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水泥窯協同處理污泥技術

發布時間:2019-3-27 18:10:08      點擊次數:351
  就目前我國的工業技術水平和發展趨勢來看,水泥窯協同處理污泥是最好的污泥處置途徑。未來污泥水泥窯處理將是我國污泥處理的主要方式。
  1. 污泥處理的意義
  如污泥得不到及時處理,將會導致污水處理廠內的污泥大量積壓,還可能造成污水處理系統的全面癱瘓,將可使多年來治河治污的努力白白浪費。因此,建設污泥處理處置設施是城市基礎設施建設必不可少的重要組成部分,是關系千家萬戶的重要環保工程。
  2. 水泥窯協同處理現狀及工藝路線
  2.1 污泥處理現狀
  2.1.1 我國水泥窯協同處理污泥現狀
  污泥傳統處理方法主要有土地利用、填埋和焚燒等,隨著環境要求的標準提高,傳統方法已經不能滿足環保要求。污泥處置朝著無害化、減量化及資源化方向發展。利用水泥窯協同處理污泥是一種經濟可行的資源化處理方式。
  相關研究表明:城市生污泥的化學特性與水泥生產所用的原料基本相似。利用污泥和污泥焚燒灰制造出的水泥與普通硅酸鹽水泥相比在顆粒度、相對密度等方面基本相似在穩固性、膨脹密度、固化時間方面也較好。利用水泥回轉窯處理城市污泥不僅具有焚燒法的減容和減量化特征,而且燃燒后的殘渣被煅燒固化成為水泥熟料的一部分,不需要二次處置,是一種兩全其美的水泥生產途徑 。
  2.1.2 水泥協同處理焚燒原理
  實驗結果表明:水泥窯協同處置污泥的最佳投加污泥方式為分解爐投加,污泥最大投加量應該控制在6%水泥廠回轉式焚燒爐在正常運行條件下,爐內物料溫度為1450℃,物料在爐內停留時間為30~40分鐘,燃燒時產生的煙氣在爐內溫度高于1300℃區域的停留時間大于4秒。窯內的污泥中有害有機物可以充分燃燒,焚燒率可99.999%,二噁英等有機污染物完全被分解。
  2.1.3 處置方案
  水泥窯處置廢物的方法一般有兩種:
  一是從生料磨配料添加。一般無機廢物如粉煤灰、爐渣等采用此方法處置,其優點是經過了生料均化配料成分可控,對熟料燒成系統影響小。但由于生料磨內溫度較高(約200℃左右),可能會造成污泥中有機污染物的揮發,所以從生料配料添加未得到廣泛采用。
  二是從預熱器分解爐添加。此處置方案雖然對生產有一定的不利影響,但適合于含有機污染物(尤其是揮發性有機污染物)的物料處置。因為污泥含有一定揮發分,故選擇從預熱器分解爐添加,同時考慮煙室縮口上方氣體流速較快,最終選擇煙室縮口上方為污泥的加入點。
  污泥從窯尾煙室進入水泥回轉窯,氣體(>800℃)停留時間長達20s以上,完全可以保證污泥中的有機污染物完全燃燒及徹底分解。在水泥窯的高溫條件下,污泥中的有機污染物迅速蒸發、氣化,高溫氣流與高溫、高細度、高濃度、高吸附性、高均勻性分布的堿性物料充分接觸,有效地抑制酸性物質的排放,使得SO2以及Cl等有機化學成分化合成無機鹽類固定下來。
  熟料的率值控制指標處置前后無變化,通過初步配料計算,摻加6%左右的污泥后,通過降低其他原材料堿含量的方式,部分抵消污泥帶入的堿,可以使水泥熟料中鈉當量達到內控指標≤0.8%的要求。為了保證水泥產品的質量,減少污泥中水分對水泥窯工況的影響,降低處置污泥的成本,同時考慮水泥生產計劃和質量安全隱患,一般處置過程中按照<6%的污泥添加量進行處置。
  2.2 工藝路線
  整個污泥輸送系統由污泥儲存系統、泵送系統及PLC自動控制系統組成。
  水處理廠產生的原生污泥經汽車裝載到水泥廠,倒入封閉的污泥存儲倉內,同時污泥存儲倉內的臭氣通過管道排至篦冷機的風機進風口,在風機的作用下排入回轉窯內燃燒掉。污泥經放料閘門、變頻給料螺旋進入膏體泵進料端,在膏體泵兩柱塞的擠壓下不斷進入污泥輸送管道,通過窯爐中部給料器均勻送入爐膛的高溫區燃燒。輸送量的調節可通過給料螺旋的轉速以及膏體泵的流量調節來實現。所有控制均采用PLC微電腦控制,并可與窯爐控制系統聯網,污泥輸送量遠程無級調節,可實現輸送全程無人值守。
  3. 水泥窯協同處理污泥優勢
  污泥的填埋、堆肥處理需要大量占用土地,且存在二次污染隱患及地質風險。專門建設焚燒爐投資高、能耗大、并會產生飛灰、爐渣等危險廢棄物,有害氣體難以完全分解。相比之下,水泥窯協同處理污泥技術在無害化、資源綜合利用和經濟性方面具有很多優勢;
  1、最終轉化成水泥熟料產品,無廢棄物遺留;
  2、水泥窯熱容量大,溫度高且穩定,完全能夠消除有害氣體,可以大量處理污泥;
  3、不占用土地資源;
  4、充分利用一次能源和資源;
  5、投資少建設周期短。
  總之,就目前我國的工業技術水平和發展趨勢來看,水泥窯協同處理污泥是最好的污泥處置途徑,我國環保和水泥行業也給予了極大的關注,現在一些水泥企業也在積極探討積累運行經驗。在未來污泥水泥窯處理將是我國污泥處理主要處理方式。
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