本發(fā)明涉及一種污泥兩段式碳化加焚燒方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著城市的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)越來(lái)越受到重視。城市污水處理廠(chǎng)產(chǎn)生的污泥之中，濃縮了污水中的各種污染物，對(duì)周?chē)h(huán)境影響較大。隨著城市污水處理廠(chǎng)的建設(shè)不斷加快，污水處理規(guī)模不斷增大，污水處理廠(chǎng)的污泥產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)，使得污泥的處理問(wèn)題更為突出。

污泥中濃縮的污染物主要包括無(wú)機(jī)、有機(jī)污染物，含有大量的病原體和多種重金屬元素，因此，必須對(duì)污泥進(jìn)行妥善處理。污泥處理就是要對(duì)污泥進(jìn)行深度無(wú)害化處理，徹底解決污泥對(duì)環(huán)境的污染及對(duì)人類(lèi)的危害。全國(guó)絕大多數(shù)污水處理廠(chǎng)的通常做法是，對(duì)污泥未經(jīng)處理或者經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后，直接運(yùn)到垃圾場(chǎng)與垃圾混合填埋、隨意堆放，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到衛(wèi)生填埋標(biāo)準(zhǔn)；常年的堆放，蚊蠅滋生，農(nóng)作物及各方面都將受到毀滅性傷害，導(dǎo)致嚴(yán)重的二次污染，違背了環(huán)境保護(hù)的原則，更談不上資源循環(huán)利用。

目前，國(guó)內(nèi)基本是污泥濃縮和脫水技術(shù)，污泥經(jīng)濃縮和脫水后，一般只能將污泥的含水率降至80％左右，如此高的含水率不利于污泥的后續(xù)運(yùn)輸和處置。

污泥干化焚燒的方式可以實(shí)現(xiàn)污泥減量化和無(wú)害化，使污泥得到有效的處理和資源化的利用，是國(guó)內(nèi)外污泥處置的發(fā)展方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)城市污泥的減量化、無(wú)害化和資源化的污泥兩段式碳化加焚燒方法及系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種污泥兩段式碳化加焚燒方法，該方法包括以下步驟：

(1)將污泥進(jìn)行第一次碳化；

(2)將第一次碳化的污泥進(jìn)行第二次碳化；

(3)將第二次碳化的污泥進(jìn)行焚燒；

(4)焚燒后的煙氣冷卻至第二次碳化的預(yù)定溫度并用于步驟(2)；

(5)將步驟(2)中排出的煙氣冷卻至第一次碳化溫度并用于步驟(1)。

較佳的，所述步驟(2)之后還包括以下步驟：

(1)將碳化后得到的污泥送入干污泥倉(cāng)；

(2)將第一次碳化和第二次碳化中釋放的廢氣冷凝并將產(chǎn)生的廢水收集；

(3)將冷凝后的廢氣通入燃燒器助燃。

較佳的，所述步驟(1)之前還包括步驟：將污泥進(jìn)行壓濾，壓濾中的廢水收集處理。

較佳的，所述步驟(5)之后還包括步驟：

(1)將步驟(1)中排出的煙氣進(jìn)行冷凝；

(2)將冷凝后的煙氣處理后排放。

較佳的，所述步驟(3)之后還包括以下步驟：

(1)向燃燒器內(nèi)鼓入助燃空氣；

(2)向燃燒產(chǎn)生的煙氣中摻入冷風(fēng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種污泥兩段式碳化加焚燒系統(tǒng)，包括碳化裝置和燃燒裝置；

所述碳化裝置包括用于第一次碳化的低溫碳化爐、用于第二次碳化的高溫碳化爐、干污泥倉(cāng)；所述低溫碳化爐出口與所述高溫碳化爐入口連通；所述高溫碳化爐出口與所述干污泥倉(cāng)入口連接；

所述燃燒裝置包括與所述干污泥倉(cāng)出口連接的焚燒爐；所述焚燒爐包括設(shè)置在焚燒爐內(nèi)的燃燒器；

所述高溫碳化爐包括設(shè)置爐內(nèi)用于為第二次碳化提供熱量的第一熱交換器，所述低溫碳化爐包括設(shè)置爐內(nèi)用于為第一次碳化提供熱量的第二熱交換器；所述第一熱交換器入口與焚燒爐內(nèi)的燃燒器的煙氣出氣口連通；所述第一熱交換器出口與所述第二熱交換器的入口連通。

