具有除塵功能的污泥干化與造粒一體化系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有除塵功能的污泥干化與造粒一體化系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]至2014年，我國(guó)城市污水處理量已達(dá)到1.49億立方米/天。城市生活污水和工業(yè)廢水在得到凈化的過(guò)程中，產(chǎn)生的污泥(含水率80%)已達(dá)2億噸/年。這些污泥由于含有病源微生物、多種有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物以及重金屬，含水率高而體積龐大，因此，是一類危害性極大的固體廢棄物。世界上對(duì)污泥的處理，通常采用衛(wèi)生填埋、土地利用和焚燒三方法。但是，我國(guó)的國(guó)情:一是污泥的數(shù)量和體積特別大，根本沒(méi)有適合污泥填埋的空間；二是由于生活污水和工業(yè)廢水合并處理，從而使污泥的成分非常復(fù)雜，特別是重金屬含量很高，無(wú)法土地利用；三是不僅在經(jīng)濟(jì)上無(wú)法承受高額的污泥焚燒處理費(fèi)用，而且污泥焚燒需要消耗大量的能源。因此，國(guó)外的污泥處理方法在我國(guó)無(wú)法實(shí)施。目前我國(guó)大部分污泥只經(jīng)過(guò)初步處理后，便進(jìn)行無(wú)序地臨時(shí)堆存或簡(jiǎn)單填埋，不僅占用大面積的土地資源，而且破壞生態(tài)環(huán)境和污染地下水資源，對(duì)人體健康帶來(lái)嚴(yán)重的不良影響，因此，如果對(duì)污泥不加以徹底的處理與控制，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。
[0003]污泥無(wú)害化、減量化和資源化處理是世界各國(guó)共同努力的目標(biāo)，
而降低污泥的含水率和減小污泥的體積，首先使污泥實(shí)現(xiàn)減量化，是最終實(shí)現(xiàn)污泥無(wú)害化和資源化處理的關(guān)鍵。實(shí)踐已表明，“熱干化”是污泥深度脫水和減少體積最有效的方法，但是，污泥熱干化是能量?jī)粝牡倪^(guò)程，能耗費(fèi)用通常占污泥處理總費(fèi)用的百分之八十以上，因而存在“能耗瓶頸”。
[0004]中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主，中國(guó)煤炭年消費(fèi)量超過(guò)36億噸，約占國(guó)內(nèi)能源總消費(fèi)66%，占世界煤炭消費(fèi)總量的49.33%，在未來(lái)的二十年里，中國(guó)整體煤炭消費(fèi)量仍將保持較高水平。然而，我國(guó)的能源利用率僅為35%左右，全國(guó)各地遍布的大大小小熱電廠，排放的煙氣溫度一般在120?200°C之間，大量的能源以廢能的形式通過(guò)煙氣被排放而損失掉，熱電廠排放的煙氣中所蘊(yùn)藏的巨大潛能，正是污泥低溫干化最理想的熱源。在熱煙氣排放損失能源的同時(shí)，雖然煙氣經(jīng)過(guò)電除塵或布袋除塵等除塵設(shè)備以及脫硫系統(tǒng)的處理，仍有大量的煙塵排入大氣層中，據(jù)有關(guān)部分的調(diào)查研究表明，燃煤通過(guò)煙氣排放對(duì)中國(guó)PM2.5年均濃度的“貢獻(xiàn)”在51%至61%之間，因此，燃煤是造成我國(guó)霧霾日益嚴(yán)重的最根本原因。
[0005]我們發(fā)明的一種具有除塵功能的污泥干化與造粒一體化系統(tǒng)與方法，不僅充分利用了煙氣余熱，徹底克服了污泥熱干化的“能耗瓶頸”，而且在濕污泥與熱煙氣直接接觸進(jìn)行干化與造粒過(guò)程中，一方面可以吸附煙氣中難以被現(xiàn)有除塵脫硫系統(tǒng)去除的微小顆粒物(PM2.5和PM 1(:)，以及二氧化硫，并將它們包裹在污泥顆粒中，另一方面可以將污泥干化過(guò)程中產(chǎn)生的塵去除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有除塵功能的污泥干化與造粒一體化系統(tǒng)及其方法。
