一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置。所述方法包括：脫水污泥（含水率0%-80%）與需要處理的含有重金屬的危險(xiǎn)廢物均勻混合，并保證混合后物料的干基熱值不低于9000kJ/kg?；旌嫌泻亟饘傥U的污泥經(jīng)過干燥程序后進(jìn)入熱解器，在熱解器中進(jìn)行熱解，熱解溫度在350-750℃之間，優(yōu)選地，在450-650℃之間。熱解產(chǎn)生的揮發(fā)分在線燃燒供應(yīng)熱解器所需的熱量，形成的炭焦冷卻后可進(jìn)入衛(wèi)生填埋場甚至做催化劑再利用。所述的利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的裝置包含污泥與含重金屬危廢的拌合器，用于干燥污泥與含重金屬危廢混合料的干燥器，熱解器，熱解揮發(fā)分的儲(chǔ)氣罐和燃燒室以及熱解炭的冷卻器。上述利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置，其優(yōu)勢是在污泥熱解處置的同時(shí)還可以處置含有重金屬或者還含有其它污染物的危險(xiǎn)廢物，而不增加額外的投資及處置費(fèi)用。
【專利說明】—種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥處置與資源化處理領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及一種利用污泥熱解穩(wěn)定非揮發(fā)性重金屬的方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]污水處理廠在處理污水過程中會(huì)產(chǎn)生大量污泥，主要是微生物殘余、有機(jī)污染物和部分無機(jī)雜物。城市污水處理廠的污泥產(chǎn)量約為污水量的1%左右，污泥含水97%。如日處理10萬M3的污水廠，日產(chǎn)污泥1000M3污泥(含水97%)。污泥經(jīng)過脫水后形成的脫水污泥含水率一般在80%作用，采用現(xiàn)有技術(shù)中的先進(jìn)脫水技術(shù)可以將含水率降低到70%~65%。我國城市每年污泥產(chǎn)生量近3000萬噸(以含水率80%計(jì))。除了城市污水處理產(chǎn)生污泥之外，還有大量的工業(yè)污水處理也產(chǎn)量了大量的污泥，例如我國造紙工業(yè)廢水處理污泥總量就達(dá)350萬~450萬t/年。如果污泥處理處置時(shí)未得到很好的解決，存在嚴(yán)重的二次污染風(fēng)險(xiǎn)，目前處理方法:焚燒、填埋、堆肥；此外污泥熱解技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，逐漸變成實(shí)用技術(shù)。現(xiàn)有污泥處理方法中的熱解技術(shù)主要用來處理掉污泥，而熱解殘焦或用作燃料，或者用作土壤改良劑。已有的研究表明污泥熱解殘焦中重金屬殘留約90%以上，且浸出量都很小，甚至不浸出(污水污泥裂解目標(biāo)產(chǎn)物及殘焦促進(jìn)植物生長的研究，環(huán)境科學(xué)，2011，32(9):2604—2609 ；Fate of heavy metals and radioactive metals in gasification of sewagesludge, Waste Management 2004， 24: 193 - 198 ；Behavior of Chromium, Nickel,Copper, Zinc, Cadmium, Mercury, and Lead during the Pyrolysis of Sewage Sludge.Environ.Sc1.Technol，1987，21: 704-708)。
[0003]但是現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)中，污泥熱解炭的這一穩(wěn)定重金屬的作用并沒有發(fā)揮出來。另一方面，各行各業(yè)產(chǎn)生的大量含有重金屬的危險(xiǎn)廢物卻花費(fèi)相當(dāng)大的代價(jià)來進(jìn)行焚燒處置或者送入級別高、費(fèi)用高的安全填埋廠處置，不僅浪費(fèi)資金，而且非常容易產(chǎn)生二次污染。
