專利名稱：煙氣余熱與外供熱源相結(jié)合的污泥干化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣余熱與外供熱源相結(jié)合的污泥干化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
城市生活污水和工業(yè)廢水必須經(jīng)過(guò)污水處理廠的處理，達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)后才能排放，已成為一種強(qiáng)制性的環(huán)境保護(hù)工程措施。城市污水處理廠的職責(zé)一方面是凈化污水，使城市生活污水和工業(yè)廢水經(jīng)過(guò)處理后達(dá)標(biāo)排放；另一方面是安全地處置在污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥，防止污泥引起二次環(huán)境污染。近幾十年來(lái)，通過(guò)不斷地引進(jìn)和消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，使我國(guó)的水處理技術(shù)日趨成熟，各類污水經(jīng)過(guò)凈化處理后，一般都能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，如何安全地處置和處理數(shù)量巨大，且含水率高，并富集高濃度污染物和重金屬的污泥，是城市水處理行業(yè)所面臨的世界性難題。發(fā)達(dá)國(guó)家比我們面臨這個(gè)難題要早20年，盡管他們?yōu)榱私鉀Q這一難題在財(cái)力上和人力上做出了巨大的努力，基本建立了污泥衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒和投海等處置處理方法，但是，今天看來(lái)這些處理方法不僅技術(shù)本身存在較大的缺陷，而且實(shí)施起來(lái)會(huì)帶來(lái)較大的負(fù)面效應(yīng)，特別是在我國(guó)，污泥的生產(chǎn)量非常大，據(jù)初步估計(jì)，全國(guó)現(xiàn)有污泥年生產(chǎn)量已超過(guò)1億噸，每年還在以百分之十五的速度增長(zhǎng)，如果采用污泥衛(wèi)生填埋方法，且不談污泥運(yùn)輸和填埋費(fèi)用很高，城市周圍根本沒(méi)有適合污泥填埋的空間；如果采用污泥土地利用，即將污泥開發(fā)成肥料在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用，我國(guó)城市污水處理多采用城市生活污水和工業(yè)廢水合并處理的方法，因此污泥中含有大量的重金屬和持久性有毒有害物質(zhì)，即使有些污泥來(lái)自生活污水，盡管重金屬含量較低，但污泥中所含的病原體和污水處理過(guò)程中添加的各種藥劑，都會(huì)給環(huán)境帶來(lái)危害，用污泥生產(chǎn)肥料，在農(nóng)業(yè)上使用會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面效應(yīng)，污泥中的有毒有害物質(zhì)和重金屬會(huì)在土壤中富集，并通過(guò)作物的吸收進(jìn)入食物鏈，最終危害人體健康，就是用于園林綠化，也會(huì)因積累效應(yīng)破壞生態(tài)環(huán)境；焚燒雖然可以使污泥明顯減量，但是由于焚燒設(shè)備投資大、能源消耗量大，因此使得每噸污泥處理的成本至少在400元以上，而且焚燒后的殘?jiān)€需再次處理，根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，這在經(jīng)濟(jì)上是難以承受的，不僅如此，污泥焚燒所引起的大氣污染控制要求很高，特別是污泥焚燒過(guò)程中難以避免產(chǎn)生二噁英，這在技術(shù)上也較難達(dá)到要求；污泥投海處置也被環(huán)境保護(hù)部門嚴(yán)令禁止。如上所述，國(guó)際上通常采用的這些污泥處理方法，在國(guó)內(nèi)至今還沒(méi)有一種被認(rèn)為是有效的處理技術(shù)可以借鑒，因此，目前我國(guó)城市污水處理廠污泥主要采取臨時(shí)堆埋的處置方法，這給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅，特別是污泥中的污水下滲，給地下水資源帶來(lái)的危害更是無(wú)法估計(jì)，而事實(shí)上城市周圍不可能有適合堆放這類污泥的空間和場(chǎng)地，污泥臨時(shí)堆埋而產(chǎn)生的環(huán)境二次污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，有些地區(qū)一方面因污泥量不斷增加的壓力，需要盡快找到污泥臨時(shí)堆埋的場(chǎng)地；另一方面污泥臨時(shí)堆埋場(chǎng)地周邊的居民一旦了解到污泥對(duì)生存環(huán)境的破壞性影響，拒絕污泥堆埋，對(duì)已有的污泥堆埋場(chǎng)，紛紛向地方政府或企業(yè)提出高額的經(jīng)濟(jì)賠償，由此產(chǎn)生的矛盾，以成為社會(huì)不穩(wěn)定的因素。