申请日2012.12.06
公开(公告)日2013.05.08
IPC分类号C02F11/14; F23G7/00
摘要
本发明公开了一种污泥二段式干化焚烧方法，包含如下步骤：改性干化，将制备好的改性剂通过加药装置加入搅拌机，使污泥与改性剂混合均匀，混合均匀后污泥进入改性机构进行改性调理，然后再进入压滤系统进行深度脱水，改性干化后的污泥含水率降至45%～60%;蒸汽干化，干化后的污泥含水率降低至35%;污泥焚烧和烟气净化。“二段式”干化焚烧，不需添加任何辅助燃料;技术先进，占地少，投资成本及运行成本较低;焚烧使污泥的体积减少到最小化，减量化程度最高;850℃以上的高温，杀死病原体，无害化程度最高;污泥焚烧处理速度快，避免了污泥存贮时的二次污染;优异的环保性能，焚烧后灰渣可资源化利用。
权利说明书
1.一种污泥二段式干化焚烧方法，其特征在于包含如下步骤：
第一步：改性干化，将制备好的改性剂通过加药装置加入搅拌机， 使污泥与改性剂混合均匀，混合均匀后污泥进入改性机构进行改性调 理，然后再进入压滤系统进行深度脱水，改性干化后的污泥含水率降 至45%～60%;
第二步：蒸汽干化，将改性干化后的污泥送入蒸汽干化系统进行 蒸汽干化，干化后的污泥含水率降低至35%;
第三步：污泥焚烧，蒸汽干化后的污泥被送入焚烧系统焚烧，焚 烧炉的燃烧室工作温度为850℃-950℃，炉膛出口温度控制在880℃ 左右;焚烧产生的高温烟气进入余热锅炉产生蒸汽用于蒸汽干化系统的 污泥干燥机进行蒸汽干化，同时使烟气温度降低;
第四步：烟气净化，用于蒸汽干化后的烟气被送入烟气净化系统 进行烟气净化处理。
2.根据权利要求1所述的污泥 二段式干化焚烧方法，其特征在 于：所述的改性剂为有机高分子药剂和无机调理剂的混合物，有机高 分子药剂为聚丙烯酰胺，无机调理剂为无机金属盐药剂或者为石灰、 粉煤灰、木屑、硅藻土、烟道灰中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的污泥二段式干化焚烧方法，其特征在 于：所述的有机高分子药剂和无机调理剂的质量百分比为0.7～1：100， 有机高分子药剂投加重量为含水率90%污泥的0.02%～0.03%，无机调理 剂的投加重量为含水率90%污泥的2%～3%。
4.根据权利要求3所述的污泥二段式干化焚烧方法，其特征在于： 所述的适用于城镇生活污泥的改性剂中有机高分子药剂和无机调理剂 的质量百分比为0.7～0.9：100。
5.根据权利要求3所述的污泥二段式干化焚烧方法，其特征在于： 所述的适用于印染污泥的改性剂中有机高分子药剂和无机调理剂的质 量百分比为0.8～1：100。
6.根据权利要求2所述的污泥二段式干化焚烧方法，其特征在于： 所述的无机金属盐药剂是三氯化铁、硫酸铝或聚合氯化铝。
污泥二段式干化焚烧方法
技术领域
本发明涉及污泥治理技术领域，特别涉及一种污泥二段式干化焚 烧方法，该方法适用于城镇污泥、印染污泥、造纸污泥、制药污泥、 化工污泥和生化污泥等领域的污泥处理。
背景技术
污水处理厂产生的污泥含水率高、成分复杂、不稳定、易腐败、有 恶臭，含有大量的有机物和重金属、致病菌和寄生虫(卵)、盐类以及 多氯联苯等有毒有害成分。污泥未经处理或处理不当，极易带来严重的 二次污染和生态环境破坏，污染土壤、水源甚至食物链，在一定程度上 甚至抵消了部分“污染减排”的成果。因此，如何合理有效地处理处置 污水处理厂污泥，已成为城市环境治理需要面对的紧迫问题。
随着我国城城市经济的飞速发展，城镇和工业污水处理率逐年提 高，污泥的产生量急剧增加。目前以含水率80%计，全国年污泥总产生 量已经临近3000万吨。污泥无害化处理及污泥处置水平却难以适应形 势需要，据统计目前全国近80%的污泥没有得到稳定化、无害化处理处 置，造成环境二次污染情况十分严重。污泥问题已得到中央及地方政府 的高度重视，“十二五”期间，中国将建设两三千座污水处理厂，污泥 处理率从现在的10%～20%增加到80%;中央财政将投入1000亿元用于 污水厂的污泥处理，污泥治理将得到快速的发展。
目前，污泥焚烧的处理法是最彻底、最大程度的减容方法。污泥 中含有大量的有机物和一定量的纤维木质素，具有一定的热值。焚烧 法产生的剩余物最少，无异味，可迅速和较大程度的使污泥达到减量 化，燃烧后的灰渣视其具体情况，可作水泥的添加剂、污泥陶粒等建 筑材料。污泥焚烧还可以从烟气余热中获得剩余能量，用来干化污泥。
国内现有污泥焚烧技术方案及其主要缺点如下：
(1)利用热电厂循环流化床锅炉处理污泥。缺点：①污泥处理 量受到限制。由于污泥焚烧产生大量水汽，是烟气量大增，为了使烟 风系统正常运行，只能限制污泥焚烧量。一般污泥焚烧量为锅炉蒸发 量的5%。②烟气排放不能达标。由于热电厂的尾气处理系统是按照 《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-1996)来设计的，而按照 中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家发展和改革 委员会二〇一一年三月《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试 行)》第五章第二节1.6条的规定，污泥焚烧的烟气处理要满足《生 活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485)的规定。