[0004]鑒于現(xiàn)有的污泥碳化技術(shù)不能滿足大規(guī)模利用污泥熱解炭的重金屬穩(wěn)定效果來主動(dòng)處理含重金屬的危險(xiǎn)廢物、污泥本身處理代價(jià)高、費(fèi)用大；危險(xiǎn)廢物處理代價(jià)更高、費(fèi)用更貴的現(xiàn)狀，本發(fā)明提出一種高效、經(jīng)濟(jì)、可行、不增加二次污染和節(jié)省處置場地與投資的多種廢物綜合處理技術(shù)，即一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置，能處置污泥并利用污泥的熱解過程同時(shí)穩(wěn)定重金屬和含有重金屬的危險(xiǎn)廢物。從整個(gè)社會(huì)的角度節(jié)省廢物處置場地與處理投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置。
[0006]本發(fā)明提出的一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法，該方法在熱解處置污泥的同時(shí)還可以處置其它含有重金屬的危險(xiǎn)廢物。具體步驟如下:
含水率0%~80%的脫水污泥進(jìn)入拌合器1，與要處理的含有重金屬的危險(xiǎn)廢物均勻混合，混合后物料的干基熱值不低于9000kJ/kg ;混合有含重金屬的危險(xiǎn)廢物的污泥送入干燥器2，利用任何熱源(優(yōu)先使用系統(tǒng)煙氣的余熱)干燥后的混合物料3送至熱解器4，當(dāng)混合物料含水率低于10%以下時(shí)，送入熱解器4，在熱解器4中進(jìn)行熱解產(chǎn)生熱解揮發(fā)分5和熱解炭10 ;控制熱解溫度為35(T750°C，高溫的熱解炭10送入冷卻器11冷卻，冷卻后的炭送到最終處理環(huán)節(jié)衛(wèi)生填埋場；熱解揮發(fā)分5分成兩股流動(dòng)通過輸送腔室，一股熱解揮發(fā)分5經(jīng)過冷卻腔16后送入儲(chǔ)氣罐6，儲(chǔ)氣罐6的可燃?xì)怏w通過壓力調(diào)節(jié)裝置后送入布置在燃燒室6中的燃燒器進(jìn)氣管，作為燃燒室6的穩(wěn)燃?xì)怏w，保證另一股熱解揮發(fā)分不經(jīng)過冷卻直接送進(jìn)燃燒室后能立即著火穩(wěn)定燃燒；另一股熱解揮發(fā)分直接送至燃燒室7 ;儲(chǔ)氣罐6底部的冷凝液以及冷卻過程中產(chǎn)生的冷凝液再送入熱解器4進(jìn)行二次裂解；燃燒室7產(chǎn)生的高溫?zé)煔?送回?zé)峤馄?的受熱面熱源側(cè)作為熱源提供熱解所需的熱量；隨后減溫后的煙氣9送入干燥器2對混合污泥進(jìn)行干燥；干燥產(chǎn)生的廢氣以及冷卻后的煙氣分別或者合成一股流送入氣體凈化器13凈化后排出。 [0007]本發(fā)明中，所述熱解溫度優(yōu)選為45(T650°C。
[0008]本發(fā)明中，所述含有重金屬的危險(xiǎn)廢物為含鎘Cd、鉛Pb、鋅Zn、鉻Cr、鎳N1、銅Cu、硒Se、錳Mn、鈹Be、鋇Ba或銀Ag等其中的一種或者多種金屬的污泥、殘?jiān)?、土壤；以及廢棄物焚燒產(chǎn)生的飛灰。
[0009]本發(fā)明提出的利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的裝置，包括拌合器1、干燥器2、熱解器
4、儲(chǔ)氣罐6、燃燒室7、冷卻器11、冷卻腔16和燃?xì)庹{(diào)壓與止回裝置16，其中:拌合器I的出口連接干燥器2，干燥器2的混合物料出口連接熱解器4，干燥器2的煙氣進(jìn)口連接熱解器4，熱解器4的熱解揮發(fā)分一路通過冷卻腔16連接儲(chǔ)氣罐6，熱解器4的熱解揮發(fā)分另一路通過管道連接燃燒室7 ;熱解器4的熱解炭出口連接冷卻器11，儲(chǔ)氣罐6通過燃?xì)庹{(diào)壓與止回裝置17和管道連接燃燒室7 ;干燥器2連接氣體凈化器13。
[0010]本發(fā)明中，拌合器I可以選自任何具有拌合功能的裝置，典型的選擇是具有攪拌器、進(jìn)口和出口的容器；或者具有一根或者一根以上螺旋軸的螺旋輸送捏練機(jī)。
