本发明涉及一种污泥蒸汽干化加焚烧方法及系统。
背景技术：
随着城市的发展，环境保护越来越受到重视。城市污水处理厂产生的污泥之中，浓缩了污水中的各种污染物，对周围环境影响较大。随着城市污水处理厂的建设不断加快，污水处理规模不断增大，污水处理厂的污泥产量大幅增长，使得污泥的处理问题更为突出。
污泥中浓缩的污染物主要包括无机、有机污染物，含有大量的病原体和多种重金属元素，因此，必须对污泥进行妥善处理。污泥处理就是要对污泥进行深度无害化处理，彻底解决污泥对环境的污染及对人类的危害。全国绝大多数污水处理厂的通常做法是，对污泥未经处理或者经过简单处理后，直接运到垃圾场与垃圾混合填埋、随意堆放，远远达不到卫生填埋标准；常年的堆放，蚊蝇滋生，农作物及各方面都将受到毁灭性伤害，导致严重的二次污染，违背了环境保护的原则，更谈不上资源循环利用。
目前，国内基本是污泥浓缩和脱水技术，污泥经浓缩和脱水后，一般只能将污泥的含水率降至80％左右，如此高的含水率不利于污泥的后续运输和处置。污泥干化焚烧的方式可以实现污泥减量化和无害化，使污泥得到有效的处理和资源化的利用，是国内外污泥处置的发展方向。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种市政污泥无害化、减量化、资源化处置的污泥蒸汽干化加焚烧方法及系统。
为达到上述目的，本发明一种污泥蒸汽干化加焚烧方法，该方法包括以下步骤：
(1)将污泥进行干化处理；
(2)将干化处理后的污泥进行燃烧；
(3)将干化污泥燃烧产生的烟气经水冷装置冷却；
(4)将水冷装置内产生的过热蒸汽用于步骤(1)。
较佳的，所述步骤(1)之后还包括以下步骤：
(1)将干化处理后的污泥送入干污泥仓；
(2)将干化中释放的废气冷凝；
(3)将冷凝后的废气通入燃烧器助燃。
较佳的，所述步骤(4)之后还包括以下步骤：
(1)将步骤(1)中过热蒸汽和干化产生的废气一起排出冷凝；
(2)将步骤(3)中冷却后的烟气进行冷凝处理；
(3)将冷凝处理后的烟气进行烟气处理后排放。
较佳的，所述步骤(1)之前还包括步骤：将污泥进行压滤处理。
为达到上述目的，本发明一种污泥蒸汽干化加焚烧系统，包括干化装置和燃烧装置；所述燃烧装置包括用于焚烧污泥的蒸汽锅炉和用于间接冷却燃烧烟气的水冷装置；所述蒸汽锅炉包括燃烧器；所述水冷装置包括用于分离冷却水与过热蒸汽的汽包；所述水冷装置与所述燃烧器的烟气出气口连接；
所述干化装置包括用于干化加热污泥的蒸汽干化炉和与所述蒸汽干化炉入口连接的干污泥仓；所述干污泥仓出口与所述蒸汽锅炉入口连接；
所述水冷装置的汽包出口与所述蒸汽干化炉连通。
较佳的，所述水冷装置截面为圆环形；所述水冷装置还包括烟气管道、软水管道以及水箱；所述水冷装置中心为烟气管道，所述水冷装置的烟气管道外侧环绕软水管道；所述水冷装置的烟气管道与所述蒸汽锅炉的燃烧器出气口连通；所述水冷装置的软水管道进口与水箱连接；所述水冷装置的软水管道出口与所述汽包入口连接。
较佳的，还包括对污泥进行处理的机械压滤装置和净化装置；
所述机械压滤装置包括机械压滤机和可拆卸连接在机械压滤机上的压滤废水箱；
所述净化装置包括第二冷凝器、与第二冷凝器连接的烟气处理器、与所述烟气处理器连接的烟囱、以及固定连接在所述烟囱入口的引风机；第二冷凝器入口与所述水冷装置的烟气管道出口连接。
较佳的，所述碳化装置还包括第一冷凝器，所述蒸汽干化炉出气口与第一冷凝器入口连接；所述第一冷凝器连接有用于收集冷凝水的第一冷凝废水箱；所述第一冷凝器的出口与所述蒸汽锅炉的燃烧器连通；
所述燃烧装置还包括设置在蒸汽锅炉一侧的鼓风机。