[0007]一種具有除塵功能的污泥干化與造粒一體化系統(tǒng)具有污泥干化造粒裝置，污泥干化造粒裝置設(shè)有進(jìn)氣口、出氣口、進(jìn)料口、出料口，熱電廠鍋爐與第一電動(dòng)閘閥、第一排氣管道、多管旋風(fēng)除塵器、第一引風(fēng)機(jī)、第二排氣管道、進(jìn)氣口順次相連，進(jìn)料口與污泥分散器、螺旋輸送機(jī)、雙螺旋定量進(jìn)泥機(jī)、地埋式污泥儲(chǔ)存?zhèn)}底部順次相連，出料口與封閉式皮帶輸送機(jī)、成品倉(cāng)順次相連，出氣口與濾塵煙道、第二電動(dòng)閘閥、第三排氣管道、除塵裝置、脫硫裝置、第二引風(fēng)機(jī)、第四排氣管道和煙囪順次相連。
[0008]另一種具有除塵功能的污泥干化與造粒一體化系統(tǒng)具有污泥干化造粒裝置，污泥干化造粒裝置設(shè)有進(jìn)氣口、出氣口、進(jìn)料口、出料口，熱電廠鍋爐與除塵裝置、第一電動(dòng)閘閥、第一引風(fēng)機(jī)、第二排氣管道、進(jìn)氣口順次相連，進(jìn)料口與污泥分散器、螺旋輸送機(jī)、雙螺旋定量進(jìn)泥機(jī)、地埋式污泥儲(chǔ)存?zhèn)}底部順次相連，出料口與封閉式皮帶輸送機(jī)、成品倉(cāng)順次相連，出氣□與濾塵煙道、第二電動(dòng)閘閥、第三排氣管道、脫硫裝置、第二引風(fēng)機(jī)、第四排氣管道和煙囪順次相連。
[0009]所述的污泥分散器固定在進(jìn)料口中央，它有兩種形式:第一種形式是由1-2根鋼絲和2片分隔片組成，鋼絲長(zhǎng)度20-35cm，2片分隔片的上方無(wú)間隙相拼接，下方分開(kāi)，使分隔片以65° -85°的傾角相兩邊分開(kāi)，鋼絲與分隔片上緣之間有3-5cm的間距，分隔片的長(zhǎng)度20-35cm，寬度10-20cm，厚度1-1.5mm ;第二種形式是由微型電動(dòng)機(jī)與污泥摔出器兩部分組成。
[0010]所述的濾塵煙道18安裝在污泥干化造粒裝置出氣口上方垂直煙道段，它由內(nèi)、夕卜兩層組成，兩層之間有l(wèi)_2cm的間隙，內(nèi)層安裝有螺旋式上升的隔板，內(nèi)層壁上設(shè)有落塵溝，落塵溝下段與內(nèi)、外兩層的間隙相通。
[0011]所述的污泥干化造粒裝置的筒體直徑為1.8?3.5m，長(zhǎng)為18?35m。
[0012]一種具有除塵功能的污泥干化與造粒一體化方法，包括如下步驟:
1)將含水量占總重量質(zhì)量百分比為80?85%的污水處理廠污泥，用封閉式污泥輸送車送入地埋式污泥儲(chǔ)存?zhèn)}；
2)通過(guò)安裝在地埋式污泥儲(chǔ)存?zhèn)}底部的雙螺旋定量進(jìn)泥機(jī)，將污泥分割為小塊狀，用螺旋輸送機(jī)，均勻連續(xù)地送入進(jìn)料口，經(jīng)過(guò)污泥分散器，使污泥變?yōu)楦〉膲K體，輸入污泥的速度與煙氣進(jìn)行熱交換反應(yīng)的速度同步；
3)熱電廠鍋爐排放的溫度為120°C?200°C的煙氣，經(jīng)過(guò)多管旋風(fēng)除塵器除去煙氣中大部分粒徑> 10微米的顆粒物，然后通過(guò)第一引風(fēng)機(jī)送入污泥干化造粒裝置內(nèi)，第一電動(dòng)閘閥調(diào)節(jié)風(fēng)門開(kāi)啟度的大小，控制煙氣的流量；
4)轉(zhuǎn)動(dòng)污泥干化造粒裝置，使污泥與熱煙氣充分接觸，污泥在從煙氣中吸收熱量使水分蒸發(fā)的同時(shí)，吸收煙氣中的PM2.5和PM:。細(xì)小微粒和二氧化硫，并將它們包裹在顆粒中；