[0011]本發(fā)明中，所述干燥器2可以是間接加熱方式，例如選用真空槳葉干燥器、旋盤干燥器等，煙氣9進(jìn)入后通過受熱面加熱混合污泥，從污泥側(cè)蒸發(fā)出的水蒸汽和煙氣分別凈化，當(dāng)危險(xiǎn)廢物中含有易揮發(fā)的有機(jī)污染物時(shí)優(yōu)先選擇這種形式；干燥器2還可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任何一款直接接觸式的干燥器，如滾筒式干燥器、帶式干燥器、流化床干燥器等；煙氣9進(jìn)入后與干燥器2的污泥中直接接觸干燥，當(dāng)危險(xiǎn)廢物中不含有機(jī)污染物時(shí)優(yōu)選這種形式。經(jīng)過干燥后的混合物料含水率3控制在10%及以下再送入熱解器4 ;本發(fā)明中，所述的熱解器4可以選擇現(xiàn)有技術(shù)中任何一種類型的熱解器，如容積式、管式和回轉(zhuǎn)窯式，優(yōu)選具有2個(gè)或者2個(gè)以上加熱段和至少有2個(gè)揮發(fā)份出口連接通道的管式或者回轉(zhuǎn)式熱解器。冷卻器10可以選用任何現(xiàn)有的冷卻器，優(yōu)選帶有螺旋輸送形式的冷卻器。
[0012]本發(fā)明中，儲(chǔ)氣罐6選自現(xiàn)有技術(shù)中的干式氣柜或者濕式氣柜?？扇?xì)怏w壓力調(diào)節(jié)與止回裝置17的作用是保證氣體合適送入布置在燃燒室6中的燃燒器燃燒，作為燃燒室6的穩(wěn)燃?xì)怏w，并阻止氣流倒流，可以選自現(xiàn)有技術(shù)中任何具有該作用的裝置和器件，如調(diào)壓閥連接止回閥。
[0013]本發(fā)明中，冷卻腔16中布置有可以收集冷凝液的冷卻排管，冷卻排管內(nèi)部是冷水或者冷風(fēng)，外面是熱解揮發(fā)分5。產(chǎn)生的冷凝液直接送回?zé)峤馄? 二次裂解。[0014]本發(fā)明中，熱解器4為容積式、管式或回轉(zhuǎn)窯式等中任一種，并至少有2個(gè)揮發(fā)分出口連接通道。
[0015]采用本發(fā)明所提供的利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法和裝置的有益之處是:
I)可以使污泥熱解處理過程變成危險(xiǎn)廢物的處理過程中，不需要建立兩套裝置，或者使用額外的藥劑和工藝裝置來處理危險(xiǎn)廢物；這就避免了危險(xiǎn)廢物的高昂處置費(fèi)和采用送入安全填埋場等方式處理所占據(jù)的填埋場容積，提高了整體經(jīng)濟(jì)性并為含重金屬的危險(xiǎn)廢物提供了一個(gè)低成本、效果良好的出路。而污泥本身在此過程中也被妥善穩(wěn)定化。
[0016]2)由于熱解溫度較高(35(T750°C)，而且處于強(qiáng)還原性氣氛；危險(xiǎn)廢物中除重金屬被穩(wěn)定以外，如含有機(jī)污染物同時(shí)也能被同時(shí)分解及去毒，例如多氯聯(lián)苯PCB類物質(zhì)、二噁英類物質(zhì)以及多溴聯(lián)苯醚類物質(zhì)。必要時(shí)同時(shí)加入石灰或者堿性物質(zhì)還可以提高重金屬的穩(wěn)定效果和中和在熱解過程中的污染性氣體。
[0017]3)通過采用兩個(gè)熱解揮發(fā)分的氣流腔，即I個(gè)帶冷卻排管的氣流腔16和直接導(dǎo)入燃燒室7的氣流腔(流量可調(diào))將熱解揮發(fā)分分成2股，一股導(dǎo)入儲(chǔ)氣罐作為燃燒室的穩(wěn)定燃燒氣體，一股直接燃燒，使處置系統(tǒng)對外部熱源的依賴降低最低，也即使達(dá)到了只有污泥干基熱值足夠高，除了點(diǎn)火以外完全不依賴外面能源就能運(yùn)行。大大提高了系統(tǒng)布置的方便性、降低了系統(tǒng)的能耗要求以及處理費(fèi)用。
[0018]4)通過熱解溫度在35(T750°C的大范圍調(diào)節(jié)可以穩(wěn)定危險(xiǎn)廢物中含有的鎘Cd，鉛Pb,鋅Zn,鉻Cr,鎳Ni,銅Cu,硒Se,猛Mn,鈹Be,鋇Ba,銀Ag等重金屬。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的裝置。
