引进废气洗涤塔，经洗涤处理后80～85%的废气回流引入沸腾式污泥焚烧炉焚烧，剩余废气经无害化处理达标排放;
3)上述生物污泥干化处理过程和干化污泥焚烧处理过程同时进行，连续不断循环。
2.根据权利要求1所述的生物污泥干化和焚烧循环处理方法，其特征在于：污泥干化处理过程中，通过控制污泥干化机进料速度、干化机转速和焚烧炉产生的高温烟气温度，三者有机结合，控制干化污泥出料温度和出料含水率，干化污泥出料温度控制在80～100度，出料含水率15～20%，经降温散发水分，得到含水率为8～12%的干化污泥。
3.根据权利要求1所述的生物污泥干化和焚烧循环处理方法，其特征在于：包括生物污泥加工处理过程，将焚烧处理剩余的40～50%干化污泥添加22～28%的含水率78～82%生物污泥，充分搅拌得到含水率为25～30%的混合污泥，然后采用污泥造粒机将所述混合污泥加工成生物质燃料颗粒或有机肥颗粒。
4.根据权利要求1、2或3所述的生物污泥干化和焚烧循环处理方法，其特征在于：将干化污泥过筛处理，得到粒径为0.5～8mm的干化污泥，然后送入沸腾式污泥焚烧炉焚烧，干化污泥焚烧温度950～1050度。
5.根据权利要求1、2或3所述的生物污泥干化和焚烧循环处理方法，其特征是：在全封闭的污泥储存池和干湿污泥混合搅拌车间设有抽风装置，将臭气引入沸腾式污泥焚烧炉送风系统送入沸腾式污泥焚烧炉焚烧;
生物污泥加工处理过程中，得到的生物质燃料颗粒或有机肥颗粒可以进一步采用螺旋式碳化机将颗粒碳化成活性炭颗粒，碳化产生的挥发气体经冷却装置降温回收生物质燃油销售或引入沸腾式污泥焚烧炉中助燃焚烧干化污泥。
6.一种生物污泥干化和焚烧循环处理成套设备，包括回转式污泥干化机以及沸腾式污泥焚烧炉，其特征是：所述回转式污泥干化机，与广泛应用在水泥、洗煤等行业的回转式干化机不同之处在于，在回转筒(8)内设有筛网状内筒(5)，筛网状内筒后部设有半干化污泥粉碎装置(14);所述回转式污泥干化机的回转筒(8)入口连通沸腾式污泥焚烧炉的高温烟气出口，回转筒(8)后端上部设有废气出口(11)，所述废气出口(11)通过管道引入沸腾式污泥焚烧炉的送风系统;回转筒(8)前端内的筛网状内筒(5)入口连通混合污泥进料斗(3)，回转筒(8)后端下部设有干化污泥出口(12)。
7.根据权利要求6所述的生物污泥干化和焚烧循环处理成套设备，其特征是：回转筒内的筛网状内筒直径是回转筒直径的40～50%，长度是回转筒长度的80～90%，网格钢筋直径4～6mm，正方形网格边长30～40mm;筛网状内筒上设有二次扬料板(10)，所述二次扬料板长度与内筒长度一致，宽度200～250mm，厚度4～6mm。
8.根据权利要求6或7所述的生物污泥干化和焚烧循环处理成套设备，其特征是：所述沸腾式污泥焚烧炉，与广泛应用在水泥、洗煤等行业的沸腾炉不同之处在于，设有两套燃料进料系统，一套常规燃料进料系统进料干化污泥，一套备用燃料进料系统进料煤炭，以防干化污泥燃烧值低于2500千卡/公斤时，因操作不当炉温下降及时采用备用燃料纠错。
9.根据权利要求6或7所述的生物污泥干化和焚烧循环处理成套设备，其特征是：回转筒内筛网状内筒后部的半干化污泥粉碎装置(14)，利用小滚筒重力轧碾回转筒内壁底部的半干化污泥使其达到粉末状态;所述粉碎装置上的小滚筒直径300～400mm,长度800～1000mm，筒壁厚度10～12mm，粉碎装置上的小滚筒不随回转筒转动，始终保持在回转筒内壁底部轧碾不断向干化污泥出口移动的半干化污泥。
说明书
生物污泥干化和焚烧循环处理方法及其成套设备
技术领域
本发明涉及一种生物污泥无害化、资源化处理方法，尤其是涉及一种生物污泥干化和焚烧循环处理方法，以及实现该方法的成套设备。
背景技术
