一種水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法和系統(tǒng)，該方法包括如下步驟：1、污泥的脫水預(yù)處理：1.1、原污泥的稀釋均化；1.2、泥漿的調(diào)理改性；1.3、改性泥漿的機(jī)械壓濾；2、泥餅的干化處理：2.1、泥餅的攤鋪布料；2.2、泥餅的翻拋干化；3、干化泥餅的水泥窯協(xié)同處理。該系統(tǒng)包括稀釋均化單元、調(diào)理改性單元、機(jī)械壓濾單元、干化處理單元和水泥窯處理單元，各單元各司其職，相互配合，組成了一個完整的合理的污泥處理一體化系統(tǒng)。該方法對加入水泥窯的干化泥餅的入料量和入料方式進(jìn)行了精確控制，從而降低了干化泥餅的加入對水泥窯生產(chǎn)線線的影響，避免其對水泥產(chǎn)品的性能的影響。該系統(tǒng)為常用設(shè)備組裝而成，方便實施，構(gòu)建成本低。
【專利說明】
一種水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境治理工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置 污泥一體化方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 截止2015年9月，全國設(shè)市城市、縣累計建成污水處理廠3830座，污水處理能力達(dá) 1.62億m 3/日，年產(chǎn)生的污泥(含水率80%)高達(dá)4000多萬噸。然而目前的污泥處理處置技術(shù) 較為滯后，基本不能實現(xiàn)"綠色、環(huán)保、循環(huán)、低碳"的污泥處置技術(shù)要求。其中，絕大部分使 用污泥脫水后填埋技術(shù)，該技術(shù)存在占用大量土地資源的弊端，且產(chǎn)生的廢氣、廢水將造成 二次污染;堆肥化技術(shù)能較好的實現(xiàn)污泥的資源化，但存在重金屬污染的風(fēng)險以及肥力不 高等問題;焚燒技術(shù)能實現(xiàn)污泥的減量化，但污泥中的有機(jī)質(zhì)成分和可用的無機(jī)成分并未 加以利用，造成資源的浪費，且焚燒過程產(chǎn)生的污染氣體和飛灰將對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
[0003] 水泥窯協(xié)同處置技術(shù)在不同領(lǐng)域、不同深度已有一定的研究，但在技術(shù)層面和經(jīng) 濟(jì)層面綜合考慮下，表現(xiàn)出明顯的不成熟性。其中，申請?zhí)?01110071327.4專利提出一種污 泥預(yù)處理與水泥窯綜合利用的方法及其系統(tǒng)，該方法使污泥經(jīng)過板框隔膜壓濾機(jī)脫水、太 陽能干化、造粒系統(tǒng)、烘干機(jī)烘干系統(tǒng)等多個預(yù)處理過程，將污泥水分烘干至30%以下，最 終實現(xiàn)水泥窯綜合利用。該方法由于未經(jīng)過調(diào)理過程，污泥水分難以脫除，導(dǎo)致脫水干化步 驟繁多，存在效率低、能源消耗大的問題。
[0004] 申請?zhí)?01210011331.6專利提出一種水泥窯中協(xié)同處置含氟污泥的方法，該方法 將含水率40~80 %的含氟污泥干化至含水率為30 %的干化污泥后，以1~5 %的比例摻入水 泥原料中進(jìn)行協(xié)同處置。該方法針對含氟污泥進(jìn)行水泥窯協(xié)同處理，卻未對污泥中的氟含 量指標(biāo)作出要求，生產(chǎn)的水泥熟料存在環(huán)境風(fēng)險和質(zhì)量風(fēng)險。
[0005] 申請?zhí)?01410111703.1專利提出一種水泥窯協(xié)同處置石灰干化城市污泥的投料 方式調(diào)控的方法，該方法將含水率>80%的污泥先加入石灰進(jìn)行調(diào)理，再利用煙氣余熱將 污泥干燥至含水率<35 %，以干化調(diào)理污泥1~21 %的比例摻入水泥生料中進(jìn)行水泥窯協(xié) 同處置。該方法存在易導(dǎo)致水泥窯預(yù)分解爐的結(jié)皮、堵塞等問題，且未考慮干化污泥的摻量 過大會對水泥熟料產(chǎn)生的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處 置污泥一體化方法和系統(tǒng)，該方法將污泥的深度脫水處理和水泥窯處理相結(jié)合，更重要的 是，該方法對加入水泥窯的干化泥餅的入料量進(jìn)行了精確控制，而且對干化泥餅加入的方 式（如從何處加入)都做了明確規(guī)定，從而降低了干化泥餅的加入對水泥窯生產(chǎn)線線的影 響，以及避免其對水泥產(chǎn)品的性能的影響。
