專利名稱：基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒系統(tǒng)及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于城市生活污水處理廠污泥的處理方法，特別是指一種基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒系統(tǒng)及其處理方法。
背景技術(shù)：
近年來隨著城市化進(jìn)程加快，人口逐漸向城鎮(zhèn)集中，城市生活污水產(chǎn)生量越來越多，生活污水經(jīng)過生化處理，在污水得到凈化的同時(shí)，將產(chǎn)生大量的剩余污泥。這種污泥含水量高、易腐爛，有強(qiáng)烈的臭味，并且含有寄生蟲卵、病原微生物及重金屬，如不加以妥善處理，任意排放，將會造成嚴(yán)重的二次污染。污泥含水率越高，其熱值越低，含水率是制約污泥處理和資源化利用的關(guān)鍵問題， 因此污泥深度脫水是解決污泥問題的關(guān)鍵。在進(jìn)入焚燒線之前，必須對污泥進(jìn)行干化處理， 將污泥含水率從80%降低到60%以下，目前對污泥的干化處理有流化床、帶式、轉(zhuǎn)盤式、薄層渦輪、空心槳葉等多種新型的處理方法，這些干化技術(shù)有著許多突出的優(yōu)點(diǎn)，但在處理過程中仍需要消耗大量的能量，而且在處理過程中會產(chǎn)生廢水、廢氣，需設(shè)置相應(yīng)的處理設(shè)施， 這些處理技術(shù)往往導(dǎo)致了污泥的干化成本過高，無法滿足經(jīng)濟(jì)性的要求，工程應(yīng)用受到很大限制。隨著人們對環(huán)境要求越來越高，對污泥進(jìn)行“減量化、無害化、資源化”處理，最終實(shí)現(xiàn)綜合利用，是科學(xué)處理城市污水處理廠污泥的唯一途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對目前污泥處理方法的局限性，提供一種基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒系統(tǒng)及其處理方法，以達(dá)到污泥“減量化、無害化、資源化”的目的，同時(shí)降低了污泥的處理成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是
一種基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次線性連接的污泥調(diào)理壓濾干化單元、破碎輸送單元、焚燒發(fā)電單元及煙氣凈化單元；其中
污泥調(diào)理壓濾干化單元包括前置料倉、污泥調(diào)理池、污泥螺旋輸送機(jī)、污泥螺桿泵、雙隔膜真空壓濾機(jī)、空壓機(jī)、真空冷凝系統(tǒng)；前置料倉通過污泥螺旋輸送機(jī)與污泥調(diào)理池連接，而污泥調(diào)理池通過管道、污泥螺桿泵連接雙隔膜真空壓濾機(jī)，同時(shí)空壓機(jī)與真空冷凝系統(tǒng)亦連接于雙隔膜真空壓濾機(jī)；
破碎輸送單元包括破碎機(jī)、皮帶輸送機(jī)及螺旋輸送機(jī)；破碎機(jī)通過輸送管道與上述雙隔膜真空壓濾機(jī)連接，而螺旋輸送機(jī)通過皮帶輸送機(jī)與破碎機(jī)連接；
焚燒發(fā)電單元包括爐排式焚燒爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，三者依次線性連接；
煙氣凈化單元包括依次線性連接的石灰倉、石灰泵、反應(yīng)塔、活性炭倉和布袋除塵器。所述煙氣凈化單元的布袋除塵器進(jìn)一步連接引 風(fēng)機(jī)、煙囪。所述焚燒發(fā)電單元中的爐排式焚燒爐為二段式垃圾焚燒爐排，該爐排采取逆推爐排和順推爐排相結(jié)合的方式。一種基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒處理方法，具體步驟為
