一种污泥和垃圾飞灰混合焚烧无害化处置及综合利用的方法与流程

本发明属于固废处理领域，具体的说，涉及一种污泥和垃圾飞灰混合焚烧无害化处置及综合利用的方法。

背景技术：

随着城镇化进程的发展，环境问题也越来越严峻。污水排放量，城镇生活垃圾产生量不断增加，随之污水处理过程中产生的污泥和垃圾焚烧发电厂产生的飞灰也不断增多。

污泥是指污水处理厂在处理污水后残留下的固态，半固态及液态废弃物，含有大量的有机物和氮磷等营养物，重金属以及致病菌和病原菌等，且常常伴有恶臭气体。目前污泥的处理处置方法有堆肥处理，水体消纳，卫生填埋，焚烧处理和土地利用等，而这些处理方法产生二次污染严重，都无法对污泥进行经济有效的无害化处理及资源化利用。

飞灰是指在垃圾焚烧发电厂烟气净化系统中收集而得的残余物，垃圾焚烧飞灰含有大量的重金属和二噁英等有毒有害物质，世界卫生组织国际癌症研究中心将二噁英确定为一级致癌物。目前处理的方法有：固化填埋、水洗稳定化处理、热处理、化学稳定化处理、重金属提取、生物淋滤处理方法、电渗析法等。现有的处理技术，都无法对垃圾飞灰进行经济有效的无害化处置及资源化利用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种采用焚烧法实现污泥和垃圾飞灰混合焚烧无害化处置的方法，即利用成熟的冶金设备回转窑技术无害化处置污泥和垃圾飞灰混合料，在实现无害化处置的同时，残渣可用作轻质骨料、制砖等建筑材料。

一种污泥和垃圾飞灰混合焚烧无害化处置及综合利用的方法，按如下步骤进行：

(1)按重量份数配取含水率85％以上的污泥36～40份，垃圾飞灰36～40份，吸氯剂10～12份，助燃剂10～16份、有机粘接剂1-3份；

(2)将配好的料进入混料机混合；

(3)将经过混合的料运入缓冲仓；

(4)将混合料运入圆盘造球机造球，同时加入粘接剂、经筛分后送入已预热800℃的回转窑、焚烧，焚烧温度控制在≥1000℃，实现污泥和垃圾飞灰混合焚烧高温解毒；

(5)将焚烧后的残渣收集待用，焚烧抽风过程中产生的烟气经过烟气净化系统处理后，再通过排烟系统达标排放。

上述烟气净化系统包括二燃室、换热器、急冷塔、湿法脱酸、混合器、袋式除尘器、活性炭吸附器及水处理系统。

经烟气净化系统处理的烟气达到排放标准后，在烟气排烟系统内经过换热器升温后经烟囱排放。

上述步骤(5)收集待用的残渣用作制砖等建筑材料。

上述烟气净化时二噁英去除采用二次活性炭吸附，一次在袋式除尘器前，由文丘里混合器喷入活性炭粉，去除95％以上的二噁英，另一次在袋式除尘器后，加入活性炭吸附器，其二噁英去除效率达到99％以上。

混合焚烧特点

随着城市生活污水与工业废水排放量的日益增加，城市污水污泥的迅速增长与污泥处置能力和处置成本之间矛盾日益突出。同时，城市垃圾焚烧飞灰作为危险废物，填埋场填埋能力和使用期限受到限制，垃圾焚烧飞灰的处理处置同样非常棘手。因此，探索低成本下两种废物共同处理处置以及资源化利用具有重要意义。