[0007] 該系統(tǒng)為常用設(shè)備組合裝配而成，方便實施，構(gòu)建成本低。
[0008] 實現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：
[0009] -種水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法，包括如下步驟：
[0010] 1、污泥的脫水預(yù)處理：
[0011] 1.1、原污泥的稀釋均化
[0012] 將污水處理廠出來的污泥栗入到均化攪拌池中，加入水?dāng)嚢?、稀釋至得呈流體狀 的泥漿，泥漿的濃度為5%~10% ;
[0013] 1.2、泥漿的調(diào)理改性：
[0014] 將泥漿栗入各改性攪拌罐中，各改性攪拌罐中的加藥裝置向泥漿中投加復(fù)合型調(diào) 理劑對泥漿進(jìn)行調(diào)理改性，復(fù)合型調(diào)理劑投加的質(zhì)量為泥漿總質(zhì)量的4%~7%，攪拌至調(diào) 理改性完成，得改性泥漿；
[0015] 1.3、改性泥漿的機(jī)械壓濾：
[0016] 將各改性攪拌罐中的改性泥漿栗入至與該改性攪拌罐對應(yīng)的隔膜隔膜壓濾機(jī)中 進(jìn)行機(jī)械脫水，得到泥餅和尾水，泥餅的含水率小于55% ;
[0017] 2、泥餅的干化處理：
[0018] 2.1、泥餅的攤鋪布料：
[0019] 將泥餅通過皮帶運輸機(jī)A送入污泥干化棚中的攤鋪布料機(jī)的料倉中，泥餅在攤鋪 布料機(jī)的作用下粗粉碎并縱向均勻分布，再通過換向刮板橫向均勻分布，從而使泥餅碎粒 均勻攤鋪在污泥干化棚的地面上；
[0020] 2.2、泥餅的翻拋干化：
[0021] 余熱交換器加熱導(dǎo)熱油，熱的導(dǎo)熱油通過管道、循環(huán)栗送入到鋪設(shè)在污泥干化棚 地面面層中的循環(huán)導(dǎo)熱管中，熱的導(dǎo)熱油產(chǎn)生的熱量對攤鋪在導(dǎo)熱板上的泥餅碎粒進(jìn)行加 熱干化，并且攤鋪的泥餅碎粒在攤鋪翻拋機(jī)的作用下不斷地翻拋、翻轉(zhuǎn)，同時將翻拋干化產(chǎn) 生的水蒸汽通過負(fù)壓的方式進(jìn)行收集，翻拋干化完成后，得干化泥餅碎粒，干化碎粒泥餅的 含水率在35%以下；
[0022] 3、干化泥餅的水泥窯協(xié)同處理：
[0023] 干化泥餅粹粒先在攤鋪拋翻機(jī)的作用下拋翻至皮帶運輸機(jī)B上，然后通過皮帶運 輸機(jī)B輸送至封閉式提升機(jī)中，接著通過封閉式提升機(jī)輸送至存料斗中，再通過皮帶計量稱 計量、輸送至板式喂料機(jī)中，最后通過板式喂料機(jī)輸送至水泥窯的窯尾煙室中入料；
[0024] 結(jié)合水泥窯生產(chǎn)線的特性，以降低對水泥窯生產(chǎn)線的影響和避免對水泥產(chǎn)品的性 能影響為基礎(chǔ)，確定水泥窯協(xié)同處理中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)干化泥餅碎粒的添加量，干化泥餅 粹粒的添加量按照下式進(jìn)行計算：
[0025]
[0026] 式中，ω -一市政干化泥餅粹粒入水泥窯的添加量限值；
[0027] Wi-一受i種污染物控制下干化泥餅粹粒入水泥窯的添加量限值(參見《水泥窯 協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》(HJ622)中的要求）；
[0028] X1一一熟料產(chǎn)品中i種污染物含量限值；
[0029] Pij 原熟料廣品中i種污染物含量；
[0030] Tij 一一市政干化泥餅粹粒中i種污染物的含量。
[0031 ]步驟1. 1.1中，加入的水為步驟1.1.3中產(chǎn)生的尾水。
[0032]所述的復(fù)合型調(diào)理劑為丙烯酰胺、聚合硫酸鋁以及粉煤灰和貝殼粉中的一種，丙 烯酰胺、聚合硫酸鋁、粉煤灰或貝殼粉的質(zhì)量比為8:40:52。
[0033] 步驟2.1中，泥餅攤鋪的平均厚度為80~120mm。
[0034] 余熱交換器加熱的熱量為水泥窯產(chǎn)生的余熱進(jìn)行余熱發(fā)電后的低溫余熱。
[0035] 所述的污泥干化棚為文絡(luò)式陽光板溫室。