1)將含水率為80%的污泥卸入前置 料倉，前置料倉底部的污泥螺旋輸送機(jī)將污泥勻速定量送入調(diào)理池，在污泥進(jìn)入調(diào)理池的同時(shí)，將稀釋水加入調(diào)理池，污泥達(dá)到高限位液位時(shí)，停止進(jìn)泥，攪拌混勻；調(diào)理好的含水率90%的污泥通過污泥螺桿泵送入雙隔膜真空壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水；并通過蒸汽加熱抽真空脫水干化；
2)干化污泥經(jīng)破碎機(jī)破碎后，作為爐排焚燒鍋爐燃料；
3)通過皮帶輸送機(jī)和螺旋輸送機(jī)將干化污泥送入垃圾焚燒鍋爐進(jìn)料口內(nèi)，干化污泥與生活垃圾一起進(jìn)入爐排式焚燒鍋爐進(jìn)行焚燒處理，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，推動汽輪機(jī)發(fā)電，以達(dá)到節(jié)能和余熱利用的目的；
4)污泥焚燒后產(chǎn)生的有害氣體與焚燒發(fā)電單元煙氣可一起經(jīng)過垃圾焚燒發(fā)電單元的煙氣處理系統(tǒng)處理，從而使煙氣排放指標(biāo)達(dá)到環(huán)保要求；
5)污泥壓濾液進(jìn)入濾液沉淀池沉淀處理，上清液用于污泥的稀釋，并作為濾布沖洗水循環(huán)使用，污泥干化的廢熱氣體經(jīng)抽真空冷凝后產(chǎn)生的廢水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放，廢氣進(jìn)入垃圾爐排爐焚燒系統(tǒng)的垃圾池；
6)污泥干化后與垃圾摻燒產(chǎn)生的飛灰固化后送往填埋場進(jìn)行填埋，爐渣則可作為制建筑材料的原料。所述步驟1)的稀釋水與污泥按1 :1重量比例加入調(diào)理池，使污泥含水率由進(jìn)料的 80%調(diào)整到90%，攪拌25 35分鐘，完成污泥調(diào)理。所述步驟1)中的污泥前置料倉、調(diào)理池、雙隔膜真空壓濾機(jī)采用密閉系統(tǒng)，由風(fēng)機(jī)將污泥產(chǎn)生的臭味送入焚燒爐熱解以消除。所述步驟1)中利用垃圾焚燒發(fā)電單元的廢熱蒸汽，在壓濾脫水的過程中通入1-2 kg/cm2壓力，溫度為110°C 120°C的廢熱蒸汽對污泥加熱干化并抽真空，經(jīng)過4h脫水干化后的污泥泥餅含水率達(dá)到30%以下，保證干化污泥入爐后的熱值。所述步驟3)中焚燒爐內(nèi)溫度控制在850 1050°C，控制二惡英的生成。采用上述方案后，本發(fā)明系統(tǒng)與傳統(tǒng)的污泥處理工藝相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)減量化程度高本發(fā)明最后得到的殘?jiān)欠贌曳郑繃崫裎勰嗤ㄟ^調(diào)理、脫水、干化、破碎和焚燒，最后僅產(chǎn)生0. 26噸灰分，使污泥大大減量化。(2)節(jié)約大量填埋土地和能耗污泥通過調(diào)理，輸送性能大大改善，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，干化污泥粉碎后與城市生活垃圾一起在爐排爐內(nèi)進(jìn)行焚燒處理，污泥所含能量被充分循環(huán)利用，大大降低污泥處理的成本。(3)處理徹底調(diào)理、脫水干化和破碎后焚燒對污泥的處理最為徹底，能使有機(jī)物全部碳化，殺死病原體，處理過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣也得到了合理的處理處置或利用。(4)節(jié)約建設(shè)成本本系統(tǒng)是建立在垃圾焚燒發(fā)電廠基礎(chǔ)上的污泥調(diào)理和污泥干化及焚燒處理系統(tǒng)，污泥調(diào)理壓濾干化后供爐排焚燒爐焚燒，焚燒過程中產(chǎn)生的廢氣、飛灰、爐渣等可通過垃圾焚燒發(fā)電廠既有處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，以節(jié)約建設(shè)成本。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。圖中