較佳的，還包括對(duì)污泥進(jìn)行處理的機(jī)械壓濾裝置和凈化裝置；

所述機(jī)械壓濾裝置包括機(jī)械壓濾機(jī)和可拆卸連接在機(jī)械壓濾機(jī)上的壓濾廢水箱；

所述凈化裝置包括第二冷凝器、用于處理所述燃燒爐中產(chǎn)生煙氣的煙氣處理器、與所述煙氣處理器出氣口連接的煙囪、以及固定連接在所述煙囪入口的引風(fēng)機(jī)；所述煙氣處理器與所述第二冷凝器出口連通；所述第二熱交換器出口與第二冷凝器入口連通。

較佳的，所述碳化裝置還包括與所述低溫碳化爐和所述高溫碳化爐出氣口連接的第一冷凝器以及與所述第一冷凝器連接用于收集冷凝水的第一冷凝廢水箱；

所述燃燒裝置還包括設(shè)置在焚燒爐一側(cè)用于向所述燃燒器鼓風(fēng)的鼓風(fēng)機(jī)；

所述第一冷凝器出口與所述燃燒器入口連通；所述燃燒器出口和所述煙氣處理器出渣口分別設(shè)置有灰渣運(yùn)輸車(chē)。

較佳的，所述第一熱交換器與所述第二熱交換器連接處設(shè)置有雙金屬片閥門(mén)；所述第二熱交換器與所述第二冷凝管的連接處設(shè)置依次電連接的溫控閥門(mén)、用于檢測(cè)煙氣溫度的溫度傳感器以及用于控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)的控制器。

本發(fā)明將市政污泥碳化干燥部分所需熱源由自身燃燒煙氣提供，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。焚燒爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)凈化裝置處理后，達(dá)標(biāo)排放。系統(tǒng)流程中，產(chǎn)生的廢水接入污水廠(chǎng)處理，灰渣外運(yùn)，妥善無(wú)害化填埋處理，基本無(wú)二次污染。兩段式碳化的傳熱效率更高，煙氣熱量的利用更充分。碳化干燥后的干污泥和碳化爐廢氣，經(jīng)過(guò)焚燒爐的焚燒，得到無(wú)害化、減量化、資源化處置。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2整體系統(tǒng)流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例一種污泥兩段式碳化加焚燒方法，該方法包括以下步驟：