较佳的，所述水冷装置的软水管道内设置有低水位检测器和高水位检测器；在所述水冷装置的软水管道入口与所述水箱连接处设置有电控阀门，所述高水位检测器、所述低水位检测器以及所述电控阀门通讯连接；
所述高水位检测器用于控制电控阀门的关闭，所述低水位检测器用于控制电控阀门的开启。
本发明市政污泥干化所需热源大部分由自身燃烧烟气带来，节省燃料；蒸汽锅炉产生的烟气经净化装置处理后，达标排放；系统流程中，产生的废水接入污水厂处理，灰渣外运，妥善无害化填埋处理，基本无二次污染；冷凝器采用间接冷却方式，冷却水无需处理，可循环利用，减少耗水量。干化后的干污泥和蒸汽锅炉废气，经过焚烧炉的焚烧，得到无害化、减量化、资源化处置。
附图说明
图1是本发明实施例1-2的污泥蒸汽干化加焚烧方法的整体流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例1
如图1所示，本实施例一种污泥蒸汽干化加焚烧方法，该方法包括以下步骤：
(1)将污泥进行干化处理；
(2)将干化处理后的污泥进行燃烧；
(3)将干化污泥燃烧产生的烟气经水冷装置冷却；
(4)将水冷装置内产生的过热蒸汽用于步骤(1)。
所述步骤(1)之后还包括以下步骤：
(1)将干化处理后的污泥送入干污泥仓；
(2)将干化中释放的废气冷凝；
(3)将冷凝后的废气通入燃烧器助燃。
所述步骤(4)之后还包括以下步骤：
(1)将步骤(1)中过热蒸汽和干化产生的废气一起排出冷凝；
(2)将步骤(3)中冷却后的烟气进行冷凝处理；
(3)将冷凝处理后的烟气进行烟气处理后排放。
所述步骤(1)之前还包括步骤：将污泥进行压滤处理
具体步骤：含水率90％的污泥先经过机械压滤机1的压滤：压滤废水由压滤废水箱2收集，送污水厂处理；压滤后得到含水率80％的污泥。含水率80％的污泥送入蒸汽干化炉3进行直接加热干化：干化后得到含水率30％的污泥，进入干污泥仓6储存备用；污泥干化中释放的废气接入第一冷凝器4，冷凝产生的废水由冷凝废水箱5收集后，送污水厂处理，冷凝后的废气送入蒸汽锅炉7的燃烧器内助燃。干污泥仓6中储存的污泥也送入蒸汽锅炉7的燃烧器内燃烧，同时由鼓风机9向燃烧器内鼓入助燃空气。污泥和干化废气在蒸汽锅炉7内燃烧后，产生的灰渣由汽车外运；燃烧产生的约900℃的烟气，由蒸汽锅炉7内的水冷装置冷却后，温度降到500℃，然后进入第二冷凝器12。烟气在第二冷凝器12中冷凝，产生的冷凝废水接入第二冷凝废水箱13，送污水厂处理；冷凝后的烟气接入烟气处理器8进行烟气处理。烟气处理产生的灰渣由汽车外运，处理后的烟气由引风机10抽入烟囱11，达标排放；蒸汽锅炉7的水冷装置内的软水被烟气加热成为400℃过热蒸汽，然后通入蒸汽干化炉3内，直接加热含水率80％的污泥，过热蒸汽与污泥干化释放的废气一同接入第一冷凝器4内冷凝。
本实施例蒸汽锅炉产生的烟气经净化装置处理后，达标排放；系统流程中，产生的废水接入污水厂处理，干污泥焚烧后产生的灰渣外运，妥善无害化填埋处理，基本无二次污染；冷凝器采用间接冷却方式，冷却水无需处理，可循环利用，减少耗水量；干化后的干污泥和蒸汽干化炉排出的废气，经过蒸汽锅炉的焚烧，得到无害化、减量化、资源化处置。
实施例2
如图1所示，本实施例一种污泥蒸汽干化加焚烧系统，包括干化装置和燃烧装置；所述燃烧装置包括用于焚烧污泥的蒸汽锅炉7和用于间接冷却燃烧烟气的水冷装置；所述蒸汽锅炉7包括燃烧器；所述水冷装置包括用于分离冷却水与过热蒸汽的汽包；所述水冷装置与所述燃烧器的烟气出气口连接；