前置料倉1螺旋輸送機(jī)2
污泥調(diào)理池3
污泥螺桿泵4雙隔膜真空壓濾機(jī)5
空壓機(jī)6
真空冷凝系統(tǒng)7沉淀池8
破碎機(jī)9
皮帶輸送機(jī)10螺旋輸送機(jī)11
焚燒鍋爐12 汽輪機(jī)13發(fā)電機(jī)14
石灰倉15
石灰泵16反應(yīng)塔17
活性炭倉18 布袋除塵器19引風(fēng)機(jī)20
煙囪21。
具體實(shí)施例方式配合圖1所示，本發(fā)明揭示了一種基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒系統(tǒng)及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明方法采用的工藝設(shè)備可以分為四個(gè)處理單元污泥調(diào)理壓濾干化單元I、破碎輸送單元II、焚燒發(fā)電單元III、煙氣凈化單元IV，如圖1中的各虛線框所示。各單元的設(shè)備及工藝過程結(jié)合工藝流程圖1分別說明如下
(1)污泥調(diào)理壓濾干化單元I 本單元主體是污泥調(diào)理池3和雙隔膜真空壓濾機(jī)5 ； 含水率為80%的污泥進(jìn)廠后卸入前置料倉1，前置料倉1底部的螺旋輸送機(jī)2將污泥勻速定量送入污泥調(diào)理池3，在污泥進(jìn)入污泥調(diào)理池3的同時(shí)，將稀釋水與污泥按1 :1重量比例加入污泥調(diào)理池3，污泥達(dá)到高限位液位時(shí)，停止進(jìn)泥，攪拌25 35分鐘，污泥調(diào)理結(jié)束ο調(diào)理好的含水率90%的污泥通過污泥螺桿泵4進(jìn)入雙隔膜真空壓濾機(jī)5進(jìn)行脫水干化，由空壓機(jī)6提供壓濾氣壓，由汽輪機(jī)13提供蒸汽熱源，利用垃圾焚燒發(fā)電單元的廢熱蒸汽，在壓濾脫水的過程中通入1-2 kg/cm2壓力，溫度為110°C 120°C的廢熱蒸汽干化并抽真空，經(jīng)過4h脫水干化后的污泥泥餅含水率在30%以下，保證干化污泥入爐后的熱值。 壓濾液進(jìn)入濾液沉淀池8沉淀處理，上清液用于污泥的稀釋，并作為濾布沖洗水循環(huán)使用， 真空冷凝系統(tǒng)7抽出的廢氣冷凝，冷凝廢水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放，廢氣進(jìn)入垃圾爐排爐焚燒系統(tǒng)的垃圾池，經(jīng)過干化后的污泥進(jìn)入破碎輸送單元II。(2)破碎輸送單元II 本單元主體是破碎機(jī)9、皮帶輸送機(jī)10、螺旋輸送機(jī)11。干化污泥通過破碎機(jī)9破碎后，再通過皮帶輸送機(jī)10送入螺旋輸送機(jī)11定量輸送，作為爐排式焚燒鍋爐12的燃料。(3)焚燒發(fā)電單元III 本單元主體是爐排爐焚燒鍋爐12、汽輪機(jī)13和發(fā)電機(jī)14。
通過螺旋輸送機(jī)11將干化污泥定量送入垃圾焚燒鍋爐12進(jìn)料口內(nèi)，干化污泥與生活垃圾一起進(jìn)入爐排式焚燒鍋爐12焚燒處理，焚燒鍋爐12度控制在850 1050°C，控制二惡英的生成；焚燒產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，推動汽輪機(jī)13轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機(jī)14發(fā)電，焚燒產(chǎn)生的余熱全部用于發(fā)電，使污泥干化后能源充分循環(huán)利用，以低能耗、低成本實(shí)現(xiàn)了城市污泥處理，并達(dá)到“減量化、無害化、資源化”的要求。干化污泥與垃圾摻燒后產(chǎn)生的飛灰固化后送往填埋場進(jìn)行填埋，爐渣則可作為制建筑材料的原料。(4)煙氣凈化單元IV 本單元主體是反應(yīng)塔17、活性炭倉18和布袋除塵器19。

