专利名称：一种剩余污泥的处理方法
技术领域：
本发明涉及剩余污泥处理和处置领域，特别是结合冶金烧结工艺的一种剩余污泥的处理方法。
背景技术：
剩余污泥是污水处理过程中产生的固体沉淀物质，含有大量水分、无机灰分和有机挥发物。随着我国社会经济和城市化的发展，城市污水的产生及其数量在不断增长。目前全国已建成运转的城市污水处理厂约500余座，年处理能力为113.6亿m3。根据有关预测， 我国城市污水量在未来二十年还会有较大增长，2010年底污水排放量将达到440X108 m3/ d;2020年污水排放量达到536X108 m3/d。污水处理效率的提高，必然导致剩余污泥数量的增加。据国家环保部门统计，到2010年底，我国城镇污水处理率将达到60%，届时每年全国剩余污泥产生量将达到3000万t(含水率80%)。污水处理中的剩余污泥处理和处置技术在我国还处于起步阶段，全国现有污水处理设施中有剩余污泥稳定处理设施的还不到1/4， 处理工艺和配套设备较为完善的还不到1/10。剩余污泥处理的投资和运行费用巨大，可占整个污水厂投资及运行费用的25% 65%，已成为城市污水处理厂所面临的沉重负担。剩余污泥是污水处理后的附属品，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。剩余污泥含盐量较高，会明显提高土壤电导率，破坏植物养分平衡、抑制植物对养分的吸收，甚至对植物根系造成直接的伤害，而且离子间的拮抗作用会加速有效养分的淋失。污水中的病原体(病原微生物和寄生虫)经过处理会进入污泥中， 新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种。在污水处理过程中，70% 90%的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到剩余污泥中。一些重金属元素主要来源于工业排放的废水如镉、铬； 一些重金属来源于家庭生活的管道系统如铜、锌等重金属。重金属是限制剩余污泥大规模土地利用的重要因素，因为剩余污泥施用于土壤后，重金属将积累于地表层。另外重金属一般溶解度很小，性质较稳定、难去除，所以其潜在毒性易于在作物和动物以及人类中积累。 在降雨量较大地区的土质疏松土地上大量施用富含N、P等的剩余污泥之后，当有机物分解速度大于植物对N、P的吸收速度时，N、P等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化，进入地下引起地下水的污染。随着社会经济和城市化的快速发展，我国城市污水处理能力不断增强，产生的剩余污泥量急剧增加。若剩余污泥得不到妥善的处理处置，不仅将占用大量的土地，而且将会对环境造成二次污染，成为影响城市环境卫生的一大公害。如何科学、妥善的处理剩余污泥已成为城市发展必须解决的关键问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提出可利用冶金烧结工艺中排放的具有较高温度的烧结烟气干化剩余污泥，以达到剩余污泥脱水减量化的目的。对于热值较高(大于 2000大卡)的剩余污泥，干化后可代替一部分燃料添加到烧结工序中，从而实现资源化利用的一种剩余污泥的处理方法。本发明的技术方案是一种剩余污泥的处理方法，利用冶金烧结工艺中排放的具有较高温度的烧结烟气干化剩余污泥，具体包括以下步骤
1.将待处理含水率为80%-90%的剩余污泥送入板框压滤水机，在25MPa-45MPa的紧压压力下进行脱水，得到的压滤脱水污泥饼，污泥含水率降至40%-55%，产生的废水导入废水处理装置处理；
2.将上述步骤制得的泥饼送入污泥造粒装置，在常温下破碎成粒径约为3-5mm的粗颗粒，备用；
3.将污泥颗粒导入热能干化间，将冶金烧结工艺中排放的温度为100-180°C的高温烧结烟气引入热能干化间，对热能干化间污泥颗粒进行干化后，在从另一端排出，干化后污泥热值为2000-4000大卡、含水量为含水率5%-10%，产生的烟气导入烧结烟气处理装置处理。进一步，该方法还包括将干化后的污泥以质量百分比3%的比例掺入煤中应用到冶金烧结工序中做为燃料。本发明的有益效果是本发明提出的剩余污泥处置方法，不仅实现了剩余污泥的处置，而且有效地利用了钢铁冶金行业烧结烟气中的余热，达到了剩余污泥脱水减量化的目的。同时可将热值较高的剩余污泥作为燃料添加到烧结工序，实现了剩余污泥的最终处置。
图1为本发明原理示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明提出的技术方案所包含的剩余污泥处置装置组合，包括板框脱水机、污泥造粒装置、热能干化间、干化污泥储仓、烧结装置、废水处理装置、烧结烟气处理装置。工艺流程包括