[0036] -種水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法的系統(tǒng)，包括稀釋均化單元、 調(diào)理改性單元、機(jī)械壓濾單元、干化處理單元和水泥窯處理單元，稀釋均化單元為均化攪拌 池，調(diào)理改性單元為多個改性攪拌罐，機(jī)械壓濾單元包括多臺隔膜壓濾機(jī)和皮帶運輸機(jī)A;
[0037] 干化處理單元包括污泥干化棚、余熱交換器、循環(huán)導(dǎo)熱管、導(dǎo)熱板、換向刮板和皮 帶運輸機(jī)B，污泥干化棚的地面為二級臺階式地面，由第二級臺階地面和第一級臺階地面構(gòu) 成，余熱交換器出口和進(jìn)口分別通過管道、循環(huán)栗與循環(huán)導(dǎo)熱管的兩端連通，導(dǎo)熱板鋪設(shè)在 污泥干化棚第二級臺階地面面層上，導(dǎo)熱板上表面與污泥干化棚第二級臺階地面表面齊 平，循環(huán)導(dǎo)熱管鋪設(shè)在導(dǎo)熱板中，污泥干化棚第二級臺階地面上設(shè)有攤鋪布料機(jī)和攤鋪翻 拋機(jī)，換向刮板活動安裝于污泥干化棚長度方向的一側(cè)壁上，換向刮板位于第二級臺階地 面的上方，皮帶運輸機(jī)B安裝于污泥干化棚第一級臺階地面上；
[0038] 水泥窯處理單元包括封閉式提升機(jī)、存料斗、皮帶計量稱、板式喂料機(jī)和水泥窯， 封閉式提升機(jī)安裝于皮帶運輸機(jī)B和存料斗之間，皮帶計量稱安裝于存料斗與板式喂料機(jī) 之間，板式喂料機(jī)安裝于皮帶計量稱和水泥窯的窯尾煙室之間，封閉式提升機(jī)的進(jìn)料端位 于皮帶運輸機(jī)B的下料端的正下方，封閉式提升機(jī)的下料端位于存料斗進(jìn)料口的上方，皮帶 計量稱的進(jìn)料端位于存料斗出料口的正下方，皮帶計量稱的下料端與板式喂料機(jī)的進(jìn)料端 對接，板式喂料機(jī)的下料端與水泥窯窯尾煙室入料口對接；
[0039]改性攪拌罐的臺數(shù)與隔膜壓濾機(jī)的臺數(shù)相同，均化攪拌池出口分別通過管道、泥 漿栗與各改性攪拌罐入口連通，各改性攪拌罐出口分別通過管道、泥漿栗與該改性攪拌罐 對應(yīng)的隔膜壓濾機(jī)入口連通，皮帶運輸機(jī)A的進(jìn)料端位于各隔膜壓濾機(jī)泥餅出口處的正下 方，皮帶運輸機(jī)A的下料端位于攤鋪布料機(jī)入料口的正上方。
[0040]所述的泥漿栗為柱塞栗。
[0041 ]改性攪拌罐與隔膜壓濾機(jī)的臺數(shù)均為3臺。
[0042] 換向刮板通過活塞或者伺服電機(jī)安裝于污泥干化棚的一側(cè)壁上。
[0043] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：
[0044] 1)本發(fā)明精確地控制干化泥餅的入料量，在避免資源浪費、污染環(huán)境的同時最大 限度地避免對水泥產(chǎn)品的影響。
[0045] 2)本發(fā)明將干化泥餅從窯尾煙室中入料，避免了二噁英的產(chǎn)生，且避免了分解爐 進(jìn)料導(dǎo)致回路飛灰的產(chǎn)生。
[0046] 3)本發(fā)明實現(xiàn)了全程一體化，廢氣完全回收利用，尾水全部回收利用，基本實現(xiàn)污 染物零排放。
[0047] 4)本發(fā)明充分利用余熱發(fā)電的低溫余熱對泥餅進(jìn)行拋翻干化，而余熱發(fā)電的熱量 可以來自水泥窯產(chǎn)生的低溫余熱，基本實現(xiàn)能源全負(fù)荷利用。
[0048] 5)本發(fā)明方法不僅巧妙簡單，成本低，而且實現(xiàn)了資源化利用和對環(huán)境的保護(hù)，適 合大范圍地推廣應(yīng)用。
[0049] 6)本發(fā)明各設(shè)備之間銜接順暢，無需對原有的水泥窯系統(tǒng)進(jìn)行過多改動，便能實 現(xiàn)污水處理廠污泥預(yù)處理與資源化處置一體化連續(xù)生產(chǎn)，有效提高單位時間污泥處置的產(chǎn) 能。
【附圖說明】
[0050] 圖1為本發(fā)明的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051] 圖2為圖1中A-A向的剖視圖。
[0052]圖3為圖1中B-B向的剖視圖。
[0053]其中，1-均化攪拌池、2-改性攪拌罐、3-柱塞栗、4-隔膜隔膜壓濾機(jī)、5-皮帶運輸機(jī) A、6-余熱交換器、7-導(dǎo)熱管、8-攤鋪布料機(jī)、9-攤鋪翻拋機(jī)、10-污泥干化棚、11-封閉式提升 機(jī)、12-存料斗、13-皮帶計量稱、14-板式喂料機(jī)、15-水泥窯、16-換向刮板、17-文洛式陽光 板、18-導(dǎo)熱板、19-泥餅碎粒層、20-第一臺階地面、21-第二臺階地面、22-皮帶運輸機(jī)B。