污泥泥餅焚燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂休^多酸性氣體和重金屬等污染物，將生石灰投入石灰倉15制成石灰漿液，用石灰泵16將石灰漿液送入反應(yīng)塔17內(nèi)，并向下噴淋，與高溫?zé)煔饽嫦虺浞纸佑|反應(yīng)，去除酸性物質(zhì)。再將活性炭從活性炭倉18內(nèi)排入系統(tǒng)內(nèi)，吸附在布袋除塵器19表面，除去重金屬和二惡英等污染物。處理達(dá)標(biāo)后的尾氣由引風(fēng)機(jī)20引入煙囪21，再排入大氣?？傊?，本發(fā)明提供了一種高效處理城市污泥的方法，通過依托垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)， 為污泥的徹底處理處置提供了必要的處理系統(tǒng)，從而具有一定的經(jīng)濟(jì)性。而且在本系統(tǒng)中采用的是爐排焚燒爐，可以滿足經(jīng)干化后污泥的充分燃燒、有效地控制負(fù)荷和爐膛溫度。
權(quán)利要求
1.一種基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括依次線性連接的污泥調(diào)理壓濾干化單元、破碎輸送單元、焚燒發(fā)電單元及煙氣凈化單元；其中，污泥調(diào)理壓濾干化單元包括前置料倉、污泥調(diào)理池、污泥螺旋輸送機(jī)、污泥螺桿泵、雙隔膜真空壓濾機(jī)、空壓機(jī)、真空冷凝系統(tǒng)；前置料倉通過污泥螺旋輸送機(jī)與污泥調(diào)理池連接，而污泥調(diào)理池通過管道、污泥螺桿泵連接雙隔膜真空壓濾機(jī)，同時(shí)空壓機(jī)與真空冷凝系統(tǒng)亦連接于雙隔膜真空壓濾機(jī)；破碎輸送單元包括破碎機(jī)、皮帶輸送機(jī)及螺旋輸送機(jī)；破碎機(jī)通過輸送管道與上述雙隔膜真空壓濾機(jī)連接，而螺旋輸送機(jī)通過皮帶輸送機(jī)與破碎機(jī)連接；焚燒發(fā)電單元包括爐排式焚燒爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，三者依次線性連接；煙氣凈化單元包括依次線性連接的石灰倉、石灰泵、反應(yīng)塔、活性炭倉和布袋除塵器。
2.如權(quán)利要求1所述的基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于煙氣凈化單元的布袋除塵器進(jìn)一步連接引風(fēng)機(jī)、煙囪。
3.如權(quán)利要求1所述的基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于焚燒發(fā)電單元中的爐排式焚燒爐為二段式垃圾焚燒爐排，該爐排采取逆推爐排和順推爐排相結(jié)合的方式。
4.一種基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒處理方法，具體步驟為1)將含水率為80%的污泥卸入前置料倉，前置料倉底部的污泥螺旋輸送機(jī)將污泥勻速定量送入調(diào)理池，在污泥進(jìn)入調(diào)理池的同時(shí)，將稀釋水加入調(diào)理池，污泥達(dá)到高限位液位時(shí)，停止進(jìn)泥，攪拌混勻；調(diào)理好的含水率90%的污泥通過污泥螺桿泵送入雙隔膜真空壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水；并通過蒸汽加熱及抽真空脫水干化；2)干化污泥經(jīng)破碎機(jī)破碎后，作為爐排焚燒鍋爐燃料；3)通過皮帶輸送機(jī)和螺旋輸送機(jī)將干化污泥送入垃圾焚燒鍋爐進(jìn)料口內(nèi)，干化污泥與生活垃圾一起進(jìn)入爐排式焚燒鍋爐進(jìn)行焚燒處理，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，推動汽輪機(jī)發(fā)電，以達(dá)到節(jié