(1)將污泥進(jìn)行第一次碳化；

(2)將第一次碳化的污泥進(jìn)行第二次碳化；

(3)將第二次碳化的污泥進(jìn)行焚燒；

(4)焚燒后的煙氣冷卻至第二次碳化的預(yù)定溫度并用于步驟(2)；

(5)將步驟(2)中排出的煙氣冷卻至第一次碳化溫度并用于步驟(1)。

所述步驟(2)之后還包括以下步驟：

(1)將碳化后得到的污泥送入干污泥倉(cāng)；

(2)將第一次碳化和第二次碳化中釋放的廢氣冷凝并將產(chǎn)生的廢水收集；

(3)將冷凝后的廢氣通入燃燒器助燃。

所述步驟(1)之前還包括步驟：將污泥進(jìn)行壓濾，壓濾中的廢水收集處理。

所述步驟(5)之后還包括步驟：

(1)將步驟(1)中排出的煙氣進(jìn)行冷凝；

(2)將冷凝后的煙氣處理后排放。

所述步驟(3)之后還包括以下步驟：

(1)向燃燒器內(nèi)鼓入助燃空氣；

(2)向燃燒產(chǎn)生的煙氣中摻入冷風(fēng)。；

具體方法步驟：含水率90％的原生污泥先送入機(jī)械壓濾機(jī)1進(jìn)行壓濾。壓濾廢水進(jìn)入壓濾廢水箱2儲(chǔ)存，轉(zhuǎn)送污水廠(chǎng)處理。壓濾后得到含水率80％的污泥。該污泥送入低溫碳化爐3進(jìn)行間接加熱碳化。碳化后得到含水率50％的污泥。然后該污泥進(jìn)入高溫碳化爐4進(jìn)行間接加熱碳化，碳化后得到含水率30％的干污泥。干污泥送入干污泥倉(cāng)7儲(chǔ)存?zhèn)溆?。污泥在低溫碳化爐3和高溫碳化爐4中釋放出的廢氣接入第一冷凝器5中用冷卻水間接冷卻。該廢氣中的水蒸氣冷凝產(chǎn)生的廢水由第一冷凝廢水箱6收集后，轉(zhuǎn)送污水廠(chǎng)處理，冷凝后的廢氣送入焚燒爐8的燃燒器內(nèi)助燃。干污泥倉(cāng)7中儲(chǔ)存的污泥也送入焚燒爐8的燃燒器內(nèi)燃燒，同時(shí)由鼓風(fēng)機(jī)10向燃燒器內(nèi)鼓入空氣助燃。干污泥與低溫碳化爐3和高溫碳化爐4排出的廢氣在焚燒爐8內(nèi)燃燒后，產(chǎn)生的灰渣由汽車(chē)收集外運(yùn)，無(wú)害化填埋；燃燒過(guò)程產(chǎn)生的約900℃的煙氣，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)摻入適量常溫冷風(fēng)后，溫度降到750℃，然后通入高溫碳化爐4內(nèi)，間接加熱含水率50％的污泥，煙氣溫度降低為500℃，隨后通入低溫碳化爐3內(nèi)，間接加熱含水率80％的污泥，煙氣溫度降低為200℃，然后進(jìn)入第二冷凝器13。煙氣在第二冷凝器13中冷凝，產(chǎn)生的冷凝廢水接入第二冷凝廢水箱14，轉(zhuǎn)送污水廠(chǎng)處理。冷凝后的煙氣接入煙氣處理器9進(jìn)行煙氣處理。煙氣處理產(chǎn)生的灰渣由汽車(chē)外運(yùn)，無(wú)害化填埋。處理后的煙氣由引風(fēng)機(jī)11抽入煙囪12，達(dá)標(biāo)排放到大氣中。

本實(shí)施例利用市政污泥碳化后燃燒產(chǎn)生的煙氣作為碳化爐的熱源，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。焚燒爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)凈化裝置處理后，達(dá)標(biāo)排放。系統(tǒng)流程中，產(chǎn)生的廢水接入污水廠(chǎng)處理，干污泥焚燒后產(chǎn)生的灰渣外運(yùn)，妥善無(wú)害化填埋處理，基本無(wú)二次污染。冷凝器采用間接冷卻方式，冷卻水無(wú)需處理，可循環(huán)利用，減少耗水量。兩段式碳化的傳熱效率更高，煙氣熱量的利用更充分。碳化干燥后的干污泥和碳化爐排出的廢氣，經(jīng)過(guò)焚燒爐的焚燒，得到無(wú)害化、減量化、資源化處置。

實(shí)施例2

如圖1所示，本實(shí)施例一種污泥兩段式碳化加焚燒系統(tǒng)，包括碳化裝置和燃燒裝置；

所述碳化裝置包括用于第一次碳化的低溫碳化爐3、用于第二次碳化的高溫碳化爐4、干污泥倉(cāng)7；所述低溫碳化爐3出口與所述高溫碳化爐4入口連通；所述高溫碳化爐4出口與所述干污泥倉(cāng)7入口連接；

所述燃燒裝置包括與所述干污泥倉(cāng)7出口連接的焚燒爐8；所述焚燒爐8包括設(shè)置在焚燒爐8內(nèi)的燃燒器；

所述高溫碳化爐4包括設(shè)置爐內(nèi)用于為第二次碳化提供熱量的第一熱交換器，所述低溫碳化爐3包括設(shè)置爐內(nèi)用于為第一次碳化提供熱量的第二熱交換器；所述第一熱交換器入口與焚燒爐8內(nèi)的燃燒器的煙氣出氣口連通；所述第一熱交換器出口與所述第二熱交換器的入口連通。

還包括對(duì)污泥進(jìn)行處理的機(jī)械壓濾裝置和凈化裝置；

所述機(jī)械壓濾裝置包括機(jī)械壓濾機(jī)1和可拆卸連接在機(jī)械壓濾機(jī)上的壓濾廢水箱2；

所述凈化裝置包括用于處理所述燃燒爐中產(chǎn)生煙氣的煙氣處理器9、與所述煙氣處理器9出氣口連接的煙囪12、以及固定連接在所述煙囪12入口的引風(fēng)機(jī)11；所述煙氣處理器9與第二冷凝器13出口連通；所述第二冷凝器13入口與所述第二熱交換器出口連通。