1、污泥中的固体粒子为水合物，细小带电，所以污泥形成一种稳定的胶体悬浮液，使污泥中固体和水的分离，即浓缩和脱水都比较困难。目前在污泥单独焚烧处置过程中，污泥脱水成本约占整个处理处置成本的50％左右，高脱水成本限制了污泥单独焚烧无害化处置产业发展。而垃圾焚烧飞灰颗粒细小均匀，含水率小于2％，且含有氯盐，钙盐等成分，呈碱性，利用飞灰中的富盐特性及气孙结构，改变污泥胶体结构，破坏胶体稳定性，实现飞灰调理污泥脱水。污泥和垃圾飞灰按一定比例混合后，污泥的脱水程度和脱水速度都得到较大程度提高，而且，随着飞灰投放量的增加，对污泥的调理程度不断提高，从而可大幅度降低了污泥脱水成本。

2、城市污泥中含有大量的有机物和一定量的纤维素木质素。焚烧正是利用污泥中有机成分较高、具有一定热值等特点来处置污泥。脱水后的污泥发热量约836KJ/kg，污泥和垃圾飞灰混合焚烧，可以利用污泥高温燃烧分解产生的热量提供部分焚烧能量给飞灰，从而降低飞灰焚烧能耗。

3、飞灰中氯化物主要以NaC1、KC1等化合物形式存在，这些物质在一定程度上均溶解于水，含水率85％的污泥与飞灰混合后，借助机械搅拌，将溶解盐类和重金属浸取至液相中。混合处理后飞灰中残余氯化物含量大大降低，重金属Pb、Zn、Cb等浸出性减弱。与污泥混合后的飞灰在后来的焚烧处理过程中不产生氯化物，消除了焚烧残渣的腐蚀性和浸出。将污泥和垃圾飞灰混合焚烧，在环境危害最小化和经济效益最大化中寻求到了最佳平衡点，真正实现低成本下两种废物协同共处置及资源化利用。

二噁英的控制:

污泥和垃圾飞灰在回转窑焚烧过程中温度≥1000℃，较高的焚烧温度使二噁英彻底分解，同时加入的吸氯剂生成CaCl2，阻止二噁英的生成,烟气中二噁英急剧下降；另外，烟气在急冷塔急冷后，烟气中会重新合成少量二噁英，本系统还采用二次活性炭吸附，一次在袋式除尘器前，由文丘里混合器喷入活性炭粉，去除95％以上的二噁英，另一次在袋式除尘器后，加入活性炭吸附器，其二噁英去除效率达到99％以上。

重金属的控制：

污泥和垃圾飞灰中的重金属在焚烧过程中，由于焚烧温度达到1000℃以上，使重金属氧化物熔融成液相，液相在冷却过程中形成玻璃熔融体，重金属不再产生浸出毒性，完全满足国家对重金属浸出毒性要求。

回转窑系统采用负压操作，烟气和粉尘易于集中和收集，环境条件好，不会产生二次污染。

污水经水处理系统处理后循环使用,生产过程中产生的除尘灰和污水处理产生的污泥返回循环配用。

有益效果：

(1)社会保有量大且快速增长的污泥和垃圾飞灰经过回转窑工艺系统处理后，能完全实现污泥和垃圾飞灰混合焚烧无害化处置；同时回转窑工艺都是成熟的大规模生产工艺，能够实现污泥和垃圾飞灰的大规模无害化处置。

(2)污泥与圾飞灰混合焚烧，为污泥的脱水和调理提供了可靠条件，同时污泥高水分含量与飞灰共处理为飞灰氯的有效去除提供了途径。焚烧过程中产生的烟气经过处理后完全实现达标排放，不存在二次污染。残渣可用作制砖等建筑材料，从而实现了污泥和垃圾飞灰混合焚烧无害化协同处置及资源化利用，达到了“无害化、稳定化、减量化、资源化”的目的。

本发明根据污泥和垃圾飞灰的自身特点，将两者很好的结合在一起进行处理，能够实现污泥和垃圾飞灰的大规模无害化处置。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示：取含水率85％以上的污泥38t、垃圾飞灰36t、吸氯剂10t、助燃剂14t、；机粘结剂2t，