【具體實施方式】
[0054]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法 進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0055] 實施例1
[0056] 1、污泥的脫水預(yù)處理：
[0057] 1.1、原污泥的稀釋均化
[0058] 武漢市某A污水處理廠出來的污泥的含水率為87%，且呈膠體狀，將該A污水處理 廠出來的污泥栗入到均化攪拌池(有效容積為150m3)中，加入水，除首次均化攪拌加入自來 水之外，以后每次均化攪拌時加入機(jī)械壓濾環(huán)節(jié)產(chǎn)生的尾水，使用攪拌機(jī)(尺寸為Φ900Χ 1545mm，攪拌功率8.5kW)攪拌、稀釋至得呈流體狀的泥漿，泥漿性質(zhì)均勻，且其濃度為10%， 此處的濃度為泥漿中干物質(zhì)的質(zhì)量與泥漿總質(zhì)量的比值。
[0059] 1.2、泥漿的調(diào)理改性：
[0060]將泥漿栗入各改性攪拌罐(有效容積為24m3)中，各改性攪拌罐中的加藥裝置向泥 漿中投加復(fù)合型調(diào)理劑對泥漿進(jìn)行調(diào)理改性，復(fù)合型調(diào)理劑為丙烯酰胺、聚合硫酸鋁以及 粉煤灰和貝殼粉中的一種，丙烯酰胺、聚合硫酸鋁、粉煤灰或貝殼粉的質(zhì)量比為8:40:52,復(fù) 合型調(diào)理劑投加的質(zhì)量為泥漿總質(zhì)量的6%，攪拌至調(diào)理改性完成，得改性泥漿。復(fù)合調(diào)理 劑起到電性中和和吸附架橋的作用，它能破壞污泥膠體顆粒的穩(wěn)定性，使分散的小顆粒之 間相互聚集形成大顆粒，從而改善泥漿的脫水性能。
[00611 1.3、改性泥漿的機(jī)械壓濾：
[0062]將各改性攪拌罐中的改性泥漿栗入至與該改性攪拌罐對應(yīng)的隔膜壓濾機(jī)(濾板進(jìn) 泥壓力最大Sbar，最大壓榨壓力16bar，濾腔數(shù)量120個，板框隔膜壓濾機(jī)濾室總?cè)莘e 12.58m3，過濾面積SOOm 2)中進(jìn)行機(jī)械脫水，得到泥餅和尾水，泥餅的含水率為54.5 %。
[0063] 2、泥餅的干化處理：
[0064] 2 · 1、泥餅的攤鋪布料：
[0065]將泥餅通過皮帶運輸機(jī)A送入污泥干化棚中的攤鋪布料機(jī)（單程位移量160~ 200mm，攤鋪速度5~6.5m/mi η)的料倉中，泥餅在螺旋下料過程中被初步破碎后縱向均勾布 料，再通過換向刮板橫向平移，從而使泥餅碎粒均勻攤鋪在污泥干化棚的地面上;泥餅碎粒 層19的平均厚度為90mm。
[0066] 2.2、泥餅的翻拋干化：
[0067]余熱交換器(換熱功率700kW)加熱導(dǎo)熱油（加熱至80 °C~150 °C)，余熱交換器加熱 的熱量為水泥窯產(chǎn)生的余熱進(jìn)行余熱發(fā)電后的低溫余熱(余熱發(fā)電工藝產(chǎn)生的尾氣仍然具 有100°C~200°C的溫度），熱的導(dǎo)熱油通過管道、循環(huán)栗(設(shè)計流量為20m 3/h，揚程30米，功 率15KW)送入到鋪設(shè)在污泥干化棚地面面層中的循環(huán)導(dǎo)熱管中，熱的導(dǎo)熱油產(chǎn)生的熱量對 攤鋪在導(dǎo)熱板上的泥餅碎粒進(jìn)行加熱干化，并且攤鋪的泥餅碎粒(加熱后的平均溫度為60 °C)在攤鋪翻拋機(jī)(單程位移量160~200_)的作用下不斷地翻拋、翻轉(zhuǎn)，同時將翻拋干化產(chǎn) 生的水蒸汽通過風(fēng)機(jī)(單臺功率0.25KW)負(fù)壓收集，從而提高通風(fēng)換氣的效率，翻拋干化完 成后，得干化泥餅碎粒，干化泥餅碎粒的含水率為34.5%。該步驟充分利用余熱發(fā)電產(chǎn)生的 低溫余熱，將溫度以梯度形式交換傳輸轉(zhuǎn)移到泥餅粹粒中，而且，污泥干化棚為文絡(luò)式陽光 板溫室，可利用太陽的輻射能來加速泥餅粹粒中水分的自然蒸發(fā)，實現(xiàn)泥餅粹粒含固率的 不斷提尚。
[0068] 3、干化泥餅的水泥窯協(xié)同處理：
[0069] 選用的水泥窯為配備完善的煙氣處理系統(tǒng)和煙氣在線監(jiān)測設(shè)備的新型干法回轉(zhuǎn) 窯，生產(chǎn)規(guī)模為4800t/d。干化泥餅粹粒先在攤鋪拋翻機(jī)的作用下拋翻至皮帶運輸機(jī)B上，然 后通過皮帶運輸機(jī)B輸送至封閉式提升機(jī)中，接著通過封閉式提升機(jī)輸送至存料斗中，再通 過皮帶計量稱計量、輸送至板式喂料機(jī)中，最后通過板式喂料機(jī)輸送至水泥窯的窯尾煙室 中入料。此過程中，皮帶計量稱所計量的干化泥餅碎粒的量由存料斗出口處的物料流量精 確控制。