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市人口的迅速增長(zhǎng)，城市污水的數(shù)量在不斷地增加，與此同時(shí)人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，工業(yè)廢水和城市生活污水的處理率也將不斷提高，這意味著污水處理廠污泥的數(shù)量將與日俱增，因此，開辟一條有效的污泥處理途徑已刻不容緩。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外把無(wú)害化、減量化和資源化作為對(duì)城市污泥進(jìn)行徹底處理的最終目標(biāo)，實(shí)踐也證明只有在對(duì)污泥進(jìn)行減量化的基礎(chǔ)上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)害化和資源化處理，才能最終達(dá)到污泥徹底處理的目標(biāo)；實(shí)踐同時(shí)表明，從污水處理廠產(chǎn)生的污泥，通過(guò)機(jī)械脫水，含水率一般在75％-85％之間，因此只有首先即安全又經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)污泥干化，使污泥減量后，才能順利地對(duì)污水處理廠污泥進(jìn)行無(wú)害化和資源化處理。然而，通過(guò)干化過(guò)程，如果將污泥的含水率降到30％以下，可以使污泥的體積減少到含水率為80％的污泥體積的三分之一以下，但是，這需要消耗大量的能源，使得污泥干化的成本較高，從而限制了污泥無(wú)害化、減量化和資源化處理的實(shí)施。為了大幅度降低污泥干化處理成本，使污泥無(wú)害化和資源化處理的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，我們?cè)?jīng)提出了利用熱電廠煙氣余熱干化污泥的發(fā)明專利技術(shù)，通過(guò)建立串聯(lián)式污泥干化系統(tǒng)，不僅使污泥的含水率降低至30％以下，污泥體積減少至原體積的三分之一以下，干化后的污泥自然形成質(zhì)地堅(jiān)硬不溶于水的團(tuán)粒，同時(shí)保存了污泥原有熱值的百分之九十以上，成為污泥綜合利用的中間產(chǎn)品，而且使污泥干化的成本降低到最低的水平，從而克服了傳統(tǒng)的污泥干化成本高，而難以實(shí)施污泥無(wú)害化、減量化和資源化處理的瓶頸問(wèn)題，開辟了一條廢棄物循環(huán)利用，以廢治廢的有效途徑。該項(xiàng)技術(shù)在江蘇江陰具體實(shí)施后的綜合評(píng)估表明，既實(shí)現(xiàn)了污泥干化的零處理成本，又因節(jié)約污泥填埋費(fèi)和污泥資源綜合利用產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，從而獲得了顯著的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)三重效益。
根據(jù)我們的深入了解，許多地方擁有更多的規(guī)模較小的煙氣余熱資源，這些煙氣余熱資源有的來(lái)自較小功率的熱電廠煙道氣，有的來(lái)自各種鍋爐排放的煙道氣，由于分散且量小，不能滿足干化一定數(shù)量的污泥所需要的能量要求，因此較難被利用。為了使這部分煙氣余熱資源也能夠用于污泥干化，我們提出了干化污泥時(shí)，在將能夠利用的煙氣余熱資源完全得到利用的基礎(chǔ)上，對(duì)于要干化一定數(shù)量的污泥而不足的能源，采用與外加供熱源相結(jié)合的方法進(jìn)行彌補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)即能使可利用的煙氣余熱資源得到充分的利用，又能滿足干化一定數(shù)量污泥的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煙氣余熱與外供熱源相結(jié)合的污泥干化系統(tǒng)。
它具有相連接的送料機(jī)、輸送帶、第一進(jìn)料口、第一回轉(zhuǎn)烘干窯、封閉式冷輸送帶、切刻式粉碎機(jī)、斗帶式提升機(jī)、第二進(jìn)料口、第二回轉(zhuǎn)烘干窯、篩分設(shè)備，沸騰爐經(jīng)第一通風(fēng)管道、第二風(fēng)門與第一回轉(zhuǎn)烘干窯的進(jìn)氣口相接，沸騰爐與第二風(fēng)門之間設(shè)有溫度調(diào)節(jié)器，第一引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙道、第一風(fēng)門與第二回轉(zhuǎn)烘干窯的進(jìn)氣口相接，第一通風(fēng)管道與煙道之間設(shè)有第三風(fēng)門，第一回轉(zhuǎn)烘干窯、第二回轉(zhuǎn)烘干窯和封閉式冷輸送帶的出氣口經(jīng)第二通風(fēng)管道與水膜除塵器、第二引風(fēng)機(jī)、煙塵相接。送料機(jī)連接設(shè)有翻混機(jī)的污泥堆放場(chǎng)。