含水率约80%-90%的剩余污泥储存在污泥储存池中，通过污泥输送机进入压滤机中进行压滤脱水处理，将污泥中的游离水分挤压出来，制成含水率40%-55%的半干化污泥饼，产生的废水导入废水处理装置进行处理。半干化污泥饼通过泥饼输送机进入污泥造粒装置， 制成粒径3-5mm的污泥颗粒，污泥颗粒相对于污泥饼具有更大的比表面积，为下一步热能干化创造有利条件。污泥颗粒进入热能干化间进行干化，热能干化间采用密闭保温结构，其内部设有摊铺机、翻料机、气体搅动装置和温湿度控制装置。摊铺机、翻料机用于平铺和翻动污泥颗粒；气体搅动装置使高温烟气均勻充满整个干化间；温湿度控制装置控制干化间内温度大于100°C，湿度小于10%。引自冶金烧结工序的高温烧结烟气自干化间的一端引入从另一端排出，高温烟气蒸发污泥颗粒中的水分进而将其干化，干化后污泥含水率小于 10%，排出的烟气导入烧结烟气处理装置进行处理。热值大于2000大卡的剩余污泥，干化后可代替一部分燃料应用到烧结工序中。实施例1:
取自某污水处理厂的剩余污泥含水率85. 2%，输送入板框压滤机中，液压站为板框压滤机提供25MPa的紧压压力。污泥颗粒被截留在滤室中形成半干化污泥饼，滤液通过收集装置收集回送至污水处理系统。所得到的半干化污泥饼含水率43.7%。半干化污泥饼通过泥饼输送机输送入污泥造粒装置，制成的污泥颗粒平均粒径3. 8mm。污泥颗粒平铺在热能干化间中，通入温度约150°C的冶金烧结烟气。干化过程中不断用机械翻动污泥颗粒加速干化，同时通过湿度计监测热能干化间内湿度，从而可间接监测污泥干化程度。干化后，污泥热值为2000大卡、含水率为8. 7%。实施例2:
取自某污水处理厂的剩余污泥含水率82. 6%，输送入板框压滤机中，液压站为板框压滤机提供35MPa的紧压压力。污泥颗粒被截留在滤室中形成半干化污泥饼，滤液通过收集装置收集回送至污水处理系统。所得到的半干化污泥饼含水率41.5%。半干化污泥饼通过泥饼输送机输送入污泥造粒装置，制成的污泥颗粒平均粒径4. 3mm。污泥颗粒平铺在热能干化间中，通入的冶金烧结烟气温度约100°C。干化过程中不断用机械翻动污泥颗粒加速干化，同时通过湿度计监测热能干化间内湿度，从而可间接监测污泥干化程度。干化后，污泥含水率为6. 5%。干化后的污泥热值为3241大卡，按3%的质量比例掺入煤中作为一部分替代燃料应用到烧结工序中。实施例3:
取自某污水处理厂的剩余污泥含水率82. 6%，输送入板框压滤机中，液压站为板框压滤机提供45MPa的紧压压力。污泥颗粒被截留在滤室中形成半干化污泥饼，滤液通过收集装置收集回送至污水处理系统。所得到的半干化污泥饼含水率41.5%。半干化污泥饼通过泥饼输送机输送入污泥造粒装置，制成的污泥颗粒平均粒径4. 3mm。污泥颗粒平铺在热能干化间中，通入的冶金烧结烟气温度约180°C。干化过程中不断用机械翻动污泥颗粒加速干化，同时通过湿度计监测热能干化间内湿度，从而可间接监测污泥干化程度。干化后，污泥含水率为10%。干化后的污泥热值为4000大卡，按3%的质量比例掺入煤中作为一部分替代燃料应用到烧结工序中。
权利要求
1. 一种剩余污泥的处理方法，利用冶金烧结工艺中排放的具有较高温度的烧结烟气干化剩余污泥，其特征在于，具体包括以下步骤1.将待处理含水率为80%-90%的剩余污泥送入板框压滤水机，在25MPa-45MPa的紧压压力下进行脱水，得到的压滤脱水污泥饼，污泥含水率降至40%-55%，产生的废水导入废水处理装置处理；2.将上述步骤制得的泥饼送入污泥造粒装置，在常温下破碎成粒径约为3-5mm的粗颗粒，备用；3.将污泥颗粒导入热能干化间，将冶金烧结工艺中排放的温度为100-180°C的高温烧结烟气引入热能干化间，对热能干化间污泥颗粒进行干化后，在从另一端排出，干化后污泥热值为2000-4000大卡、含水量为含水率5%-10%，产生的烟气导入烧结烟气处理装置处理。
2.根据权利要求1所述的剩余污泥的处理方法，其特征在于，该方法还包括干化后的污泥以质量百分比3%的比例掺入煤中应用到冶金烧结工序中做为燃料。
全文摘要
本发明一种剩余污泥的处理方法，利用冶金烧结工艺中排放的具有较高温度的烧结烟气干化剩余污泥，该方法具体包括以下将待处理含水率为80%-90%的剩余污泥送入板框压滤水机，在25MPa-45MPa的压力下进行脱水，得到的含水率为40%-55%的压滤脱水污泥饼，将泥饼送入污泥造粒装置，破碎成粒径约为3-5mm的粗颗粒，将颗粒导入热能干化间，将冶金烧结工艺中排放的温度为100-180℃烟气导入热能干化间，对污泥颗粒进行干化后，干化后污泥热值为2000-4000大卡、含水量为含水率5%-10%。本发明的优点是有效地利用了钢铁冶金行业烧结烟气中的余热，对剩余污泥脱水减量化，并将热值较高的剩余污泥作为燃料添加到烧结工序，实现了剩余污泥的最终处置。
文档编号C10L5/46GK102161557SQ20111005741
公开日2011年8月24日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者何永峰, 姜长禄, 段旭琴, 洪晨, 王路敏, 邢奕 申请人:北京科技大学