[0070] 結(jié)合水泥窯生產(chǎn)線的特性，以降低干化泥餅碎粒的加入對水泥窯生產(chǎn)線的影響和 避免其對水泥產(chǎn)品的性能影響為基礎(chǔ)，確定水泥窯協(xié)同處理中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)干化泥餅碎 粒的添加量，要確定干化泥餅碎粒的添加量，首先要檢測分析干化泥餅碎粒和原熟料中各 污染物的含量，再根據(jù)下式確定干化泥餅碎粒的添加量，
[0071]
[0072]該A污水處理廠的污泥經(jīng)處理后所得的干化泥餅碎粒和原熟料中各污染物的平均 含量如下表所示：
[0074]根據(jù)上述計算可以得出（其中污泥中指標(biāo)物含量小于原熟料中含量的可不考慮， 記為"一，，）
[0075] ωΑ=π?η{9·4% ;7·9% ;4·8% ; -;16% ;92·8% ; -; -;73% ;29% ; -}=4·8% ; 由此可知，該A污水處理廠的污泥經(jīng)處理后所得的干化泥餅碎粒的添加量限值為4.8%。 [0076]對該水泥窯所制備的水泥熟料中的各污染物含量進(jìn)行定期監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果如下表 所示：
[0078] 實施例2
[0079] 1、污泥的脫水預(yù)處理：
[0080] 1.1、原污泥的稀釋均化
[0081] 武漢市某B污水處理廠出來的污泥的含水率為84%，且均呈膠體狀，將該B污水處 理廠出來的污泥栗入到均化攪拌池(有效容積為150m 3)中，加入水，除首次均化攪拌加入自 來水之外，以后每次均化攪拌時加入機(jī)械壓濾環(huán)節(jié)產(chǎn)生的尾水，使用攪拌機(jī)(尺寸為Φ900 X 1545mm，攪拌功率8.5kW)攪拌、稀釋至得呈流體狀的泥漿，泥漿性質(zhì)均勻，且其濃度為 10%〇
[0082] 1.2、泥漿的調(diào)理改性：
[0083]將泥漿栗入各改性攪拌罐(有效容積為24m3)中，各改性攪拌罐中的加藥裝置向泥 漿中投加復(fù)合型調(diào)理劑對泥漿進(jìn)行調(diào)理改性，復(fù)合型調(diào)理劑為丙烯酰胺、聚合硫酸鋁以及 粉煤灰和貝殼粉中的一種，丙烯酰胺、聚合硫酸鋁、粉煤灰或貝殼粉的質(zhì)量比為8:40:52,復(fù) 合型調(diào)理劑投加的質(zhì)量為泥漿總質(zhì)量的4%，攪拌至調(diào)理改性完成，得改性泥漿。復(fù)合調(diào)理 劑起到電性中和和吸附架橋的作用，它能破壞污泥膠體顆粒的穩(wěn)定性，使分散的小顆粒之 間相互聚集形成大顆粒，從而改善泥漿的脫水性能。
[0084] 1.3、改性泥漿的機(jī)械壓濾：
[0085]將各改性攪拌罐中的改性泥漿栗入至與該改性攪拌罐對應(yīng)的隔膜壓濾機(jī)(濾板進(jìn) 泥壓力最大Sbar，最大壓榨壓力16bar，濾腔數(shù)量120個，板框隔膜壓濾機(jī)濾室總?cè)莘e 12.58m3，過濾面積SOOm 2)中進(jìn)行機(jī)械脫水，得到泥餅和尾水，泥餅的含水率為54.0 %。
[0086] 2、泥餅的干化處理：
[0087] 2.1、泥餅的攤鋪布料：
[0088] 將泥餅通過皮帶運輸機(jī)A送入污泥干化棚中的攤鋪布料機(jī)（單程位移量160~ 200mm，攤鋪速度5~6.5m/mi η)的料倉中，泥餅在螺旋下料過程中被初步破碎后縱向均勾布 料，再通過換向刮板橫向平移，從而使泥餅碎粒均勻攤鋪在污泥干化棚的地面上，泥餅碎粒 層19的平均厚度為90mm。
[0089] 2.2、泥餅的翻拋干化：
[0090]余熱交換器(換熱功率700kW)加熱導(dǎo)熱油（加熱至80 °C~150 °C)，余熱交換器加熱 的熱量為水泥窯產(chǎn)生的余熱進(jìn)行余熱發(fā)電后的低溫余熱(余熱發(fā)電工藝產(chǎn)生的尾氣仍然具 有IOOtC~200°C的溫度），熱的導(dǎo)熱油通過管道、循環(huán)栗(設(shè)計流量為20m 3/h，揚程30米，功 率15KW)送入到鋪設(shè)在污泥干化棚地面面層中的循環(huán)導(dǎo)熱管中，熱的導(dǎo)熱油產(chǎn)生的熱量對 攤鋪在導(dǎo)熱板中的泥餅碎粒進(jìn)行加熱干化，并且攤鋪的泥餅碎粒(加熱后的平均溫度為60 °C)在攤鋪翻拋機(jī)(單程位移量160~200_)的作用下不斷地翻拋、翻轉(zhuǎn)，同時將翻拋干化產(chǎn) 生的水蒸汽通過風(fēng)機(jī)(單臺功率0.25KW)負(fù)壓收集，從而提高通風(fēng)換氣的效率，翻拋干化完 成后，得干化泥餅粹粒，干化泥餅粹粒的含水率為34.0%。該步驟充分利用余熱發(fā)電產(chǎn)生的 低溫余熱，將溫度以梯度形式交換傳輸轉(zhuǎn)移到泥餅粹粒中，而且，污泥干化棚為文絡(luò)式陽光 板溫室，可利用太陽的輻射能來加速泥餅碎粒中的水分的自然蒸發(fā)，實現(xiàn)泥餅含固率的不 斷提尚。