第一回轉(zhuǎn)烘干窯直徑為1.8～2.4m，長(zhǎng)為20～30m，第二個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯直徑為1.6～2.2m，長(zhǎng)為18～28m。
本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)1)不僅能使城市污水處理廠污泥的無(wú)害化、減量化和資源化處理在較低的運(yùn)行成本下進(jìn)行，而且使煙氣在干化污泥的過(guò)程中，溫度降低，經(jīng)過(guò)水膜除塵器，煙塵得到更有效的控制，最終使煙氣的排放達(dá)到國(guó)家大氣排放標(biāo)準(zhǔn)；2)利用煙氣余熱和外供熱相結(jié)合的能源干化污泥，即使其中一個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯需要檢修，另一個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯仍然能夠使煙氣順暢排出，因此不會(huì)影響鍋爐正常運(yùn)行，如果因煙氣余熱臨時(shí)無(wú)法利用，外供熱源仍然能夠保證污泥處理不中斷；3)本發(fā)明使污泥能在低溫條件下得到干化，一方面使污泥保持了90％以上原始的熱值，干化后的污泥團(tuán)粒可以作為熱電廠鍋爐燃煤的輔助燃料，另一方面保證了污泥中的混凝劑不受破壞，而使污泥團(tuán)粒的質(zhì)地硬度滿足燒制輕質(zhì)節(jié)能磚和生產(chǎn)水泥壓制磚的技術(shù)要求。因此，這實(shí)際上開辟了一條廢物循環(huán)利用，以廢治廢的有效途徑，既能夠產(chǎn)生顯著的社會(huì)和環(huán)境效益，也能獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明已在江蘇江陰和常熟等地投入實(shí)際運(yùn)用，實(shí)踐表明，采用該項(xiàng)技術(shù)不僅使工業(yè)和生活污水污泥得到有效的無(wú)害化和資源化處理，而且使煙氣余熱資源在被充分利用的同時(shí)能夠完全達(dá)標(biāo)排放。


圖1(a)是煙氣余熱與外供熱源相結(jié)合的污泥干化系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖中送料機(jī)1、輸送帶2、第一進(jìn)料口3、第一回轉(zhuǎn)烘干窯4、封閉式冷輸送帶5、切刻式粉碎機(jī)6、斗帶式提升機(jī)7、第二進(jìn)料口8、第二回轉(zhuǎn)烘干窯9、沸騰爐10、溫度調(diào)節(jié)器11、第一通風(fēng)管道12、第二風(fēng)門13、第三風(fēng)門14、第一引風(fēng)機(jī)15、煙道16、第一風(fēng)門17、第二通風(fēng)管道18、水膜除塵器19、第二引風(fēng)機(jī)20、煙塵21、篩分設(shè)備22。
圖1(b)是煙氣余熱與外供熱源相結(jié)合的污泥干化系統(tǒng)污泥預(yù)處理子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中污泥堆放場(chǎng)23、翻混機(jī)24。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，煙氣余熱與外供熱源相結(jié)合的污泥干化系統(tǒng)具有供熱系統(tǒng)、污泥預(yù)處理系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、污泥干化和成粒系統(tǒng)、除塵除氣等子系統(tǒng)。
供熱系統(tǒng)具有沸騰爐10、溫度調(diào)節(jié)器11、第一通風(fēng)管12、煙道16、第一風(fēng)門17、第二風(fēng)門13、第三風(fēng)門14、第一引風(fēng)機(jī)15，沸騰爐10提供的熱能，通過(guò)溫度調(diào)節(jié)器11將溫度控制在200～400℃，由第二風(fēng)門13控制熱風(fēng)量，通過(guò)第一通風(fēng)管道12送入第一回轉(zhuǎn)烘干窯4，由第三風(fēng)門14控制熱風(fēng)量送入第二回轉(zhuǎn)烘干窯9，第一引風(fēng)機(jī)15將100-250℃經(jīng)過(guò)除塵器的煙氣，通過(guò)煙道16，由第一風(fēng)門17控制煙氣量送入第二回轉(zhuǎn)烘干窯9，由第三風(fēng)門14控制煙氣量，送入第一回轉(zhuǎn)烘干窯4。
污泥預(yù)處理系統(tǒng)具有槽式堆泥場(chǎng)23，在槽式堆泥場(chǎng)上設(shè)有翻混機(jī)24，污泥在槽式堆泥場(chǎng)23堆放2～5天，并經(jīng)過(guò)翻混機(jī)24的翻混，可以自然蒸發(fā)掉一部分水分。
進(jìn)料系統(tǒng)具有送料機(jī)1、輸送帶2，送料機(jī)1將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污泥通過(guò)輸送帶2，連續(xù)均勻地送入第一進(jìn)料口3。