[0020]圖中標(biāo)號:1拌合器；2干燥器；3混合物料；4熱解器；5熱解揮發(fā)分；6儲(chǔ)氣罐；7燃燒室；8高溫?zé)煔猓?降溫后煙氣；10熱解炭；11冷卻器；12外運(yùn)；13氣體凈化器；14冷卻介質(zhì)進(jìn)口 ；15冷卻介質(zhì)出口 ；16冷卻腔；17燃?xì)庹{(diào)壓與止回裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0022]實(shí)施例1
某市污水污泥的干基熱值為15500KJ/kg，含水82%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一批焚燒飛灰需要處理，焚燒飛灰含Pb濃度2800ppm，含Cd濃度達(dá)到400ppm，含二噁英3.6ng/g-1 TEQ,屬于危險(xiǎn)廢物。處理時(shí)，按照污泥干量的20%加入飛灰，混合物料的干基熱值為12400kJ/kg。并加入18kg木屑粉/噸濕污泥；或者每噸濕污泥加入7kg粉碎的廢塑料以補(bǔ)充熱解能量。在帶有攪拌器的罐體式拌合器I中反復(fù)拌合、捏練均勻后，送入干燥器2，干燥器2是回轉(zhuǎn)式滾筒干燥器，煙氣9與污泥直接接觸干燥，廢氣排入氣體凈化器13。干燥后混合物料3再進(jìn)入熱解器4，熱解器4是三段加熱內(nèi)部采用螺旋軸輸送式，最后一段溫度維持在450°C飛50°C之間，充分碳化后熱解炭10排出到冷卻器11中，冷卻器11是螺旋送料的螺旋輸送管外面布置有水冷卻夾套。排出的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度Pb低于0.25ppm,Cd低于0.1ppm,與此同時(shí)飛灰中所含的二噁英分解,殘留濃度0.06ng/g-1 TEQ送入衛(wèi)生填埋場，單獨(dú)填埋，避免與垃圾接觸。即I噸80%的污泥摻混40kg飛灰，I座日處理污泥200噸的污泥處理廠可以處理飛灰8噸。全市污泥產(chǎn)量超過3500噸/日(80%含水率計(jì))，焚燒飛灰產(chǎn)量只有30噸/日，所有的飛灰均可通過此途徑處理而不必進(jìn)入安全填埋廠。采用本發(fā)明污泥和飛灰的處置投資低于30萬/(噸.日)，運(yùn)行費(fèi)用低于300元/噸濕污泥，而飛灰除了運(yùn)輸費(fèi)用外不產(chǎn)生額外的費(fèi)用。單獨(dú)處理飛灰，需要另外建設(shè)一套投資費(fèi)用不低于30萬/(噸.日)的昂貴設(shè)施，且運(yùn)行費(fèi)用按照現(xiàn)有技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)達(dá)到500元/噸或以上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了巨額的投資，并且避免了昂貴的運(yùn)行費(fèi)用，起到有益的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效果。
[0023]實(shí)施例2
某污水污泥的干基熱值為13000KJ/kg，含水70%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一批化工廠排出的含Cr廢渣需要處理，廢渣的含Cr濃度5900ppm，含Cd濃度達(dá)到1000ppm,含水40%，干基熱值5000kJ/kg，屬于危險(xiǎn)廢物。處理時(shí)，按照污泥干量的5%~10%加入此廢渣，混合物料的干基熱值為1090(Tl2600 KJ/kg。在帶攪拌器的罐體式拌合器I中反復(fù)拌合、攪拌均勻后，送入干燥器2，干燥器2是回轉(zhuǎn)式滾筒干燥器，煙氣9與污泥直接接觸干燥，廢氣排入氣體凈化器13。干燥后混合物3再進(jìn)入熱解器4，熱解器4的形式與實(shí)施例I相同，最后一段溫度維持在450°C飛50°C之間，充分碳化后形成熱解炭10排出到冷卻器11，冷卻后的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度Pb低于0.25ppm, Cd低于0.1ppm,送入衛(wèi)生填埋場，單獨(dú)填埋，避免與垃圾接觸。I噸70%的污泥摻混可以摻混15kg~30kg廢渣，I座日處理污泥100噸的污泥處理廠可以處理廢渣1.5^3噸。該廢渣的產(chǎn)量約1.5^3噸每日，只需要I座日處理污泥100噸的污泥熱解處理工廠，可將此廢渣處理完畢而不必采用復(fù)雜的穩(wěn)定化工藝后進(jìn)入安全填埋廠。
