[发明专利]污泥处理方法

说明书

公开了一种污泥处理方法，其包括：a)接收污泥并将污泥增稠；b)分析增稠污泥的发热量以获得增稠污泥的干基低位发热量并测量增稠污泥的固体含量和体积以获得增稠污泥的干基重量；c)将粉状沥青煤和有机聚合物投配到增稠污泥中以进行化学调节，其中粉状沥青煤和有机聚合物的投配量根据所述干基低位发热量和所述干基重量确定；d)在化学调节后，将增稠污泥在压滤机中脱水；和e)在脱水后，将增稠污泥在焚化炉中焚化。

技术领域

本发明涉及污泥(淤泥)处理方法。

背景技术

城市废水处理厂(“WWTP”)在废水净化期间产生大量城市污泥。目前，城市污泥通过填埋、焚化、土地利用、建筑材料用途等处置。特别地，焚化为使用焚化炉将污泥在高温下完全矿化为灰分和残余物的方法。相比于其它处置方法，焚化具有其独特优势，也就是高的体积减少、彻底和快速处理、低的占用空间(footprint，足迹)和热回收。

就污泥焚化而言，发热量(热值)为关键的热力学指标。市政污泥的干基低位发热量(LCV)与有机物质含量具有显著的正相关性。有机物含量越高，干基LCV则将越高。此外，污泥的水含量越高，湿基发热量则将越低。污泥中的水在焚化期间将变为蒸汽并且以汽化潜热的形式带走部分热量，导致能量损失。例如，对于干基LCV为10,000kJ/kg的污泥，当其水含量达到79.9％时，其热量将全部用于水蒸发，这意味着100％能量损失。另外，高的水含量将导致较多的烟道气排放和较高的能量损失，这意味着烟道气处理的困难性和燃烧效率的下降。按照中国的Characteristics of Sludge for Separate IncinerationinDisposal of Sludge from Municipal WWTP(GB/T24602-2009)，为了实现自持焚化，污泥应当具有不高于50％的水含量和不低于5,000kJ/kg的LCV。

在传统机械脱水处理(如通过离心机和带压机)后，污泥仍具有高的水含量(70％-80％)，难以满足自持焚化要求。具有高的水含量的污泥的焚化需要大量的辅助燃料(支持燃烧)或用于预处理的热干燥(干燥和焚化)，两者均导致高的操作成本。焚化需要大量燃烧支持用空气，并且在燃烧后烟道气的温度升高到几百度。在没有空气预加热器的情况下，不预加热在环境温度下的燃烧支持用空气。该高温度差将消耗相当大的热供应并且要求进入焚化系统中的污泥具有大于5,000kJ/kg的低发热量。若装备空气预加热器，则可节省燃料；例如，空气被预加热到650℃，污泥的低发热量只需2,300kJ/kg来维持自持焚化。然而，具有空气预加热的焚化系统的投资成本是相对高的。

因此，为实现具有低能耗的自持污泥焚化，必须采用三级脱水法以进一步降低污泥的水含量并且同时考虑污泥的发热量。目前，中国的三级脱水法通常包括化学调节(condition)和压滤处理的组合。由于污泥包含大量的胶体结构的亲水性物质，粒子的布朗运动、胶体粒子的静电排斥、和水合壳在其表面上的力都一直使得大多数污泥粒子难以聚结。因此，所述粒子会在水中散布和悬浮，不能沉降。结果，难以实现脱水。但在化学调节的情况下，化学品的投配可改变污泥粒子的电极性、增大粒子尺寸和粒子间的孔空间、克服静电排斥、并且减小对水的亲和力。通过该方式，改善脱水性能和效果。

然而，试图增大发热量并且实现自持污泥焚化的很多用于压滤处理的调节方法实际上只增强脱水效果使得脱水污泥的水含量可降至50％以下，但没有顾及原料污泥和/或脱水污泥的发热量和焚化系统是否装备有空气预加热器。

因此，需要提供具有低能耗的高效的污泥处理方法，并且作为结果，降低污泥焚化成本。

发明内容

鉴于现有技术中的上述问题，本发明提出一种污泥处理方法，其分析待处理的污泥的发热量和干基重量以便于根据焚化系统的空气预加热器设置适当确定用于污泥调节的粉状煤(pulverized coal，煤粉)的共混比和量，使得压滤机的脱水污泥将具有对于自持焚化刚好足够的发热量。这可使污泥本身热量的利用最大化并且避免过多粉状煤的共混，因此节省煤消耗并且降低操作成本。