一種石灰干化城市生活污水污泥水泥窯處置前的進一步脫水方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種石灰干化城市生活污水污泥水泥窯處置前的進一步脫水方法。將該方法應用于石灰干化后的城市生活污水污泥，經(jīng)該方法處理后，可以解決因未處置而對水泥窯預分解窯內(nèi)熱傳質(zhì)、熱耗、燃料使用效率、水泥熟料生產(chǎn)效率的影響，水泥窯預分解收塵處結(jié)皮、堵塞，水泥熟料生產(chǎn)效率下降等負面影響。更好的發(fā)揮水泥窯處置城市生活污水污泥處理量大的優(yōu)勢。
【專利說明】一種石灰干化城市生活污水污泥水泥窯處置前的進一步脫水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建材領(lǐng)域，涉及一種石灰干化城市生活污水污泥水泥窯處置前的進一步脫水方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2012年，我國城市生活污水污泥年排放量達3000萬噸(以含水率為80%計)。隨著城市化進程的不斷推進，排放量仍有較大增長。城市生活污水污泥成分復雜，除含有大量水分外，亦含有難降解的有機物、重金屬、病原微生物和寄生蟲卵等。處置不善將帶來嚴重的環(huán)境問題。穩(wěn)定化、減量化、資源化與無害化的城市生活污水污泥處置方式成為我國乃至世界廣泛關(guān)注的熱點問題。干化作為城市生活污水污泥前期處置方式，一直以來受到諸如環(huán)境、熱工等領(lǐng)域研究者的關(guān)注。石灰干化作為城市生活污水污泥初步脫水后(初步脫水至含水率為80%左右)一種低成本的處置方式近年來受到青睞。其具體的優(yōu)點如下:
(1)可減少細菌原體；
(2)無細菌原體再生風險；
(3)除臭除味,減少帶菌物； (4)成本低，占地空間小；
(5)運作簡易；
(6)能將污泥轉(zhuǎn)變?yōu)榈V物質(zhì)；
(7)提高污泥固體含率，運輸更方便。
[0003]這種經(jīng)石灰干化的城市生活污水污泥，與其它方式處置所得的干化污泥一樣，仍需進一步安全處置。就現(xiàn)有的處置方式而言，水泥窯處置城市生活污水污泥方式與其它方式如填埋、土地利用、焚燒相比，具有如下優(yōu)勢而得到歐美等發(fā)達國家的廣泛應用，我國將該處置方式作為“十二五”期間建材行業(yè)發(fā)展的重點工程，在全國進行示范和推廣。
[0004](I)有機物分解徹底
在回轉(zhuǎn)窯中內(nèi)溫度一般在1350 V -1650 V之間，甚至更高，燃燒氣體在此停留時間>8s，高于1100°C時停留時間>3s。燃燒氣體的總停留時間為20s左右，且水泥窯內(nèi)物料呈現(xiàn)高湍流化狀態(tài)。因此窯內(nèi)的污泥中有害有機物可充分燃燒，焚燒率可達99.999%，即使是穩(wěn)定的有機物如二噁英等也能被完全分解。
[0005](2)抑制二噁英形成
由于干化污泥喂入點處在高于850°C的分解爐，分解爐內(nèi)熱容大且溫度穩(wěn)定，有效地抑制了二噁英的產(chǎn)生。從國內(nèi)外水泥窯處置有毒有害廢棄物的實踐表明，廢棄物焚燒后產(chǎn)生的二噁英排放濃度遠低于排放限值。
[0006](3)不產(chǎn)生飛灰
煅燒排出廢氣粉塵經(jīng)窯尾布袋收塵器收集后作為水泥原料重新進入窯內(nèi)煅燒，沒有危險廢棄物飛灰產(chǎn)生。[0007](4)固化重金屬
回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的耐火磚、原料、水泥窯表面與水泥熟料均為堿性，可吸收SO2，從而抑止其排放。在水泥燒成過程中，污泥灰渣中的重金屬能夠被固定在水泥熟料的結(jié)構(gòu)中，從而達到被固化的作用。
[0008](5)資源化效率高
污泥中的有機成分和無機成分都能得到充分利用，資源化效率高。污泥中含有部分有機質(zhì)(55%以上)和可燃成分，它們在水泥窯中煅燒時會產(chǎn)生熱量；污泥的低位熱值llMJ/kg左右，在熱值意義上相當于貧煤。貧煤含55%灰分和10%-15%揮發(fā)分，并具有熱10-12.5MJ/kg。
[0009](6 )處理量大、見效快
水泥生產(chǎn)量大，需要的污泥量多；水泥廠地域分布廣，有利于污泥就地消納，節(jié)省運輸費用；水泥窯的熱容量大，工藝穩(wěn)定，處理污泥方便，見效快。
[0010]但不同于其它城市生活污水污泥的處置方式諸如填埋、農(nóng)用和焚燒等，因現(xiàn)代新型干法水泥生產(chǎn)工藝對原、燃燒材料含水率的要求(含水率低于2%)，經(jīng)石灰干化的城市生活污水污泥仍需進一步干化脫水。對于熱干化城市生活污水污泥而言，干化至含水率小于30%即可達到適宜于新型干法水泥生產(chǎn)工藝的要求。然而，由于石灰干化城市生活污水污泥中大量Ca(OH)2的存在，即使干化至含水率低于30%，因Ca(OH)2在預分解窯內(nèi)發(fā)生如下分解反應而釋放出大量的水分。
【權(quán)利要求】
1.一種石灰干化城市生活污水污泥水泥窯處置前的進一步脫水方法，其特征在于具體步驟如下: (1)石灰干化城市生活污水污泥過程中碳酸鈣晶種的制備；向城市生活污水污泥中加入水溶性碳酸鹽，城市生活污水污泥中的Ca(OH)2與水溶性碳酸鹽反應得到碳酸鈣晶種，水溶性碳酸鹽的摻量為城市生活污水污泥中生石灰質(zhì)量的0.1%~1% ； (2)石灰干化城市生活污水污泥中Ca(OH)2的碳酸鈣化，步驟(1)所得碳酸鈣晶種置于固態(tài)流化設備中進行碳酸鈣化，控制溫度為20~40°C ;濕度99%以上；二氧化碳濃度不低于60%，碳酸鈣化時間為30~60min ;石灰干化城市生活污水污泥顆粒的運動形態(tài):懸浮運動形態(tài)；所采用設備為:任何可以使得石灰干化城市生活污水污泥顆粒懸浮的固態(tài)流化設備; (3)將步驟(2)所得碳酸鈣化的城市生活污水污泥的進一步干化，干化溫度不高于100。。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石灰干化城市生活污水污泥水泥窯處置前的進一步脫水方法，其特征在于步驟(1)中所述水溶性碳酸鹽為Na2CO3或K2CO3中任一種。
【文檔編號】C02F11/14GK103626380SQ201310583552
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】李好新, 徐竟成, 徐偉, 曹博, 陳舒雯 申請人:同濟大學