[发明专利]一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺及系统

说明书

一、技术领域

本发明属于污泥处理技术，尤其是一种市政污水处理厂脱水污泥减量化稳定化无害化的处理工艺。

二、背景技术：

污泥是水处理过程中形成的以有机物为主要成分的泥状物质，由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机和无机颗粒组成的集合体，含有大量的水分及难降解的有机物、重金属和盐类、病原菌、寄生虫卵等。随着我国社会经济和城市化的发展，污水处理厂不断增加，污泥的产量也大幅度增长。污水处理厂产生的污泥经初步浓缩后，含水率仍在80%以上，且其中含有大量的污染物，污泥处理是我国急需解决的环境问题。

截止2010年，全国已建成城镇污水处理厂2832座，城镇污水处理厂年处理污水量达318亿吨，城市和县城的污水排放总量已达到450.8亿吨。其中，657座城市污水排放总量为378.7亿吨，1633座县城污水排放总量为72.1亿吨。总处理能力达1.25亿吨/日，全国96%的设市城市、65%的县城均已建有污水处理厂。“十二五”期间，全国规划范围内的城镇污水处理规模达到1.71亿立方米/日（1万吨生活污水大约能产生干污泥量为1.3吨）。“十二五”期间，全国规划范围内的城镇污泥处理处置规模为2500万吨/年，折合为干泥518.13万吨/年。

城市污泥既是污染物又是一种资源。污泥中含有大量有机物质，具有燃料价值。我国的脱水污泥处理及资源化利用工艺技术依然没有形成一个统一的思路。研究安全、高效、经济的污泥处理工艺，实现污泥的减量化、稳定化、无害化成为广为关注的热点问题。目前污泥处置方式主要有三种：填埋、土地利用、焚烧。填埋是传统的污泥处理方式，由于会产生二次污染和适宜污泥填埋的场所越来越有限，污泥填埋的应用已经受到了限制。土地利用主要包括污泥农用、污泥用于森林与园艺、废弃矿场等场地的改良等，污泥中的有毒有害物会导致土壤或水体污染。污泥焚烧是近年来应用较广泛的处置方式，其优点在于能最大限度地实现污泥的减量化。污泥焚烧处置有两种方式：一是直接焚烧, 即将脱水污泥掺入煤或油等辅助燃料后燃烧。二是污泥经干化后再焚烧，脱水污泥进一步进行干化处理后进行焚烧。干化方式分直接干化和间接干化两种，两者的区别在于热源是直接还是间接作为换热介质进行加热。

污泥中含低级有机物，如氨基酸、腐植酸、细菌及代谢产物、多环芳烃、杂环类化合物等，其结构比较简单，并且已经经过二级生物氧化，受到不同程度的分解破坏，易于高温分解，因此分解温度、起燃温度和燃尽温度较低，易于燃烧，且干化后污泥含水率低，减少了水分蒸发能量消耗，因此干化焚烧具有较大优势，与污泥直接焚烧相比，一次性投资少，处理成本低。因此，污泥干化-焚烧是城市污水处理厂进行污泥合理开发利用的必经途径，是污泥实行减量化、稳定化、无害化、资源化的良好方法。干污泥中含有近40%的有机物质，具有可燃性，所以污泥既被视为废弃物，又被视为一种生物质资源。合理利用污泥资源已成为污泥有效利用的一个新的发展趋势。 

公开日期为2007年9月26日，公开号为CN101041544，申请号为200710011115.0的发明专利为本申请人申请的转鼓压膜污泥干燥机，通过压辊带着输送网带随着内部通水蒸汽的旋转加热面转动，带动脱水污泥沿着旋转加热面与输送网带转动，水蒸汽的热传导作用使污泥含水率降低。这种设备是在薄膜根据污泥性质及换热原理研究开发的。但是这种工艺存在诸多难以克服的难题，首先，由于污泥的高粘度，在干燥过程中发生严重的粘带问题，导致输送带网孔堵塞，水分迁移及挥发严重受阻，导致干燥效率下降；其次，污泥中水分绝大部分被气化，由此使得能耗大幅增加。

公开日期为2008年7月23日，公开号为CN101224912，申请号为200810026039.5的发明专利公开了一种污泥干燥方法，提出将脱水污泥与干污泥进行混合搅拌，得出的产品一部分作为产品出售，一部分继续干燥成干污泥与湿污泥掺混搅拌，即通过掺混方法避开污泥干燥的胶粘相区间。这种方法从理论上分析是完全可行的，但在实际操作中需要添加大量的干污泥掺混才能得到所需含水率值的产品，没有从根本上越过当前污泥干燥的壁垒。