5)當(dāng)污泥干化至含水率為40?45%時(shí)，自然形成粒徑為I?8mm的污泥顆粒，完成干化與造粒過(guò)程后，污泥顆粒通過(guò)封閉式皮帶輸送機(jī)進(jìn)入污泥成品庫(kù)，在冷卻時(shí)進(jìn)一步脫水，含水率降至< 30%，體積減少至三分之一以下，并保存95%原始熱值，作為輔助燃料與煤一起摻燒，也可以作為燒制輕質(zhì)節(jié)能磚、陶粒、水泥的原料；
6)煙氣經(jīng)過(guò)污泥干化后的尾氣，從出氣口排出，經(jīng)過(guò)濾塵煙道，除去懸浮顆粒物，然后進(jìn)入除塵裝置和脫硫裝置，通過(guò)除塵和脫硫處理后，達(dá)標(biāo)排放。
[0013]另一種具有除塵功能的污泥干化與造粒一體化方法，包括如下步驟:
1)將含水量占總重量質(zhì)量百分比為80?85%的污水處理廠污泥，用封閉式污泥輸送車送入地埋式污泥儲(chǔ)存?zhèn)}；
2)通過(guò)安裝在地埋式污泥儲(chǔ)存?zhèn)}底部的雙螺旋定量進(jìn)泥機(jī)，將污泥分割為小塊狀，用螺旋輸送機(jī)，均勻連續(xù)地送入進(jìn)料口，經(jīng)過(guò)污泥分散器，使污泥變?yōu)楦〉膲K體，輸入污泥的速度與煙氣進(jìn)行熱交換反應(yīng)的速度同步；
3)熱電廠鍋爐排放的溫度為120°C?200°C的煙氣，經(jīng)過(guò)除塵裝置，除去煙氣中絕對(duì)大部分煙塵，然后通過(guò)第一引風(fēng)機(jī)送入污泥干化造粒裝置內(nèi)，第一電動(dòng)閘閥調(diào)節(jié)風(fēng)門開(kāi)啟度的大小，控制煙氣的流量；
4)轉(zhuǎn)動(dòng)污泥干化造粒裝置，使污泥與熱煙氣充分接觸，污泥在從煙氣中吸收熱量使水分蒸發(fā)的同時(shí)，吸收煙氣中的PM2.5和PM:。細(xì)小微粒和二氧化硫，并將它們包裹在顆粒中；
5)當(dāng)污泥干化至含水率為40?45%時(shí)，自然形成粒徑為I?8mm的污泥顆粒，完成干化與造粒過(guò)程后，污泥顆粒通過(guò)封閉式皮帶輸送機(jī)進(jìn)入污泥成品庫(kù)，在冷卻時(shí)進(jìn)一步脫水，含水率降至< 30%，體積減少至三分之一以下，并保存95%原始熱值，作為輔助燃料與煤一起摻燒，也可以作為燒制輕質(zhì)節(jié)能磚、陶粒、水泥的原料；
6)煙氣經(jīng)過(guò)污泥干化后的尾氣，從出氣口排出，經(jīng)過(guò)濾塵煙道，除去懸浮顆粒物，然后進(jìn)入脫硫裝置，通過(guò)脫硫處理后達(dá)標(biāo)排放。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果:
I)利用煙氣余熱干化污泥，可以在不消耗新能源的情況下，將污水處理廠污泥的含水率降至30%以下，使污泥體積減少至三分之一以下，首先使污泥實(shí)現(xiàn)減量化，為污泥的無(wú)害化和資源化處理完成了關(guān)鍵一步。
[0015]2)采用濕污泥與熱煙氣直接接觸的干化方式，不僅大大提高了污泥干化的熱利用率，更重要的是污泥能夠吸收煙氣中PM2.5和PM i。以及二氧化硫，從而起到了對(duì)大氣污染的源頭控制作用。
[0016]3)由于在進(jìn)料口安裝了污泥分散器，增加了濕污泥與熱煙氣的接觸面積，從而可以提高干化效率和吸附更多的煙塵；由于在出氣口安裝了濾塵煙道，除去了尾氣中懸浮的顆粒物，為后續(xù)的煙氣除塵和脫硫減輕了污染負(fù)荷，從而大大提高了除塵脫硫的效果。
[0017]4)由于煙氣溫度120-200°C干化污泥，污泥中水分蒸發(fā)的濕球溫度僅為48_68°C，在此低溫條件下完成污泥干化與造粒過(guò)程，污泥中的有機(jī)物不會(huì)被破壞，因此保存了污泥95%的原始熱值，干化后的污泥顆粒作為輔助燃料貢獻(xiàn)1500-2500kcal/kg的熱值，也可以作為燒制輕質(zhì)節(jié)能磚、陶粒、水泥的原料，真正開(kāi)辟了一條以廢治廢、節(jié)能減排、廢物循環(huán)利用的新途徑