据住房和城乡建设部通报，截至2014年3月底，全国设市城市、县累计建成污水处理厂3622座，污水处理能力约1.53亿立方米/日，生物污泥(污水处理厂处理污水产生的污泥，经过脱水处理后含水率80%左右，生物污泥粘度特别大，再脱水比较困难)产生量4000多万吨/年，有80%的污泥没有安全处理，因为大部分污水处理厂没有配套污泥处理设施。国务院发布的“水十条”明确规定：“现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造，地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上”。地方政府环保部门相继开通了举报热线加强了行政执法，我公司试验污泥处理设备的两个污水处理厂因乱倒污泥遭到罚款，没有办法只有将污泥在厂内晾晒后填埋。北京青年报2015年7月6日报道：“北京大量污泥包围污水处理厂，从今年开始，本市禁止污泥外运河北等地，但是大部分污水处理厂没有污泥处理配套设施，已经建成的项目又不能有效发挥作用，污泥只能被堆放在污水处理厂内，臭气熏天，并滋生了大量蚊蝇”。中央和地方政府加大污泥治理力度，逼迫污水处理厂配套污泥处理设施。
国务院《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》中污泥处理处置技术要求：“鼓励将污泥经厌氧消化产沼气或好氧发酵处理后严格按国家标准进行土壤改良、园林绿化等土地利用，不具备土地利用条件的，可在污泥干化后与水泥厂、燃煤电厂等协同处置或焚烧;作为近期的过渡处理处置方式，可将污泥深度脱水石灰稳定后进行填埋处置”。由于厌氧消化处理技术还不完善引进国外技术的示范项目相继停产，好氧堆肥处理臭气污染环境选址困难，污泥干化+焚烧和深度脱水石灰稳定+填埋处理成为主流。由于污泥干化+焚烧处理费用高达270～530元/吨，当地政府部门难以承受，更多的小城市、县更喜欢便宜的石灰调质深度脱水+填埋处理方法，处理费110～150元/吨。虽然石灰调质深度脱水+填埋处理是我国目前污泥处理的重要方式，但这只是一个临时过度的处理方式，随着对其弊端的深入了解选用的态度越来越谨慎。
我国城市污水处理厂产生的生物污泥，由于分别收集污水和雨水渠道严密程度的不同，污泥干基燃烧值在1500～3500千卡/公斤，均值2680千卡/公斤。目前，国内外生物污泥焚烧处理是含水率30～45%的半干化污泥和含水率78～82%的脱水污泥，生物污泥中较高的含水率燃烧时消耗大量热能，需要添加大量的煤炭、天然气等燃料助燃。广泛应用在水泥、洗煤等行业的沸腾炉可以焚烧1500～2000千卡/公斤的劣质煤、煤矸石，用沸腾炉焚烧处理含水率8～12%的干化污泥(与煤炭含水率相同)不添加燃料助燃将会实现。
发明内容
本发明针对当前生物污泥处理技术的不足，提出了一种生物污泥干化和焚烧循环处理方法及实现该方法的成套设备--;利用焚烧处理干化污泥产生的热源干化处理生物污泥，污泥干化后再焚烧连续循环处理;利用焚烧处理剩余的干化污泥添加生物污泥加工生物质燃料、有机肥或活性炭。
本发明所采用的技术方案：
一种生物污泥干化和焚烧循环处理方法，包括工艺过程如下：
1)污泥干化处理
将含水率为78～82%的生物污泥添加生物污泥重量1.2～1.5倍的回流干化污泥，充分搅拌，得到含水率为38～42%的混合污泥，然后送入回转式污泥干化机中进行干化处理;
2)干化污泥焚烧处理
将干化处理后的50～60%干化污泥过筛，过筛后的干化污泥送入沸腾式污泥焚烧炉焚烧，焚烧产生的高温烟气直接引入回转式污泥干化机中干化处理混合污泥;
干化污泥焚烧后得到的污泥焚烧灰可以直接销售;干化污泥焚烧处理过程中，利用引风机将回转式污泥干化机中焚烧污泥和干化污泥产生的废气引进废气洗涤塔，经洗涤处理后80～85%的废气回流引入沸腾式污泥焚烧炉焚烧，剩余废气经无害化处理达标排放;
3)上述生物污泥干化处理过程和干化污泥焚烧处理过程同时进行，连续不断循环。
所述的生物污泥干化和焚烧循环处理方法，污泥干化处理过程中，通过控制污泥干化机进料速度、干化机转速和焚烧炉产生的高温烟气温度，三者有机结合，控制干化污泥出料温度和出料含水率，干化污泥出料温度控制在80～100度，出料含水率15～20%，经降温散发水分，得到含水率为8～12%的干化污泥。