[0024]實(shí)施例3
某污水污泥的干基熱值為12000KJ/kg， 已經(jīng)被干化，含水率近0%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一批含重金屬鎘Cd的污泥需要處理；含鎘泥的干基熱值為3000KJ/kg左右，不能維持燃燒，含CM濃度2900ppm(干基),含水60%,浸出檢查證實(shí)屬于典型的危險(xiǎn)廢物。處理時(shí)，按照污泥干量的5%~?Ο%加入此廢渣，混合物料的干基熱值為11100-11550KJ/kg。在帶攪拌器的罐體式拌合器I中加少量水將干污泥稠糊化、與含鎘泥反復(fù)拌合、攪拌均勻后，送入干燥器2，干燥器采用旋盤式間接干燥器，干燥后的物料3送入熱解器4，熱解器是三段回轉(zhuǎn)加熱式，第三段的溫度維持在400°C飛00°C之間，充分碳化后炭10排出到冷卻器11，冷卻器11與實(shí)施例1的形式相同，冷卻后的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度Cd低于0.1ppm,送入衛(wèi)生填埋場，單獨(dú)填埋，避免與垃圾接觸。I噸干污泥摻混150kg^300kg鎘泥，I座日處理污泥50噸的干污泥處理廠可以處理鎘泥7.5^15噸。該鎘泥的產(chǎn)量約7.5~15噸每日，只需要I座日處理污泥50噸的污泥熱解處理工廠，可將此鎘泥處理完畢而不必用復(fù)雜的穩(wěn)定化工藝后進(jìn)入安全填埋場。
[0025]實(shí)施例4
某市污水污泥的干基熱值為15300KJ/kg，含水80%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一批被多氯聯(lián)苯PCBs和Mn，Zn所污染的土壤需要處理，該批被污染的土壤為局部嚴(yán)重污染，總量500噸，含PCBs量·達(dá)到1500ppm,含錳Mn達(dá)1000Oppm,含鋅達(dá)12000ppm。處理時(shí)，按照污泥干量的20%加入被污染的土壤，同時(shí)每噸濕污泥加入15kg的木屑粉和IOkg的石灰粉，混合物料的熱值為11680kJ/kg，在雙軸螺旋輸送機(jī)式拌合器I中反復(fù)拌合、捏練均勻后，送入干燥器2，干燥器2是真空槳葉干燥器，煙氣9與污泥不直接接觸，干燥產(chǎn)生的廢汽先冷凝，不凝性氣體送入燃燒室。煙氣冷卻后排入氣體凈化器凈化。干燥后混合物料3再進(jìn)入熱解器4，熱解器4是兩段加熱的回轉(zhuǎn)式反應(yīng)器，最后一段溫度維持在550°C ^650°C之間。熱解過程中的能量主要來自污泥熱解產(chǎn)生的揮發(fā)分，這時(shí)所有的揮發(fā)分從帶冷卻排管的輸送腔中送入儲(chǔ)氣罐6,儲(chǔ)氣罐6米用高強(qiáng)度玻璃鋼制作的濕式氣柜，同時(shí)在燃燒室內(nèi)補(bǔ)燒部分天然氣使燃燒室溫度達(dá)到1100°C以后再送入熱解器4的外側(cè)加熱，混合物料3充分碳化后形成熱解炭10排出到冷卻器11中，冷卻器11是螺旋送料的螺旋輸送管外面布置有水冷卻夾套。排出的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度Mn低于0.25ppm, Zn低于0.35ppm,與此同時(shí)用氣相色譜/高分辨質(zhì)譜(HRGC-HRMS)測試方法分析土壤中所含的PCBs，發(fā)現(xiàn)全部分解，殘留濃度低于檢測限，可送入填埋廠單獨(dú)填埋或者作為覆蓋土。I噸80%的污泥摻混40kg被污染土壤，I座日處理污泥100噸的污泥處理廠可以處理污染土壤4噸。125天可以處理全部的污染土壤而額外的設(shè)施費(fèi)用僅僅是溫度無法達(dá)到1100°C時(shí)的補(bǔ)燒燃?xì)?，在大多?shù)的情況下是不必要的。
