水泥窯協(xié)同處理污泥技術(shù)
--------李桂榮
泰安三立環(huán)保科技有限公司山東 泰安 271000
關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)窯；水泥窯協(xié)同處理污泥；污泥存儲(chǔ)；污泥輸送；污泥焚燒
1、污泥處理的意義
如污泥得不到及時(shí)處理，將會(huì)導(dǎo)致污水處理廠內(nèi)的污泥大量積壓，可能造成污水處理系統(tǒng)的全面癱瘓，將可使多年來(lái)治河治污的努力付諸東流。因此，建設(shè)污泥處理處置設(shè)施是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)必不可少的重要組成部分，是關(guān)系千家萬(wàn)戶的重要環(huán)保工程。
2、水泥窯協(xié)同處理現(xiàn)狀及工藝路線
2.1污泥處理現(xiàn)狀
2.1.1我國(guó)水泥窯協(xié)同處理污泥現(xiàn)狀
污泥傳統(tǒng)處理方法主要有土地利用、填埋和焚燒等，隨著環(huán)境要求的標(biāo)準(zhǔn)提高，傳統(tǒng)方法不能滿足環(huán)保要求。污泥處置朝著無(wú)害化、減量化和資源化方向發(fā)展。利用水泥窯協(xié)同處理污泥是一種經(jīng)濟(jì)可行的資源化處理方式。
相關(guān)研究表明：城市生污泥的化學(xué)特性與水泥生產(chǎn)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(duì)密度等方面基本相似在穩(wěn)固性、膨脹密度、固化時(shí)間方面也較好。利用水泥回轉(zhuǎn)窯處理城市污泥不僅具有焚燒法的減容、減量化特征。而且燃燒后的殘?jiān)混褵袒?，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(chǎn)途徑 。
2.1.2水泥協(xié)同處理焚燒原理
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：水泥窯協(xié)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(yīng)控制在6%水泥廠回轉(zhuǎn)式焚燒爐在正常運(yùn)行條件下，爐內(nèi)物料溫度為1450攝氏度，物料在爐內(nèi)停留時(shí)間30～40分鐘，燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣在爐內(nèi)溫度高于1300攝氏度區(qū)域的停留時(shí)間大于4秒。窯內(nèi)的污泥中有害有機(jī)物可充分燃燒，焚燒率可達(dá)99.999%，二噁英等有機(jī)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(wú)機(jī)廢物如粉煤灰、爐渣等采用此方法處置，其優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)過(guò)了生料均化配料成分可控，對(duì)熟料燒成系統(tǒng)影響小。但由于生料磨內(nèi)溫度較高（約200℃左右），可能會(huì)造成污泥中有機(jī)污染物的揮發(fā)，所以從生料配料添加未得到廣泛采用。
二是從預(yù)熱器分解爐添加。此處置方案雖然對(duì)生產(chǎn)有一定的不利影響，但適合于含有機(jī)污染物（尤其是揮發(fā)性有機(jī)污染物）的物料處置。因?yàn)槲勰嗪幸欢〒]發(fā)分，故選擇從預(yù)熱器分解爐添加，同時(shí)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加入點(diǎn)。
污泥從窯尾煙室進(jìn)入水泥回轉(zhuǎn)窯，氣體（>800℃）停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20s以上，完全可以保證污泥中的有機(jī)污染物完全燃燒和徹底分解。在水泥窯的高溫條件下，污泥中的有機(jī)污染物迅速蒸發(fā)和氣化，高溫氣流與高溫、高細(xì)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(zhì)的排放，使得SO2和Cl等有機(jī)化學(xué)成分化合成無(wú)機(jī)鹽類固定下來(lái)。
熟料的率值控制指標(biāo)處置前后無(wú)變化，通過(guò)初步配料計(jì)算，摻加6%左右的污泥后，通過(guò)降低其他原材料堿含量的方式，部分抵消污泥帶入的堿，可使水泥熟料中鈉當(dāng)量達(dá)到內(nèi)控指標(biāo)≤0.8%的要求。為了保證水泥產(chǎn)品的質(zhì)量，減少污泥中水分對(duì)水泥窯工況的影響，降低處置污泥的成本，同時(shí)考慮水泥生產(chǎn)計(jì)劃和質(zhì)量安全隱患，一般處置過(guò)程中，按照小于6%的污泥添加量進(jìn)行處置。
2.2工藝路線
整個(gè)污泥輸送系統(tǒng)由污泥儲(chǔ)存系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)及PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。工藝流程詳見(jiàn)下圖
水處理廠產(chǎn)生的原生污泥，經(jīng)汽車(chē)裝載到水泥廠倒入封閉的污泥存儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)，同時(shí)污泥存儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)的臭氣通過(guò)管道排至篦冷機(jī)的風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口，在風(fēng)機(jī)的作用下排入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒掉。污泥經(jīng)放料閘門(mén)、變頻給料螺旋進(jìn)入膏體泵進(jìn)料端，在膏體泵兩柱塞的擠壓下不斷進(jìn)入污泥輸送管道，通過(guò)窯爐中部給料器均勻送入爐膛高溫區(qū)燃燒。輸送量的調(diào)節(jié)可通過(guò)給料螺旋的轉(zhuǎn)速及膏體泵的流量調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所有控制均采用PLC微電腦控制，并可與窯爐控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，污泥輸送量遠(yuǎn)程無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)輸送全程無(wú)人值守。
3、水泥窯協(xié)同處理污泥優(yōu)勢(shì)
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(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。專門(mén)建設(shè)焚燒爐投資高、能耗大、并會(huì)產(chǎn)生飛灰、爐渣等危險(xiǎn)廢棄物，有害氣體難以完全分解。相比之下，水泥窯協(xié)同處理污泥技術(shù)在無(wú)害化、資源綜合利用和經(jīng)濟(jì)性方面有很多優(yōu)勢(shì)；
1、最終轉(zhuǎn)化成水泥熟料產(chǎn)品，無(wú)廢棄物遺留；
2、水泥窯熱容量大，溫度高且穩(wěn)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(shè)周期短。
4、結(jié)束語(yǔ)
總之，就目前我國(guó)的工業(yè)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，水泥窯協(xié)同處理污泥是最好的污泥處置途徑，我國(guó)環(huán)保和水泥行業(yè)也給予了極大的關(guān)注，現(xiàn)在一些水泥企業(yè)也在積極探討積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。在未來(lái)污泥水泥窯處理將是我國(guó)污泥處理主要處理方式
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