污泥干化和成粒系統(tǒng)具有第一回轉(zhuǎn)烘干窯4、第二回轉(zhuǎn)烘干窯9、封閉式冷卻輸送帶5、切刻式粉碎機(jī)6、斗帶式提升機(jī)7、篩分設(shè)備22，污泥經(jīng)過(guò)第一回轉(zhuǎn)烘干窯4的第一段干化后，通過(guò)封閉式冷卻輸送帶5，送入切刻式粉碎機(jī)6，將較大的污泥團(tuán)塊切刻粉碎為直徑8～12mm的污泥團(tuán)粒，通過(guò)斗帶式提升機(jī)7將該污泥團(tuán)粒送入第二進(jìn)料口8，污泥經(jīng)過(guò)第二回轉(zhuǎn)烘干窯9的第二段干化后形成直徑為8～10mm以下的質(zhì)地堅(jiān)硬的污泥團(tuán)粒，經(jīng)過(guò)篩分設(shè)備22，直徑為2～6mm的污泥團(tuán)粒可以作為燒制節(jié)能輕質(zhì)磚和生產(chǎn)水泥壓制品的原料，其余的污泥團(tuán)?？梢宰鳛槿济旱妮o助燃料。
除塵除氣系統(tǒng)具有第二通風(fēng)管18、水膜除塵器19、第二引風(fēng)機(jī)20、煙囪21，第二通風(fēng)管18將來(lái)自第一回轉(zhuǎn)烘干窯4、第二回轉(zhuǎn)烘干窯9、封閉式冷卻輸送帶5的尾氣接到水膜除塵器19，由第二引風(fēng)機(jī)20將經(jīng)過(guò)除塵除氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的尾氣，送入煙囪21。
權(quán)利要求
1.一種煙氣余熱與外供熱源相結(jié)合的污泥干化系統(tǒng)，其特征在于，它具有相連接的送料機(jī)(1)、輸送帶(2)、第一進(jìn)料口(3)、第一回轉(zhuǎn)烘干窯(4)、封閉式冷輸送帶(5)、切刻式粉碎機(jī)(6)、斗帶式提升機(jī)(7)、第二進(jìn)料口(8)、第二回轉(zhuǎn)烘干窯(9)、篩分設(shè)備(22)，沸騰爐(10)經(jīng)第一通風(fēng)管道(12)、第二風(fēng)門(13)與第一回轉(zhuǎn)烘干窯(4)的進(jìn)氣口相接，沸騰爐(10)與第二風(fēng)門(13)之間設(shè)有溫度調(diào)節(jié)器(11)，第一引風(fēng)機(jī)(15)經(jīng)煙道(16)、第一風(fēng)門(17)與第二回轉(zhuǎn)烘干窯(9)的進(jìn)氣口相接，第一通風(fēng)管道(12)與煙道(16)之間設(shè)有第三風(fēng)門(14)，第一回轉(zhuǎn)烘干窯(4)、第二回轉(zhuǎn)烘干窯(9)和封閉式冷輸送帶(5)的出氣口經(jīng)第二通風(fēng)管道(18)與水膜除塵器(19)、第二引風(fēng)機(jī)(20)、煙塵(21)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣余熱與外供熱源相結(jié)合的污泥干化系統(tǒng)，其特征在于，所述的送料機(jī)(1)連接設(shè)有翻混機(jī)(24)的污泥堆放場(chǎng)(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣余熱與外供熱源相結(jié)合的污泥干化系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一回轉(zhuǎn)烘干窯直徑為1.8～2.4m，長(zhǎng)為20～30m，第二個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯直徑為1.6～2.2m，長(zhǎng)為18～28m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙氣余熱與外供熱源相結(jié)合的污泥干化系統(tǒng)。該系統(tǒng)由供熱系統(tǒng)、污泥預(yù)處理系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、污泥干化和成粒系統(tǒng)、除塵除氣系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成，污水處理廠污泥通過(guò)該系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)兩段式干化過(guò)程，含水率大幅度降低，體積減少至原來(lái)的三分之一以下，并形成粒徑為0.5－8毫米質(zhì)地堅(jiān)硬的污泥團(tuán)粒，該污泥團(tuán)粒可以作為燃煤的輔助燃料，也可以燒制輕質(zhì)節(jié)能磚和生產(chǎn)水泥壓制品。本發(fā)明充分利用煙氣余熱資源干化污泥，降低污泥干化的處理成本，為城市污水處理廠污泥的無(wú)害化、減量化和資源化處理開辟了一條廢物循環(huán)利用，以廢治廢的新途徑，不僅能夠產(chǎn)生顯著的社會(huì)和環(huán)境效益，而且也能獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C02F11/12GK1868936SQ20061005019
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者翁煥新 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)