所述干化装置包括用于干化加热污泥的蒸汽干化炉3和与所述蒸汽干化炉3出口连接的干污泥仓6；所述干污泥仓6出口与所述蒸汽锅炉7入口连接；
所述水冷装置的汽包出口与所述蒸汽干化炉3连通；
所述水冷装置截面为圆环形；所述水冷装置还包括烟气管道、软水管道以及水箱；所述水冷装置中心为烟气管道，所述水冷装置的烟气管道外侧环绕软水管道；所述水冷装置的烟气管道与所述蒸汽锅炉7的燃烧器出气口连通；所述水冷装置的软水管道进口与水箱连接；所述水冷装置的软水管道出口与所述汽包入口连接。
还包括对污泥进行处理的机械压滤装置和净化装置；
所述机械压滤装置包括机械压滤机1和可拆卸连接在机械压滤机上的压滤废水箱2；
所述净化装置包括第二冷凝器12、与第二冷凝器12连接的烟气处理器8、与所述烟气处理器8连接的烟囱11、以及固定连接在所述烟囱11入口的引风机10；第二冷凝器12入口与所述水冷装置的烟气管道出口连接。
所述碳化装置还包括第一冷凝器4，所述蒸汽干化炉3出气口与第一冷凝器4入口连接；所述第一冷凝器4连接有用于收集冷凝水的第一冷凝废水箱5；所述第一冷凝器4的出口与所述蒸汽锅炉7的燃烧器连通；
所述燃烧装置还包括设置在蒸汽锅炉一侧的鼓风机9。
所述水冷装置的软水管道内设置有低水位检测器和高水位检测器；在所述水冷装置的软水管道入口与所述水箱连接处设置有电控阀门，所述高水位检测器、所述低水位检测器以及所述电控阀门通讯连接；
所述高水位检测器用于控制电控阀门的关闭，所述低水位检测器用于控制电控阀门的开启；
所述第一冷凝器4与所述第二冷凝器12皆采用间接冷却方式，冷却水循环利用。
具体工作过程：含水率90％的污泥先经过机械压滤机1的压滤：压滤废水由压滤废水箱2收集，送污水厂处理；压滤后得到含水率80％的污泥。含水率80％的污泥送入蒸汽干化炉3进行直接加热干化：干化后得到含水率30％的污泥，进入干污泥仓6储存备用；污泥干化中释放的废气接入第一冷凝器4，冷凝产生的废水由第一冷凝废水箱5收集后，送污水厂处理，冷凝后的废气送入蒸汽锅炉7的燃烧器内助燃。干污泥仓6中储存的污泥也送入蒸汽锅炉7的燃烧器内燃烧，同时由鼓风机9向燃烧器内鼓入助燃空气。污泥和干化废气在蒸汽锅炉7内燃烧后，产生的灰渣由汽车外运；燃烧产生的900℃的烟气，由蒸汽锅炉7内的水冷装置冷却后，温度降到500℃，然后进入第二冷凝器12。烟气在第二冷凝器12中冷凝，产生的冷凝废水接入第二冷凝废水箱13，送污水厂处理；冷凝后的烟气接入烟气处理器8进行烟气处理。烟气处理产生的灰渣由汽车外运，处理后的烟气由引风机10抽入烟囱11，达标排放；蒸汽锅炉7的水冷装置内的软水被烟气加热成为400℃过热蒸汽，然后通入蒸汽干化炉3内，直接加热含水率80％的污泥，过热蒸汽与污泥干化释放的废气一同接入第一冷凝器4内冷却；当所述水冷装置内的软水加热成过热蒸汽后水位下降，当水位下降到低水位设定值时，触发所述低水位检测器，所述低水位检测器控制所述电控阀门打开，所述水箱向所述水冷装置补充软水；当补充的软水水位超过高水位设定值时，触发所述高水位检测器，所述高水位检测器控制电控阀门关闭。
本实施例采用蒸汽干化加焚烧处理污泥，使污泥得到无害化、减量化、资源化处置，同时采用水冷装置冷却烟气在将冷却时产生的过热蒸汽循环加热干化污泥，实现资源利用，将焚烧的烟气处理后排放保护环境。
以上，仅为本发明的较佳实施例，实施例中采用的温度皆为任意选定的合理数值，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化、替换或合理温度，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。