專利名稱：一種利用粉煤灰處置剩余污泥的工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及剩余污泥處理和處置領域，特別是一種利用粉煤灰處置剩余污泥的工藝方法。
背景技術：
剩余污泥是污水處理過程中產生的固體沉淀物質，含有大量水分、無機灰分和有機揮發(fā)物。隨著我國社會經濟和城市化的發(fā)展，城市污水的產生及其數量在不斷增長。目前全國已建成運轉的城市污水處理廠約500余座，年處理能力為113.6億m3。根據有關預測， 我國城市污水量在未來二十年還會有較大增長，2010年底污水排放量將達到440X108 m3/ d;2020年污水排放量達到536X108 m3/d。污水處理效率的提高，必然導致剩余污泥數量的增加。據國家環(huán)保部門統(tǒng)計，到2010年底，我國城鎮(zhèn)污水處理率將達到60%，屆時每年全國剩余污泥產生量將達到3000萬t(含水率80%)。污水處理中的剩余污泥處理和處置技術在我國還處于起步階段，全國現有污水處理設施中有剩余污泥穩(wěn)定處理設施的還不到1/4， 處理工藝和配套設備較為完善的還不到1/10。剩余污泥處理的投資和運行費用巨大，可占整個污水廠投資及運行費用的25% 65%，已成為城市污水處理廠所面臨的沉重負擔。剩余污泥是污水處理后的附屬品，是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體。剩余污泥含鹽量較高，會明顯提高土壤電導率，破壞植物養(yǎng)分平衡、抑制植物對養(yǎng)分的吸收，甚至對植物根系造成直接的傷害，而且離子間的拮抗作用會加速有效養(yǎng)分的淋失。污水中的病原體(病原微生物和寄生蟲)經過處理會進入污泥中， 新鮮污泥中檢測得到的病原體多達千種。在污水處理過程中，70% 90%的重金屬元素通過吸附或沉淀而轉移到剩余污泥中。一些重金屬元素主要來源于工業(yè)排放的廢水如鎘、鉻； 一些重金屬來源于家庭生活的管道系統(tǒng)如銅、鋅等重金屬。重金屬是限制剩余污泥大規(guī)模土地利用的重要因素，因為剩余污泥施用于土壤后，重金屬將積累于地表層。另外重金屬一般溶解度很小，性質較穩(wěn)定、難去除，所以其潛在毒性易于在作物和動物以及人類中積累。 在降雨量較大地區(qū)的土質疏松土地上大量施用富含N、P等的剩余污泥之后，當有機物分解速度大于植物對N、P的吸收速度時，N、P等養(yǎng)分就有可能隨水流失而進入地表水體造成水體的富營養(yǎng)化，進入地下引起地下水的污染。隨著社會經濟和城市化的快速發(fā)展，我國城市污水處理能力不斷增強，產生的剩余污泥量急劇增加。若剩余污泥得不到妥善的處理處置，不僅將占用大量的土地，而且將會對環(huán)境造成二次污染，成為影響城市環(huán)境衛(wèi)生的一大公害。如何科學、妥善的處理剩余污泥已成為城市發(fā)展必須解決的關鍵問題。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種可將剩余污泥妥善的處理，避免對環(huán)境造成二次污染的利用粉煤灰處置剩余污泥的工藝方法。本發(fā)明的技術方案是一種利用粉煤灰處置剩余污泥的工藝方法，具體包括下列
3步驟
1.將待處理的含水率為80%-90%的剩余污泥送入混合攪拌器；
2.將粉煤灰儲存在粉煤灰料倉中，通過粉煤灰計量裝置按需要輸送不同量的粉煤灰到上述混合攪拌反應器中，其中，所述粉煤灰加入量為剩余污泥質量的20%-50% ；
3.將剩余污泥和粉煤灰在混合反應器中充分混合反應5-15min，產生的廢水導入廢水處理裝置處理，散發(fā)出的臭氣導入廢氣處理裝置處理；
4.將經過步驟3處理過的混合反應的污泥送入板框脫水機進行脫水，得到污泥含水率降為35%-45%，其中，產生的廢水導入廢水處理裝置處理，散發(fā)出的臭氣導入廢氣處理裝置處理；
5.將上述步驟處理過的送入污泥造粒裝置，破碎為粒徑為3-5mm的粗顆粒，散發(fā)出的臭氣導入廢氣處理裝置處理；
6.將步驟5得到的污泥顆粒送入太陽能干燥間在溫度為40°C以上，濕度15%以下，經過M-48h的干燥處理，污泥含水率降至8-15%，散發(fā)出的臭氣導入廢氣處理裝置處理；