[0091] 3、干化泥餅的水泥窯協(xié)同處理：
[0092] 選用的水泥窯為配備完善的煙氣處理系統(tǒng)和煙氣在線監(jiān)測設(shè)備的新型干法回轉(zhuǎn) 窯，生產(chǎn)規(guī)模為4800t/d。干化泥餅粹粒先在攤鋪拋翻機(jī)的作用下拋翻至皮帶運輸機(jī)B上，然 后通過皮帶運輸機(jī)B輸送至封閉式提升機(jī)中，接著通過封閉式提升機(jī)輸送至存料斗中，再通 過皮帶計量稱計量、輸送至板式喂料機(jī)中，最后通過板式喂料機(jī)輸送至水泥窯的窯尾煙室 中入料。此過程中，皮帶計量稱所計量的干化泥餅碎粒的量由存料斗出口處的物料流量精 確控制。
[0093] 結(jié)合水泥窯生產(chǎn)線的特性，以降低干化泥餅碎粒的加入對水泥窯生產(chǎn)線的影響和 避免其對水泥產(chǎn)品的性能影響為基礎(chǔ)，確定水泥窯協(xié)同處理中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)干化泥餅碎 粒的添加量，要確定干化泥餅碎粒的添加量，首先要檢測分析干化泥餅碎粒和原熟料中各 污染物的含量，再根據(jù)下式確定干化泥餅碎粒的添加量，
[0094]
[0095]該B污水處理廠的污泥經(jīng)處理后所得的干化泥餅碎粒和原熟料中各污染物的平均 含量如下表所示：
[0097] 根據(jù)上述計算可以得出（其中污泥中指標(biāo)物含量小于原熟料中含量的可不考慮， 記為"一，，）
[0098] ωΒ = πι?η{7.8% ； 15 % ； 3.7 % ； - ； 15 % ； 104 % ； - ； - ； 108 % ； 43.6 % ； -}= 3.7%，由此可知，該B污水處理廠的污泥經(jīng)處理后所得的干化泥餅碎粒的加入量限值為 3.7%〇
[0099] 對該水泥窯所制備的水泥熟料中的各污染物含量進(jìn)行定期監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果如下表 所示：
[0101] 下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化系統(tǒng) 進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0102] 本發(fā)明提供的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示， 該系統(tǒng)包括稀釋均化單元、調(diào)理改性單元、機(jī)械壓濾單元、干化處理單元和水泥窯處理單 J L 〇
[0103] 稀釋均化單元為均化攪拌池1。調(diào)理改性單元為多個改性攪拌罐2。機(jī)械壓濾單元 包括多臺隔膜壓濾機(jī)4和皮帶運輸機(jī)A5。
[0104] 如圖2、圖3所示，干化處理單元包括污泥干化棚10、余熱交換器6、循環(huán)導(dǎo)熱管7、導(dǎo) 熱板18、換向刮板16和皮帶運輸機(jī)B22。污泥干化棚為文絡(luò)式陽光板溫室，污泥干化棚頂部 安裝有文絡(luò)式陽光板17，太陽光能透過文絡(luò)式陽光板，對泥餅碎粒進(jìn)行輻射加熱。污泥干化 棚10的地面為二級臺階式地面，由第二級臺階地面20和第一級臺階地面21構(gòu)成。余熱交換 器6出口和進(jìn)口分別通過管道、循環(huán)栗與循環(huán)導(dǎo)熱管7的兩端連通，導(dǎo)熱板18鋪設(shè)在污泥干 化棚第二級臺階地面20面層上，導(dǎo)熱板18上表面與污泥干化棚第二級臺階地面20表面齊 平，循環(huán)導(dǎo)熱管7鋪設(shè)在導(dǎo)熱板18中，導(dǎo)熱板和循環(huán)導(dǎo)熱管均設(shè)有保溫措施。污泥干化棚第 二級臺階地面20上設(shè)有攤鋪布料機(jī)8和攤鋪翻拋機(jī)9，攤鋪布料機(jī)8和攤鋪翻拋機(jī)9通過人工 進(jìn)行控制、操作。換向刮板16通過活塞或者伺服電機(jī)活動安裝于污泥干化棚10長度方向的 一側(cè)壁上，換向刮板16位于第二級臺階地面20的上方，換向刮板在活塞或者伺服電機(jī)的控 制下可做往復(fù)運動，并且活塞或者伺服電機(jī)可精確控制換向刮板的速度、行程。皮帶運輸機(jī) B22安裝于污泥干化棚第一級臺階地面21上，皮帶運輸機(jī)B的上料皮帶部分與第二級臺階地 面始終齊平，從而方便攤鋪拋翻機(jī)將干化泥餅粹粒拋翻至皮帶運輸機(jī)B的上料皮帶部分上。