)能和余熱利用的目的；4)污泥焚燒后產(chǎn)生的有害氣體與焚燒發(fā)電單元煙氣可一起經(jīng)過垃圾焚燒發(fā)電單元的煙氣處理系統(tǒng)處理，從而使煙氣排放指標(biāo)達(dá)到環(huán)保要求；5)污泥壓濾液進(jìn)入濾液沉淀池沉淀處理，上清液用于污泥的稀釋，并作為濾布沖洗水循環(huán)使用，污泥干化的廢熱氣體經(jīng)抽真空冷凝后產(chǎn)生的廢水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放，廢氣進(jìn)入垃圾爐排爐焚燒系統(tǒng)的垃圾池；6)污泥干化后與垃圾摻燒產(chǎn)生的飛灰固化后送往填埋場進(jìn)行填埋，爐渣則可作為制建筑材料的原料。
5.如權(quán)利要求4所述的基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒處理方法，其特征在于 所述步驟1)的稀釋水與污泥按1 :1重量比例加入調(diào)理池，使污泥含水率由進(jìn)料的80%調(diào)整到90%，攪拌25 35分鐘，完成污泥調(diào)理。
6.如權(quán)利要求4所述的基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒處理方法，其特征在于 所述步驟1)中的污泥前置料倉、調(diào)理池、雙隔膜真空壓濾機(jī)采用密閉系統(tǒng)，由風(fēng)機(jī)將污泥產(chǎn)生的臭味送入焚燒爐熱解以消除。
7.如權(quán)利要求4所述的基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒處理方法，其特征在于 所述步驟1)中利用垃圾焚燒發(fā)電單元的廢熱蒸汽，在壓濾脫水的過程中通入1-2 kg/cm2壓力，溫度為110°C 120°C的廢熱蒸汽對污泥加熱干化并抽真空，經(jīng)過4h脫水干化后的污泥泥餅含水率達(dá)到30%以下，保證干化污泥入爐后的熱值。
8.如權(quán)利要求4所述的基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒處理方法，其特征在于 所述步驟3)中焚燒爐內(nèi)溫度控制在850 1050°C，控制二惡英的生成。
全文摘要
一種基于垃圾爐排爐焚燒的污泥干化焚燒系統(tǒng)及其處理方法。在該系統(tǒng)中，含水率80%的污泥進(jìn)廠后卸入前置料倉，由前置料倉底部的污泥螺旋輸送機(jī)將污泥勻速定量送入調(diào)理池，在污泥進(jìn)入調(diào)理池的同時(shí)，將稀釋水與污泥按1:1重量比例加入調(diào)理池，污泥達(dá)到高限位液位時(shí)，停止進(jìn)泥，攪拌混勻，污泥調(diào)理結(jié)束；調(diào)理好的含水率90%的污泥通過污泥螺桿泵送入雙隔膜真空壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水和蒸汽加熱干化，脫水干化后的污泥泥餅含水率在30%以下；污泥干化的廢熱氣體經(jīng)抽真空冷凝后產(chǎn)生的廢水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放，廢氣經(jīng)收集進(jìn)入垃圾爐排爐焚燒系統(tǒng)的垃圾池，干污泥經(jīng)破碎機(jī)破碎后按一定比例與城市生活垃圾一起送入爐排焚燒爐焚燒，焚燒過程中產(chǎn)生的廢氣、飛灰、爐渣等可通過垃圾焚燒發(fā)電廠既有處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。
文檔編號F23J15/00GK102322642SQ201110150828
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者屠柏銳, 林巖, 賴劍波, 鄭明宗, 閔澤清 申請人:創(chuàng)冠環(huán)保(中國)有限公司, 屠柏銳, 新源(中國)工程有限公司