所述的生物污泥干化和焚烧循环处理方法，包括生物污泥加工处理过程，将焚烧处理剩余的40～50%的干化污泥添加22～28%的含水率78～82%生物污泥，充分搅拌得到含水率为25～30%的混合污泥，然后采用污泥造粒机将所述混合污泥加工成生物质燃料颗粒或有机肥颗粒。
所述的生物污泥干化和焚烧循环处理方法，将干化污泥过筛处理，得到粒径为0.5～8mm的干化污泥，然后送入沸腾式污泥焚烧炉焚烧，干化污泥焚烧温度950～1050度。
所述的生物污泥干化和焚烧循环处理方法，在全封闭的污泥储存池和干湿污泥混合搅拌车间设有抽风装置，将臭气引入沸腾式污泥焚烧炉送风系统送入沸腾式污泥焚烧炉焚烧;生物污泥加工处理过程中，得到的生物质燃料颗粒或有机肥颗粒可以进一步采用螺旋式碳化机将颗粒碳化成活性炭颗粒，碳化产生的挥发气体经冷却装置降温回收生物质燃油销售或引入沸腾式污泥焚烧炉中助燃焚烧干化污泥。
一种生物污泥干化和焚烧循环处理成套设备，包括回转式污泥干化机以及沸腾式污泥焚烧炉，所述回转式污泥干化机，与广泛应用在水泥、洗煤等行业的回转式干化机不同之处在于，在回转筒(8)内设有筛网状内筒(5)，筛网状内筒后部设有半干化污泥粉碎装置(14);所述回转式污泥干化机的回转筒(8)入口连通沸腾式污泥焚烧炉的高温烟气出口，回转筒(8)后端上部设有废气出口(11)，所述废气出口(11)通过管道引入沸腾式污泥焚烧炉的送风系统;回转筒(8)前端内的筛网状内筒(5)入口连通混合污泥进料斗(3)，回转筒(8)后端下部设有干化污泥出口(12)。
所述的生物污泥干化和焚烧循环处理成套设备，回转筒内的筛网状内筒直径是回转筒直径的40～50%，长度是回转筒长度的80～90%，网格钢筋直径4～6mm，正方形网格边长30～40mm;筛网状内筒上设有二次扬料板(10)，所述二次扬料板长度与内筒长度一致，宽度200～250mm，厚度4～6mm。
所述的生物污泥干化和焚烧循环处理成套设备，所述沸腾式污泥焚烧炉，与广泛应用在水泥、洗煤等行业的沸腾炉不同之处在于，设有两套燃料进料系统，一套常规燃料进料系统进料干化污泥，一套备用燃料进料系统进料煤炭，以防干化污泥燃烧值低于2500千卡/公斤时，因操作不当炉温下降及时采用备用燃料纠错。
所述的生物污泥干化和焚烧循环处理成套设备，回转筒内筛网状内筒后部的半干化污泥粉碎装置(14)，利用小滚筒重力轧碾回转筒内壁底部的半干化污泥使其达到粉末状态;所述粉碎装置上的小滚筒直径300～400mm,长度800～1000mm，筒壁厚度10～12mm，粉碎装置上的小滚筒不随回转筒转动，始终保持在回转筒内壁底部轧碾不断向干化污泥出口移动的半干化污泥。
本发明的有益效果：
1、本发明生物污泥干化和焚烧循环处理方法，处理彻底，环保安全性高。焚烧干化污泥产生的恶二英仅为焚烧生活垃圾产生的24～28%，治理焚烧生活垃圾污染都能达标，治理焚烧污泥污染更容易达标。
2、本发明生物污泥干化和焚烧循环处理方法，处理生物污泥速度特别快，处理规模巨大，能达到万吨/天级别，适合大型生活污水处理厂产生的生物污泥厂内处理，或数个中小型生活污水处理厂产生的生物污泥集中处理，是快速治理生物污泥污染最有效的方法。
3、本发明生物污泥干化和焚烧循环处理方法，污泥处理工程投资费用是现有污泥干化+焚烧处理工程投资费用的10～15%，日常运营费用是现有污泥干化+焚烧日常运营费用的7～13%，大大节省了工程投资费用和污泥处理费用。
4、本发明利用焚烧处理干化污泥产生的热源干化处理生物污泥，污泥干化后再焚烧连续循环处理，利用焚烧处理剩余的干化污泥添生物污泥加工生物质燃料、有机肥或活性炭，使有害的生物污泥变成原料资源和替代能源，为社会创造巨大的经济效益和社会效益。
5、本发明生物污泥干化和焚烧循环处理方法，适用范围广泛。适合处理城市生活垃圾、餐厨垃圾、楼房化粪池污泥、工业污泥、养殖场粪便污泥等，是各种垃圾最环保、最安全、最快捷、最便宜的处理方法。
6、本发明技术成熟、操作简单，回转式干化机+沸腾炉机组广泛应用于水泥、洗煤等行业，本发明将处理工艺和处理设备创新性改革应用到污泥处理和垃圾处理行业，处理工艺和处理设备简单易行，处理生物污泥市场空间巨大，工程建设周期短、技术普及速度快