7.經過干燥后的污泥顆粒送入污泥造粉設備進一步處理，采用氣流高速碰撞技術，以污泥脫水造粉設備內吸進的大量自然空氣為介質，從污泥中解離出大量間隙水、外表水，促使泥粉內部水分快速滲出，處理后污泥粉粒徑為150目 300目，含水率為5%-10%。本發(fā)明有益效果是由于采用上述技術方案，本發(fā)明工藝利用粉煤灰質地疏松， 孔隙發(fā)達，堆積密度小，吸水量大，且粉煤灰具有無塑性、滲透系數及內摩擦角大，粘結力小等性質，其主要是玻璃體，膨脹小，其化學組成和顆粒形態(tài)決定了粉煤灰具有較高的滲透系數。因此可以改變剩余污泥的膠態(tài)結構，將剩余污泥中的間隙水、吸附水、毛細結合水吸收到粉煤灰中，又由于粉煤灰滲透系數高的特點，很容易將粉煤灰中的水排出，將剩余污泥妥善的處理，避免對環(huán)境造成二次污染。


圖1為本發(fā)明原理示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明提出的技術方案所包含的剩余污泥處置裝置組合，包括粉煤灰料倉、計量裝置、混合反應器、板框壓濾機、污泥造粒裝置、太陽能干燥間、污泥造粉裝置、 廢氣處理裝置、廢水處理裝置。流程包括
脫硫石灰儲存在脫硫石灰料倉中，通過計量裝置按一定比例和剩余污泥一起加入到混合反應器中進行混合反應?；旌戏磻魍ㄟ^攪拌或翻拋作用將剩余污泥打散，并在疏松的狀態(tài)下與粉煤灰充分混合。剩余污泥與粉煤灰充分混合反應后進入板框壓濾機中，將污泥中的游離水分擠壓出來，制成含水率35%-45%的半干化污泥餅。半干化污泥餅通過泥餅輸送機進入污泥造粒裝置，制成粒徑3-5mm的污泥顆粒。污泥顆粒送入太陽能干燥間進行進一步干化，太陽能干燥間采用密閉保溫結構，向陽面及干燥間頂部采用雙層中空玻璃結構， 其內部設有攤鋪機、翻料機、空氣攪動裝置、換氣裝置和溫濕度控制裝置，干燥間內部干燥臺采用多層結構，增大容積負荷，提高空間利用率。干燥間溫度在40°C以上，濕度15%以下， 經過M-48h的干燥處理，污泥含水率可降至15%以下。再將污泥顆粒送入造粉裝置進行處理，污泥含水率進一步降低至5%。處理過程中混合反應器、板框壓濾機產生的廢水收集送入廢水處理裝置處理；從混合反應器、板框壓濾機、污泥造粒裝置、太陽能干燥間、污泥造粉裝置散發(fā)出的臭氣送入廢氣處理裝置進行處理。處理后的污泥干粉的無機部分的化學特性與水泥生產所用的原料基本相似，由污泥制造的水泥與普通硅酸鹽水泥相比，在顆粒度、比重等方面基本相似，而在穩(wěn)固性、膨脹密度、固化時間等指標方面較好?？勺鳛闊扑嗟脑线M行資源化利用。實施例1:
某污水處理廠的剩余污泥含水率87. 2%，按照質量比粉煤灰剩余污泥=0. 2:1的比例將粉煤灰和剩余污泥輸送入混合反應器中，充分混合反應lOmin。混合后的污泥輸送入板框壓濾機中，液壓站為板框壓濾機提供30MPa的緊壓壓力。污泥顆粒被截留在濾室中形成半干化污泥餅，濾液通過收集裝置收集回送至污水處理系統(tǒng)。所得到的半干化污泥餅含水率 40%。半干化污泥餅通過泥餅輸送機輸送入污泥造粒裝置，制成的比表面積更大的污泥顆粒，污泥顆粒平均粒徑3. 7mm。室外溫度，日間300C，夜間190C ；太陽能干化間溫度，日間480C，夜間19°C。污泥顆粒平鋪在太陽能干化間中，干化過程中不斷用機械翻動污泥顆粒加速干化，利用換氣裝置排出濕空氣抽入干空氣，通過濕度計監(jiān)測熱能干化間內濕度，從而可間接監(jiān)測污泥干化程度。經過Mh的干化，污泥含水率為11%。將污泥顆粒輸送入污泥造粉裝置，污泥脫水造粉裝置吸進的大量自然空氣為介質，可從污泥中解離出大量間隙水、外表水，促使泥粉內部水分快速滲出。處理后污泥粉粒徑為220目，含水率6%。實施例2:
某污水處理廠的剩余污泥含水率81. 5%，按照質量比粉煤灰剩余污泥=0. 35:1的比例將粉煤灰和剩余污泥輸送入混合反應器中，充分混合反應15min。混合后的污泥輸送入板框壓濾機中，液壓站為板框壓濾機提供35MPa的緊壓壓力。污泥顆粒被截留在濾室中形成半干化污泥餅，濾液通過收集裝置收集回送至污水處理系統(tǒng)。所得到的半干化污泥餅含水率 38%。半干化污泥餅通過泥餅輸送機輸送入污泥造粒裝置，制成的比表面積更大的污泥顆粒，污泥顆粒平均粒徑3. 3mm。室外溫度，日間33°C，夜間21°C ；太陽能干化間溫度，日間50°C，夜間21°C。污泥顆粒平鋪在太陽能干化間中，干化過程中不斷用機械翻動污泥顆粒加速干化，利用換氣裝置排出濕空氣抽入干空氣，通過濕度計監(jiān)測熱能干化間內濕度，從而可間接監(jiān)測污泥干化程度。經過36h的干化，污泥含水率為8%。將污泥顆粒輸送入污泥造粉裝置，污泥脫水造粉裝置吸進的大量自然空氣為介質，可從污泥中解離出大量間隙水、外表水，促使泥粉內部水分快速滲出。處理后污泥粉粒徑為300目，含水率5%。實施例3:
某污水處理廠的剩余污泥含水率90%，按照質量比粉煤灰剩余污泥=0. 5:1的比例將粉煤灰和剩余污泥輸送入混合反應器中，充分混合反應5min。混合后的污泥輸送入板框壓濾機中，液壓站為板框壓濾機提供35MPa的緊壓壓力。污泥顆粒被截留在濾室中形成半干化污泥餅，濾液通過收集裝置收集回送至污水處理系統(tǒng)。所得到的半干化污泥餅含水率 45%。半干化污泥餅通過泥餅輸送機輸送入污泥造粒裝置，制成的比表面積更大的污泥顆粒，污泥顆粒平均粒徑5mm。室外溫度，日間330C，夜間21°C ；太陽能干化間溫度，日間500C，夜間21°C。污泥顆粒平鋪在太陽能干化間中，干化過程中不斷用機械翻動污泥顆粒加速干化，利用換氣裝置排出濕空氣抽入干空氣，通過濕度計監(jiān)測熱能干化間內濕度，從而可間接監(jiān)測污泥干化程度。經過48h的干化，污泥含水率為15%。將污泥顆粒輸送入污泥造粉裝置，污泥脫水造粉裝置吸進的大量自然空氣為介質，可從污泥中解離出大量間隙水、外表水，促使泥粉內部水分快速滲出。處理后污泥粉粒徑為150目，含水率10%。
權利要求
1. 一種利用粉煤灰處置剩余污泥的工藝方法，其特征在于，具體包括下列步驟1.將待處理的含水率為80%-90%的剩余污泥送入混合攪拌器；
2.將粉煤灰儲存在粉煤灰料倉中，通過粉煤灰計量裝置按需要輸送不同量的粉煤灰到上述混合攪拌反應器中，其中，所述粉煤灰加入量為剩余污泥質量的20%-50% ；
3.將剩余污泥和粉煤灰在混合反應器中充分混合反應5-15min，產生的廢水導入廢水處理裝置處理，散發(fā)出的臭氣導入廢氣處理裝置處理；
4.將經過步驟3處理過的混合反應的污泥送入板框脫水機進行脫水，得到污泥含水率降為35%-45%，其中，產生的廢水導入廢水處理裝置處理，散發(fā)出的臭氣導入廢氣處理裝置處理；
5.將上述步驟處理過的送入污泥造粒裝置，破碎為粒徑為3-5mm的粗顆粒，散發(fā)出的臭氣導入廢氣處理裝置處理；
6.將步驟5得到的污泥顆粒送入太陽能干燥間在溫度為40°C以上，濕度15%以下，經過對-481!的干燥處理，污泥含水率降至8-15%，散發(fā)出的臭氣導入廢氣處理裝置處理；
7.經過干燥后的污泥顆粒送入污泥造粉設備進一步處理，采用氣流高速碰撞技術，以污泥脫水造粉設備內吸進的大量自然空氣為介質，從污泥中解離出大量間隙水、外表水，促使泥粉內部水分快速滲出，處理后污泥粉粒徑為150目 300目，含水率為5%-10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用粉煤灰處置剩余污泥的工藝方法，該方法具體包括以下步驟1.將待處理的含水率為80%-90%的剩余污泥和占剩余污泥質量的20%-50%得送入混合攪拌器；充分混合反應5-15min后，送入板框脫水機進行脫水，得到含水率降為35%-45%的污泥，污泥造粒裝置將污泥破碎為粒徑為3-5mm的粗顆粒后，污泥顆粒送入太陽能干燥間在溫度為40℃以上，濕度15%以下，經過24-48h的干燥處理，污泥含水率降至8-15%，經污泥造粉設備采用氣流高速碰撞技術處理，處理后污泥粉粒徑為150目~300目，含水率為5%-10%。本發(fā)明的有益效果是將剩余污泥中的間隙水、吸附水、毛細結合水吸收到粉煤灰中，又由于粉煤灰滲透系數高的特點，很容易將粉煤灰中的水排出，將剩余污泥妥善的處理，避免對環(huán)境造成二次污染。
文檔編號C02F11/14GK102161562SQ20111005742
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權日2011年3月10日
發(fā)明者何永峰, 姜長祿, 徐貴林, 段旭琴, 洪晨, 邢奕 申請人:北京科技大學