所述碳化裝置還包括與所述低溫碳化爐3和所述高溫碳化爐4出氣口連接的第一冷凝器5以及與所述第一冷凝器5連接用于收集冷凝水的第一冷凝廢水箱6；

所述燃燒裝置還包括設(shè)置在焚燒爐一側(cè)用于向所述燃燒器鼓風(fēng)的鼓風(fēng)機(jī)10；

所述第一冷凝器4出口與所述燃燒器入口連通；所述燃燒器出口和所述煙氣處理器9出渣口分別設(shè)置有灰渣運(yùn)輸車(chē)。

所述第一熱交換器與所述第二熱交換器連接處設(shè)置有雙金屬片閥門(mén)；所述第二熱交換器與所述第二冷凝管的連接處設(shè)置依次電連接的溫控閥門(mén)、用于檢測(cè)煙氣溫度的溫度傳感器以及用于控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)的控制器；

具體方法步驟：含水率90％的原生污泥先送入機(jī)械壓濾機(jī)1進(jìn)行壓濾。壓濾廢水進(jìn)入壓濾廢水箱2儲(chǔ)存，轉(zhuǎn)送污水廠(chǎng)處理。壓濾后得到含水率80％的污泥。該污泥送入低溫碳化爐3進(jìn)行間接加熱碳化。碳化后得到含水率50％的污泥。然后該污泥進(jìn)入高溫碳化爐4進(jìn)行間接加熱碳化，碳化后得到含水率30％的干污泥。干污泥送入干污泥倉(cāng)7儲(chǔ)存?zhèn)溆谩Ｎ勰嘣诘蜏靥蓟癄t3和高溫碳化爐4中釋放出的廢氣接入第一冷凝器5中用冷卻水間接冷卻。該廢氣中的水蒸氣冷凝產(chǎn)生的廢水由第一冷凝廢水箱6收集后，轉(zhuǎn)送污水廠(chǎng)處理，冷凝后的廢氣送入焚燒爐8的燃燒器內(nèi)助燃。干污泥倉(cāng)7中儲(chǔ)存的污泥也送入焚燒爐8的燃燒器內(nèi)燃燒，同時(shí)由鼓風(fēng)機(jī)10向燃燒器內(nèi)鼓入空氣助燃。干污泥與低溫碳化爐3和高溫碳化爐4排出的廢氣在焚燒爐8內(nèi)燃燒后，產(chǎn)生的灰渣由汽車(chē)收集外運(yùn)，無(wú)害化填埋；燃燒過(guò)程產(chǎn)生的約900℃的煙氣，摻入適量常溫冷風(fēng)后，溫度降到750℃，當(dāng)溫度為750℃的煙氣進(jìn)入第一熱交換器時(shí)，所述雙金屬片閥門(mén)關(guān)閉，煙氣為所述高溫碳化爐提供熱量從而溫度降低，當(dāng)煙氣溫度降低至500℃時(shí)，所述雙金屬片閥門(mén)打開(kāi)，溫度為500℃的煙氣進(jìn)入到第二熱交換器；溫度500℃的煙氣為所述低溫碳化爐提供熱量，煙氣溫度降低，當(dāng)煙氣溫度降低至200℃時(shí)，所述溫度感應(yīng)器發(fā)送信號(hào)至所述控制器，所述控制器控制所述溫控閥門(mén)打開(kāi)，溫度為200℃的煙氣進(jìn)入第二冷凝器13。煙氣在第二冷凝器13中采用間接冷卻方式冷凝，產(chǎn)生的冷凝廢水接入第二冷凝廢水箱14，轉(zhuǎn)送污水廠(chǎng)處理。冷凝后的煙氣接入煙氣處理器9進(jìn)行煙氣處理。煙氣處理產(chǎn)生的灰渣由汽車(chē)外運(yùn)，無(wú)害化填埋。處理后的煙氣由引風(fēng)機(jī)11抽入煙囪12，達(dá)標(biāo)排放到大氣中。

本實(shí)施例利用市政污泥碳化后燃燒產(chǎn)生的煙氣作為碳化爐的熱源，兩段式碳化的傳熱效率更高，煙氣熱量的利用更充分；實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。焚燒爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)凈化裝置處理后，達(dá)標(biāo)排放。系統(tǒng)流程中，產(chǎn)生的廢水接入污水廠(chǎng)處理，干污泥焚燒后產(chǎn)生的灰渣外運(yùn)，妥善無(wú)害化填埋處理，基本無(wú)二次污染。冷凝器采用間接冷卻方式，冷卻水無(wú)需處理，可循環(huán)利用，減少耗水量。碳化干燥后的干污泥和碳化爐排出的廢氣，經(jīng)過(guò)焚燒爐的焚燒，得到無(wú)害化、減量化、資源化處置。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。