[0105] 水泥窯處理單元包括封閉式提升機(jī)11、存料斗12、皮帶計量稱13、板式喂料機(jī)14和 水泥窯15,封閉式提升機(jī)11安裝于皮帶運輸機(jī)B22和存料斗12之間，皮帶計量稱13安裝于存 料斗12與板式喂料機(jī)14之間，板式喂料機(jī)14安裝于皮帶計量稱13和水泥窯15的窯尾煙室之 間，封閉式提升機(jī)11的進(jìn)料端位于皮帶運輸機(jī)B22的下料端的正下方，封閉式提升機(jī)11的下 料端位于存料斗12的進(jìn)料口的上方，皮帶計量稱的進(jìn)料端位于存料斗12出料口的正下方， 皮帶計量稱13的下料端與板式喂料機(jī)14的進(jìn)料端對接，板式喂料機(jī)14的下料端與水泥窯15 窯尾煙室入料口對接
[0106] 改性攪拌罐2與隔膜壓濾機(jī)4均設(shè)置有三臺，均化攪拌池1出口分別通過管道、柱塞 栗3與各改性攪拌罐2入口連通，各改性攪拌罐出口分別通過管道、柱塞栗3與該改性攪拌罐 對應(yīng)的隔膜壓濾機(jī)4入口連通，皮帶運輸機(jī)A5的進(jìn)料端位于各隔膜壓濾機(jī)4泥餅出口處的正 下方，皮帶運輸機(jī)A5的出料端位于攤鋪布料機(jī)8入料口的正上方。
【主權(quán)項】
1. 一種水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法，其特征在于包括如下步驟： 1-1、污泥的脫水預(yù)處理： 1.1.1、 原污泥的稀釋均化 將污水處理廠出來的污泥栗入到均化攪拌池中，加入水?dāng)嚢?、稀釋至得呈流體狀的泥 漿，泥漿的濃度為5%~10% ; 1.1.2、 泥漿的調(diào)理改性： 將泥漿栗入各改性攪拌罐中，各改性攪拌罐中的加藥裝置向泥漿中投加復(fù)合型調(diào)理劑 對泥漿進(jìn)行調(diào)理改性，復(fù)合型調(diào)理劑投加的質(zhì)量為泥漿總質(zhì)量的4%~7%，攪拌至調(diào)理改 性完成，得改性泥漿； 1.1.3、 改性泥漿的機(jī)械壓濾： 將各改性攪拌罐中的改性泥漿栗入至與該改性攪拌罐對應(yīng)的隔膜壓濾機(jī)中進(jìn)行機(jī)械 脫水，得到泥餅和尾水，泥餅的含水率小于55% ; 1.2、泥餅的干化處理： 1.2.1、 泥餅的攤鋪布料： 將泥餅通過皮帶運輸機(jī)A送入污泥干化棚中的攤鋪布料機(jī)的料倉中，泥餅在螺旋下料 過程中被初步破碎后縱向均勻布料，再通過換向刮板橫向平移，從而使泥餅碎粒均勻攤鋪 在污泥干化棚的地面上； 1.2.2、 泥餅的翻拋干化： 余熱交換器加熱導(dǎo)熱油，熱的導(dǎo)熱油通過管道、循環(huán)栗送入到鋪設(shè)在污泥干化棚地面 面層中的循環(huán)導(dǎo)熱管中，熱的導(dǎo)熱油產(chǎn)生的熱量對攤鋪在導(dǎo)熱板上的泥餅碎粒進(jìn)行加熱干 化，并且攤鋪的泥餅碎粒在攤鋪翻拋機(jī)的作用下不斷地翻拋、翻轉(zhuǎn)，同時將翻拋干化產(chǎn)生的 水蒸汽通過負(fù)壓的方式進(jìn)行收集，翻拋干化完成后，得干化泥餅碎粒，干化碎粒泥餅的含水 率在35%以下； 1.3、干化泥餅的水泥窯協(xié)同處理： 干化泥餅粹粒先在攤鋪拋翻機(jī)的作用下拋翻至皮帶運輸機(jī)B上，然后通過皮帶運輸機(jī)B 輸送至封閉式提升機(jī)中，接著通過封閉式提升機(jī)輸送至存料斗中，再通過皮帶計量稱計量、 輸送至板式喂料機(jī)中，最后通過板式喂料機(jī)輸送至水泥窯的窯尾煙室中入料； 結(jié)合水泥窯生產(chǎn)線的特性，以降低對水泥窯生產(chǎn)線的影響和避免對水泥產(chǎn)品的性能影 響為基礎(chǔ)，確定水泥窯協(xié)同處理中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)干化泥餅碎粒的添加量，干化泥餅粹粒 的添加量按照下式進(jìn)行計算：式中，ω--市政干化泥餅粹粒入水泥窯的添加量限值； ω,一一受i種污染物控制下市政干化泥餅粹粒入水泥窯的添加量限值； X!