[0026]實(shí)施例5
某市污水污泥的干基熱值為15300KJ/kg，含水70%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一含多溴聯(lián)苯醚PBDEs (27 μ g/kg)及含Cd，Be, Cu的電子垃圾處理后產(chǎn)生的污泥，含水60%，無熱值。含Cd達(dá)500ppm，Be達(dá)155ppm，Cu含量達(dá)到3000ppm，均為干基。主要是以氯鹽形式存，采用本發(fā)明技術(shù)處置時(shí)，將該工業(yè)污泥與污水污泥按照1:10的比例混合，另按照5kg/噸濕污泥加入石灰、由雙軸捏練機(jī)形式的拌合器捏練混合，混合物料的干基熱值為13434kJ/kg，送入真空槳葉式干燥器，然后干燥后的混合物料送入熱解器，熱解器采用二段式加熱的螺旋輸送式熱解器，外側(cè)有煙氣套管加熱。干燥側(cè)產(chǎn)生的蒸汽用堿液冷凝，不凝性氣體導(dǎo)入燃燒室。煙氣冷卻后送入凈化器凈化后排放。熱解器中的熱解溫度維持在35(T450°C之間，熱解產(chǎn)生的揮發(fā)分約2/3冷卻后送入儲(chǔ)氣罐，約1/3的揮發(fā)分直接導(dǎo)入燃燒室燃燒，當(dāng)燃燒室出口煙氣溫度不足1000°C時(shí)投入輔助燃料(液化氣、天然氣或者燃料油)燃燒，保障燃燒室出口不低于1000°C。熱解產(chǎn)生的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度CM低于0.1ppm, Cu低于0.30ppm,Be的浸出濃度不高于0.05ppm,多溴聯(lián)苯醚PBDEs檢測值為1.lng/kg，可送入衛(wèi)生填埋場填埋或者作為覆蓋土。
[0027]實(shí)施例6
某市污水污泥的干基熱值為14300KJ/kg，含水72%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一含鎳Ni，銅Cu，鋇Ba和銀Ag的冶煉廠污泥，含水40%，無熱值。含Ni達(dá)5000ppm，Cu達(dá)7000ppm, Ba達(dá)2400ppm, Ag達(dá)450ppm,均為干基濃度。采用本發(fā)明技術(shù)處置時(shí),將該冶煉廠污泥與 污水污泥按照100:25的比例由雙軸捏練機(jī)形式的拌合器捏練混合，形成顆粒，混合物料的干基熱值為9311kJ/kg。顆粒送入直接接觸的帶式干燥器，然后干燥后的混合物料送入熱解器，熱解器采用三段式加熱的螺旋輸送式熱解器，外側(cè)有煙氣套管加熱。最后一段的熱解溫度維持在65(T750°C之間，熱解產(chǎn)生的揮發(fā)分約1/3冷卻后送入儲(chǔ)氣罐，約2/3的揮發(fā)分直接導(dǎo)入燃燒室燃燒，當(dāng)燃燒室出口煙氣溫度不足1100°C時(shí)投入輔助燃料(液化氣、天然氣、燃料油)燃燒。高溫?zé)煔庠跓峤馄髦薪禍睾笏腿敫稍锲髦苯优c混合物料接觸，產(chǎn)生的廢氣送入凈化裝置；熱解產(chǎn)生的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度Cu低于0.46ppm,Ni低于0.38ppm, Ba低于0.23ppm, Ag低于0.024ppm。在煙氣脫硝系統(tǒng)可用作脫硝催化劑，在400°C以NH3為還原劑、NH3與NOx的量比為1.2時(shí)，脫硝效率達(dá)到90%以上；廢棄的催化劑仍可送入衛(wèi)生填埋場單獨(dú)填埋或者作為覆蓋土。[0028]上述實(shí)施例展示了本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中可采用的實(shí)施模式。但是本發(fā)明包含任何用污泥熱解過程來處理和穩(wěn)定含重金屬污染物的過程。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性好處在于處理污泥的同時(shí)，能處理其它含有重金屬的污染物，不管后者有無熱值和是否同時(shí)含有其它的污染物。
【權(quán)利要求】
