[发明专利]一种污泥干燥、焚烧一体化的零排放处理系统及处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于垃圾无害化处理技术领域，特别涉及高含水率污泥的干化、焚烧、焚烧余热利用及烟气等污染物排放的一种污泥干燥、焚烧一体化的零排放处理系统及处理工艺。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市化进程的加快，以及污水处理厂的普及和污水处理技术的快速发展，我国的污泥产量日益增加，给环境造成很大的压力。现有的污泥处置方法有污泥填埋、污泥农用、污泥的干化与热处理以及污泥焚烧等。

污泥填埋有自身的缺点，污泥中的污染物质仍然存在，容易造成二次污染；需进行一定程度的干化预处理，因此成本上升；而且需要占用大量土地面积，因此填埋方法现在使用的越来越少，难以找到合适的填埋场是非常重要的一个原因。

污泥农用的缺点是污泥中含有重金属、病原体、难降解有机物等会造成环境污染，以及N、P的流失对地表水和地下水的污染。随着人们对环境的越来越重视，许多国家都颁布了农用污泥的标准，从重金属浓度等各方面进行要求，污泥农用越来越受到限制。

污泥的干化与热处理，可使污泥体积减少至原来的1/4-1/5，早在20世纪40年代，日本和欧美就尝试用直接加热干燥的方式来处理污泥，经过几十年的发展，干化技术在处理高含水率污泥的优点正逐步显现出来。可以说干燥是此类物质减量化、无害化和资源化利用的关键一步。

焚烧是污泥处置过程中最大化减量的手段。焚烧后污泥体积相对机械脱水后污泥体积，减少高达90％的量；且一般污泥干化后具有一定的热值，因此可以保证燃烧的进行。与其他处置方法相比，1)焚烧极大的减少了污泥的体积和重量，最终需要处理的物质很少；2)污泥处理速度快，不需要长期储存，特别适合大规模集中处置城市污水处理厂污泥；3)污泥可以就地焚烧，不需要长距离运输，有效防止污泥运输过程可能对环境造成的二次污染；4)可以回收热量，用于发电和供热。

焚烧也存在着一些问题。焚烧过程中排放的烟气易含有二噁英、重金属飞灰等剧毒物质，对环境和人体可能造成危害。污泥焚烧造成的气体排放问题，仍然是当前污泥焚烧技术研究难以突破的关键点。

因此，开发一种整体工艺，能实现利用干化污泥焚烧产生的一部分热能作为初始污泥的干化热源，实现污泥的干化焚烧一体化，降低系统运行综合成本，并使污泥焚烧产生的烟气污染物达到零排放，具有重要的应用价值。

城市污水污泥中的高含水率是造成此类废物处理费用高、难度大的一个关键问题。如果以降低的成本降低污泥中的含水率是面临的主要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种污泥干燥、焚烧一体化的零排放处理系统及处理工艺；其特征在于，所述污泥干燥、焚烧一体化的零排放处理系统为垃圾储坑1和空分装置2集成一体、并分别与垃圾-污泥焚烧炉3连接、垃圾-污泥焚烧炉3排烟口与旋风分离器4、余热锅炉5、布袋除尘器6、污泥一段干燥器10、细粉分离器11、冷凝器12、汽水分离器13和二氧化碳的净化与捕捉系统14串联；其中、余热锅炉5再与汽轮机发电机组7、污泥二段干燥器8、干化污泥存储仓9和垃圾-污泥焚烧炉3串联连接，形成余热回收利用回路；污泥一段干燥器10和细粉分离器11的公共接口和污泥二段干燥器8联通；并且污泥一段干燥器10和细粉分离器11各自的一个输出口连接在一起后再和污泥二段干燥器8连接。

所述布袋除尘器6的烟气出口与垃圾-污泥焚烧炉3烟道连接。

所述污泥干燥、焚烧一体化的零排放处理工艺，包括如下步骤：

1)初始污泥经简单机械脱水后成为湿污泥，从污泥进口装置进入污泥一段干燥器10，由除尘后的烟气余热即回收了来自焚烧烟气的部分热量直接干化；

2)如果污泥一段干燥器10热量不够，污泥干燥效果不佳，调节乏汽量，启用污泥二段干燥器补充加热，进行污泥间接干化，所用的热量来自做功后的乏汽；

3)干污泥被送料机械输送到干化污泥储存仓9，按需要量送给垃圾-污泥焚烧炉3，在富氧的气氛下焚烧，垃圾-污泥焚烧炉3焚烧后的烟气进入旋风分离器4，旋风分离器4分离出的物料循环返回到垃圾-污泥焚烧炉3，继续参与焚烧；从旋风分离器4出来的烟气进入余热锅炉5，余热锅炉出来的一部分热烟气利用来提供的高品质蒸汽用于汽轮机发电机组7发电；或用于供热和印染工业，发电后的乏汽或者工业用热后的热水用来作为污泥二段干燥器8的热源，用于间接干化污泥继续回收热量，进一步降低污泥的含水率，干化后的污泥进入干化污泥存储仓9，按照需要和垃圾存储坑1中的垃圾一同进入垃圾-污泥焚烧炉3)续参与焚烧；