一一熟料產(chǎn)品中i種污染物含量限值； Pij 原熟料廣品中i種污染物含量； Tij 一一市政干化泥餅粹粒中i種污染物的含量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法，其特征在于： 步驟1.1.1中，加入的水為步驟1.1.3中產(chǎn)生的尾水。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法，其特征在于： 所述的復(fù)合型調(diào)理劑為丙烯酰胺、聚合硫酸鋁以及粉煤灰和貝殼粉中的一種，丙烯酰胺、聚 合硫酸鋁、粉煤灰或貝殼粉的質(zhì)量比為8:40:52。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法，其特征在于： 步驟2.1中，泥餅攤鋪的平均厚度為80~120mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法，其特征在于： 余熱交換器加熱的熱量為水泥窯產(chǎn)生的余熱進(jìn)行余熱發(fā)電后的低溫余熱。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法，其特征在于： 所述的污泥干化棚為文絡(luò)式陽光板溫室。7. -種基于權(quán)利要求1所述的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法的系統(tǒng)， 其特征在于包括稀釋均化單元、調(diào)理改性單元、機(jī)械壓濾單元、干化處理單元和水泥窯處理 單元，稀釋均化單元為均化攪拌池，調(diào)理改性單元為多個改性攪拌罐，機(jī)械壓濾單元包括多 臺隔膜壓濾機(jī)和皮帶運輸機(jī)A; 干化處理單元包括污泥干化棚、余熱交換器、循環(huán)導(dǎo)熱管、導(dǎo)熱板、換向刮板和皮帶運 輸機(jī)B，污泥干化棚的地面為二級臺階式地面，由第二級臺階地面和第一級臺階地面構(gòu)成， 余熱交換器出口和進(jìn)口分別通過管道、循環(huán)栗與循環(huán)導(dǎo)熱管的兩端連通，導(dǎo)熱板鋪設(shè)在污 泥干化棚第二級臺階地面面層上，導(dǎo)熱板上表面與污泥干化棚第二級臺階地面表面齊平， 循環(huán)導(dǎo)熱管鋪設(shè)在導(dǎo)熱板中，污泥干化棚第二級臺階地面上設(shè)有攤鋪布料機(jī)和攤鋪翻拋 機(jī)，換向刮板活動安裝于污泥干化棚長度方向的一側(cè)壁上，換向刮板位于第二級臺階地面 的上方，皮帶運輸機(jī)B安裝于污泥干化棚第一級臺階地面上； 水泥窯處理單元包括封閉式提升機(jī)、存料斗、皮帶計量稱、板式喂料機(jī)和水泥窯，封閉 式提升機(jī)安裝于皮帶運輸機(jī)B和存料斗之間，皮帶計量稱安裝于存料斗與板式喂料機(jī)之間， 板式喂料機(jī)安裝于皮帶計量稱和水泥窯的窯尾煙室之間，封閉式提升機(jī)的進(jìn)料端位于皮帶 運輸機(jī)B的下料端的正下方，封閉式提升機(jī)的下料端位于存料斗進(jìn)料口的正上方，皮帶計量 稱的進(jìn)料端位于存料斗出料口的正下方，皮帶計量稱的下料端與板式喂料機(jī)的進(jìn)料端對 接，板式喂料機(jī)的下料端與水泥窯窯尾煙室入料口對接； 改性攪拌罐的臺數(shù)與隔膜壓濾機(jī)的臺數(shù)相同，均化攪拌池出口分別通過管道、泥漿栗 與各改性攪拌罐入口連通，各改性攪拌罐出口分別通過管道、泥漿栗與該改性攪拌罐對應(yīng) 的隔膜壓濾機(jī)入口連通，皮帶運輸機(jī)A的進(jìn)料端位于各隔膜壓濾機(jī)泥餅出口處的正下方，皮 帶運輸機(jī)A的下料端位于攤鋪布料機(jī)入料口的正上方。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法的系統(tǒng)，其特 征在于:所述的泥漿栗為柱塞栗。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法的系統(tǒng)，其特 征在于:改性攪拌罐與隔膜壓濾機(jī)的臺數(shù)均為3臺。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水泥窯協(xié)同污泥深度脫水處置污泥一體化方法的系統(tǒng)，其特 征在于:換向刮板通過活塞或者伺服電機(jī)安裝于污泥干化棚的一側(cè)壁上。
【文檔編號】C02F11/12GK105859100SQ201610372856
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】陳偉, 胡遠(yuǎn)河, 洪軍
【申請人】葛洲壩中固科技股份有限公司