(2)垃圾电厂的循环流化床锅炉来处理污泥。缺点：①污泥处 置大大占用垃圾处理的容量。由于污泥的水分大大高于垃圾水分，同 样重量的污泥产生更多的烟气，这样就使锅炉的垃圾处理量下降。② 严重影响锅炉运行的稳定性。由于中国的垃圾本身热值就偏低，加上 污泥后，平均热值更低，使锅炉运行的气温气压不稳定。
(3)建设污泥焚烧发电项目来处理污泥。缺点：①污泥的干基 低位热值约为2500kcal/kg，没有热值可以用来发电。所发的电是掺 烧燃料的能源转换所得。②虽然污泥得到了处理，但处理装置投资大。
(4)现有的污泥焚烧装置。缺点：①烟气直接干化污泥后焚烧， 因高温烟气与污泥直接接触，产生臭气和有害物质，环保不达标。② 采用蒸汽干化后焚烧，因系统热量不能自平衡，焚烧产生的蒸汽量不 足以完成湿污泥干化，需添加辅助燃料，以热值为5000kcal/kg的原 煤为例，煤的添加量为含水率80%污泥重量的10%，其它辅助燃料以 产生上述相同热量进行计算其添加量，故干化成本非常高。
为了能回收和利用污泥中的能源，出现了一种改进的污泥焚烧技 术，将污泥分为两部分，第一部分污泥与辅助燃料直接进入焚烧炉内 进行燃烧，利用燃烧产生的热量对第二部分污泥进行干化处理。这种 污泥焚烧技术在处理含水率80%及以上的污泥需要添加大量的辅助燃 料煤，耗费了大量资源，加大了运行成本;对含水率80%甚至更高的 的水状稀污泥直接焚烧，对焚烧炉工况不利，上料系统分直接焚烧污 泥、含水率40%干污泥、辅助燃料煤三部分，比较复杂，并且三部分 在炉内的均匀混和及稳定焚烧较难实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有的污泥焚烧技术能耗 大、运行成本高、污泥处理量受限制等问题，提供了一种污泥二段式 干化焚烧方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种污泥二段式干 化焚烧方法，包含如下步骤：
第一步：改性干化，将制备好的改性剂通过加药装置加入搅拌机， 使污泥与改性剂混合均匀，混合均匀后污泥进入改性机构进行改性调 理，然后再进入压滤系统进行深度脱水，改性干化后的污泥含水率降 至45%～60%;
第二步：蒸汽干化，将改性干化后的污泥送入蒸汽干化系统进行 蒸汽干化，干化后的污泥含水率降低至35%;
第三步：污泥焚烧，蒸汽干化后的污泥被送入焚烧系统焚烧，焚 烧炉的燃烧室工作温度为850℃～950℃，炉膛出口温度控制在880 ℃左右;焚烧产生的高温烟气进入余热锅炉产生蒸汽用于蒸汽干化系统 的污泥干燥机进行蒸汽干化，同时使烟气温度降低;
第四步：烟气净化，用于蒸汽干化后的烟气被送入烟气净化系统 进行烟气净化除尘。
所述的改性剂为有机高分子药剂和无机调理剂的混合物，有机高 分子药剂为聚丙烯酰胺，无机调理剂为无机金属盐药剂或者为石灰、 粉煤灰、木屑、硅藻土、烟道灰中的一种或几种。
所述的有机高分子药剂和无机调理剂的质量百分比为0.7～1： 100，有机高分子药剂投加重量为含水率90%污泥的0.02%～0.03%(污 泥绝干基的0.2%～0.3%)，无机调理剂的投加重量为含水率90%污泥的 2%～3%(污泥绝干基的20%～30%)。
所述的适用于城镇生活污泥的改性剂中有机高分子药剂和无机调 理剂的质量百分比为0.7～0.9：100。
所述的适用于印染污泥的改性剂中有机高分子药剂和无机调理剂 的质量百分比为0.8～1：100。
所述的无机金属盐药剂是三氯化铁、硫酸铝或聚合氯化铝。
本发明的有益效果是：因地制宜，工艺组合多样，配置灵活性强; “二段式”干化焚烧，不需添加任何辅助燃料，仅通过加药改性和机 械压滤方式把污泥含水率从90%以上一次性降低至60%以下，再经自 然风干后含水率可进一步降低;改性干化可用于现有污水厂的脱水污 泥，也可用于新建污水厂的浓缩污泥，省去了带式脱水机、离心脱水 机等脱水装置的投资和运行费用;改性剂不改变污泥的有机质，不损 失热值，干化后的污泥热值在600～1500Kcal，可作为低热值燃料; 850℃以上的高温，对污泥中的蛔虫卵、粪大肠菌群、重金属有去除 作用，蛔虫卵、粪大肠菌群等病原体去除率达90%以，重金属的去除 率达60%以上，部分重金属的去除率达90%以上，焚烧使污泥的体积 减少到最小化，无害化程度最高;干化后的污泥抗压强度好，透气性 优良，雨水浸泡难溶蚀，确保不会产生二次污泥化，遇水溶解率小于 5%;就地焚烧，避免了运输过程中的二次污染;设备故障少，运行稳 定可靠，年运行时间>7000小时;优异的环保性能，焚烧后灰渣可 资源化利用;与目前其它技术相比，技术先进，占地少，投资运行成 本相对较低。