1.一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法，其特征在于具體步驟如下: 含水率0%~80%的脫水污泥進(jìn)入拌合器(I)，與要處理的含有重金屬的危險(xiǎn)廢物均勻混合，混合后物料的干基熱值不低于9000kJ/kg ;混合有含重金屬的危險(xiǎn)廢物的污泥送入干燥器(2)，利用熱源干燥混合物料(3)，當(dāng)混合物料含水率低于(10)%時(shí)，送入熱解器(4)，在熱解器⑷中進(jìn)行熱解產(chǎn)生熱解揮發(fā)分(5)和熱解炭(10);控制熱解溫度為35(T750°C，高溫的熱解炭(10)送入冷卻器(11)冷卻，冷卻后的炭送到最終處理環(huán)節(jié)衛(wèi)生填埋場甚至做催化劑再利用；熱解揮發(fā)分(5)分成兩股流動(dòng)通過輸送腔室，一股熱解揮發(fā)分(5)經(jīng)過冷卻腔(16)后送入儲(chǔ)氣罐(6)，儲(chǔ)氣罐(6)的可燃?xì)怏w通過壓力調(diào)節(jié)裝置后送入布置在燃燒室(6)中的燃燒器進(jìn)氣管，作為燃燒室(6)的穩(wěn)燃?xì)怏w，保證另一股熱解揮發(fā)分不經(jīng)過冷卻直接送進(jìn)燃燒室后能立即著火穩(wěn)定燃燒；另一股熱解揮發(fā)分直接送至燃燒室(7);儲(chǔ)氣罐(6)底部的冷凝液以及冷卻過程中產(chǎn)生的冷凝液再送入熱解器(4)進(jìn)行二次裂解；燃燒室(7)產(chǎn)生的高溫?zé)煔?8)送回?zé)峤馄?4)的受熱面熱源側(cè)作為熱源提供熱解所需的熱量；隨后減溫后的煙氣(9)送入干燥器(2)對混合污泥進(jìn)行干燥；干燥產(chǎn)生的廢氣以及冷卻后的煙氣分別或者合成一股流送入氣體凈化器(13)凈化后排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述熱解溫度為45(T650°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述含有重金屬的危險(xiǎn)廢物為含鎘、鉛、鋅、鉻、鎳、銅、硒、錳、鈹、鋇或銀其中的一種或者多種金屬的污泥、殘?jiān)蛲寥?；或者是廢棄物焚燒產(chǎn)生的飛灰。
4.一種如權(quán)利要求1所述的利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法使用的裝置，其特征在于包括拌合器⑴、干燥器⑵、熱解器⑷、儲(chǔ)氣罐(6)、燃燒室(7)、冷卻器(11)、冷卻腔(16)和燃?xì)庹{(diào)壓與止回裝置(16)，其中:拌合器⑴的出口連接干燥器(2)，干燥器⑵的混合物料出口連接熱解器(4)，干燥器(2)的煙氣進(jìn)口連接熱解器(4)，熱解器(4)的熱解揮發(fā)分一路通過冷卻腔(16)連接儲(chǔ)氣罐(6)，熱解器(4)的熱解揮發(fā)分另一路通過管道連接燃燒室(7);熱解器(4)的熱解炭出口連接冷卻器(11)，儲(chǔ)氣罐(6)通過燃?xì)庹{(diào)壓與止回裝置(17)和管道連接燃燒室(7);干燥器(2)連接氣體凈化器(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于拌合器(I)采用具有攪拌器、進(jìn)口和出口的容器；或者具有一根或者一根以上螺旋軸的螺旋輸送捏練機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述干燥器(2)為真空槳葉干燥器、旋盤干燥器、滾筒式干燥器、帶式干燥器或流化床干燥器中任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于冷卻腔(16)中布置有可收集冷凝液的冷卻排管，冷卻排管內(nèi)部是冷水或者冷風(fēng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于熱解器(4)為容積式、管式或回轉(zhuǎn)窯式中任一種，并至少有2個(gè)揮發(fā)分出口連接通道。
【文檔編號】C02F11/10GK103663896SQ201310560540
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】戴曉虎, 陳德珍, 薛香玉, 竇曉敏 申請人:同濟(jì)大學(xué)