将配好的料进入混料机混合；

将经过混合的料进入缓冲仓并均匀进入圆盘造球机造球(同时加入有机粘结剂)；球粒度控制在6-12mm；

将造好的混合料球团经辊筛筛分后送入回转窑窑头内，通过点火系统点火后的混合料球团在回转窑中焚烧并在回转窑旋转过程中向窑尾移动，焙烧结温度控制在≥1000℃，实现污泥和垃圾焚烧飞灰混和焚烧高温解毒；到达窑尾时混合料球团中的助燃剂已经完全燃烧，混合料球团残渣经过出渣机收集到残渣仓中。残渣送往建材厂作制砖等建筑材料。

焚烧过程中的烟气在风机作用下进入二燃室，二燃室的温度≥1100℃(燃烧器燃料采用天然气或液化气)，使二噁英等有害物质在高温下分解。然后烟气依次经过换热器、急冷塔、湿法脱酸、混合器、袋式除尘器、活性炭吸附器、换热器、烟囱实现达标排放。

湿法脱酸的水循环使用，当循环水失效或污泥浓度超标时经水处理系统处理后再循环使用，产生的污泥和袋式除尘器产生的除尘灰收集后返回循环处理。

实施例2：

如图1所示：取含水率85％以上的污泥36t、垃圾飞灰40t、吸氯剂12t、助燃剂10t、有机粘结剂2t；

将配好的料进入混料机混合；

将经过混合的料进入缓冲仓并均匀进入圆盘造球机造球(同时加入有机粘结剂)；球粒度控制在6-12mm；

将造好的混合料球团经辊筛筛分后送入回转窑窑头内，通过点火系统点火后的混合料球团在回转窑中焚烧并在回转窑旋转过程中向窑尾移动，焙烧结温度控制在≥1000℃，实现污泥和垃圾焚烧飞灰混和焚烧高温解毒；到达窑尾时混合料球团中的助燃剂已经完全燃烧，混合料球团残渣经过出渣机收集到残渣仓中。残渣送往建材厂作制砖等建筑材料。

焚烧过程中的烟气在风机作用下进入二燃室，二燃室的温度≥1100℃(燃烧器燃料采用天然气或液化气)，使二噁英等有害物质在高温下分解。然后烟气依次经过换热器、急冷塔、湿法脱酸、混合器、袋式除尘器、活性炭吸附器、换热器、烟囱实现达标排放。

湿法脱酸的水循环使用，当循环水失效或污泥浓度超标时经水处理系统处理后再循环使用，产生的污泥和袋式除尘器产生的除尘灰收集后返回循环处理。

实施例3：

如图1所示：取含水率85％以上的污泥40t、垃圾飞灰38t、吸氯剂8t、助燃剂12t、有机粘结剂2t；

将配好的料进入混料机混合；

将经过混合的料进入缓冲仓并均匀进入圆盘造球机造球(同时加入有机粘结剂)；球粒度控制在6-12mm；

将造好的混合料球团经辊筛筛分后送入回转窑窑头内，通过点火系统点火后的混合料球团在回转窑中焚烧并在回转窑旋转过程中向窑尾移动，焙烧结温度控制在≥1000℃，实现污泥和垃圾焚烧飞灰混和焚烧高温解毒；到达窑尾时混合料球团中的助燃剂已经完全燃烧，混合料球团残渣经过出渣机收集到残渣仓中。残渣送往建材厂作制砖等建筑材料。

焚烧过程中的烟气在风机作用下进入二燃室，二燃室的温度≥1100℃(燃烧器燃料采用天然气或液化气)，使二噁英等有害物质在高温下分解。然后烟气依次经过换热器、急冷塔、湿法脱酸、混合器、袋式除尘器、活性炭吸附器、换热器、烟囱实现达标排放。

湿法脱酸的水循环使用，当循环水失效或污泥浓度超标时经水处理系统处理后再循环使用，产生的污泥和袋式除尘器产生的除尘灰收集后返回循环处理。