煙氣干化污泥治理霧霾的系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙氣干化污泥治理霧霾的系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國霧霾天氣頻繁發(fā)生。霧霾是由空氣中微小的水滴和灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ铀M成的混合體。由于霧霾中的顆粒物(PM)粒徑較小，從0.001微米到10微米，平均直徑大約在I 一 2微米左右，可以長時(shí)間飄浮在空中，這種顆粒物本身是一種污染物，又是重金屬、多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的載體，有人對霧霾峰值期間收集的PMlO和PM2.5樣本進(jìn)行了宏基因組研宄，發(fā)現(xiàn)了霧霾中1300種微生物，其中有3種微生物可引起肺炎鏈球菌、煙曲霉和人腺病毒C等疾病。因此，霧霾天氣除了使大氣混濁，視野模糊并導(dǎo)致能見度惡化，更嚴(yán)重的是地威脅到人類的生存環(huán)境和身體健康。當(dāng)人體吸入霧霾中的這些細(xì)小顆粒物，可以刺激和腐蝕肺泡壁，從而破壞呼吸道的防御機(jī)能，致使慢性支氣管炎、肺氣腫、支氣管哮喘等疾病發(fā)生，研宄結(jié)果顯示，霧霾與肺癌之間存在顯著的相關(guān)性。世界衛(wèi)生組織下屬的國際癌癥研宄機(jī)構(gòu)發(fā)布報(bào)告指出，在大氣污染物中，PM2.5的毒性和致癌指數(shù)位居首位，是一級致癌物。調(diào)查研宄表明，燃煤通過煙氣排放對中國PM2.5年均濃度的“貢獻(xiàn)”在51%至61%之間，因此，燃煤是造成我國霧霾日益嚴(yán)重的最根本原因。如何有效地治理霧霾？已成為中國政府急需解決的環(huán)境問題。
[0003]至2013年，我國城市污水處理量已達(dá)到1.45億立方米/天。城市生活污水和工業(yè)廢水在得到凈化的過程中，會產(chǎn)生大量的污泥，我國由此而產(chǎn)生的污泥數(shù)量已達(dá)2億噸/年。這些污泥是一種含有病源微生物、多種有機(jī)和無機(jī)污染物，以及重金屬的固液混合體，經(jīng)過機(jī)械脫水后，污泥的含水率在80%左右，由于它含水率高而體積龐大，因此，是一類危害性極大的固體廢棄物。世界上對污泥的處理，通常采用衛(wèi)生填埋、土地利用和焚燒三方法。但是我國的國情是:一是污泥的數(shù)量和體積特別大，根本沒有適合污泥填埋的空間；二是由于生活污水和工業(yè)廢水合并處理，從而使污泥的成分非常復(fù)雜，特別是重金屬含量很高，無法土地利用；三是在經(jīng)濟(jì)上無法承受高額的處理費(fèi)用去支撐污泥焚燒。目前我國大部分污泥只經(jīng)過初步處理后，便進(jìn)行無序地臨時(shí)堆存或簡單填埋，不僅占用大面積的土地資源，而且破壞生態(tài)環(huán)境和污染地下水資源，對人體健康帶來嚴(yán)重的不良影響，因此，如果對污泥不加以徹底的處理與控制，將會對環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。如何安全經(jīng)濟(jì)地處理城市污水處理廠污泥是世界各國共同面臨的環(huán)境難題，對我國來說，解決這一難題已刻不容緩。
[0004]面對當(dāng)今中國亟待解決的“霧霾治理”和“污泥處理”兩大環(huán)境問題，我們發(fā)明了一種煙氣干化污泥治理霧霾技術(shù)，使“霧霾”和“污泥”的危害得到同時(shí)治理。
[0005]由于經(jīng)過機(jī)械脫水的污泥含水率高、體積大，因此降低污泥的含水率和減小污泥的體積，是污泥最終實(shí)現(xiàn)無害化和資源化處理的關(guān)鍵。實(shí)踐已表明，“熱干化”是污泥深度脫水和減少體積最有效的方法，但是，污泥熱干化是能量凈消耗的過程，能耗費(fèi)用通常占污泥處理總費(fèi)用的百分之八十以上，因而形成“能耗瓶頸”。
[0006]中國的能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主，2013年中國煤炭消費(fèi)量為36.1億噸，約占國內(nèi)能源總消費(fèi)的66%，占世界煤炭消費(fèi)總量的49.33%，在未來的二十年里，中國整體煤炭消費(fèi)量仍將保持較高水平。然而，我國的能源利用率僅為35%左右，全國各地遍布的大大小小熱電廠，排放的煙氣溫度一般在120?200°C之間，大量的能源以廢能的形式通過煙氣被排放而損失掉，熱電廠排放的煙氣中蘊(yùn)藏著巨大的潛能，正是污泥干化最理想的熱源。利用煙氣余熱進(jìn)行污泥干化，不僅徹底克服了污泥熱干化的“能耗瓶頸”，而且在濕污泥與熱煙氣直接接觸進(jìn)行熱交換反應(yīng)過程中，污泥能夠吸附煙氣中難以被現(xiàn)有除塵脫硫系統(tǒng)去除的微小顆粒物(PM2.5和PM10)，以及二氧化硫，并將它們包裹在污泥顆粒中，從源頭上控制了 PM2.5和PMlO以及二氧化硫，從而起到了治理霧霾的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種煙氣干化污泥治理霧霾的系統(tǒng)及其方法。
[0008]煙氣干化污泥治理霧霾的系統(tǒng)包括熱電廠鍋爐、第一排氣管道、多管旋風(fēng)除塵器、第二排氣管道、第一引風(fēng)機(jī)、進(jìn)氣口、污泥干化造粒一體化裝置、出氣口、第三排氣管道、第二電動閘閥、除塵裝置、脫硫裝置、第二引風(fēng)機(jī)、第四排氣管道、煙囪、地埋式污泥儲存?zhèn)}、雙螺旋定量進(jìn)泥機(jī)、螺旋輸送機(jī)、進(jìn)料口、出料口、封閉式皮帶輸送機(jī)、成品倉、第一電動閘閥；熱電廠鍋爐順次與第一電動閘閥、第一排氣管道、多管旋風(fēng)除塵器、第二排氣管道、第一引風(fēng)機(jī)、進(jìn)氣口和污泥干化造粒一體化裝置相連接，設(shè)置在地埋式污泥儲存?zhèn)}底部的雙螺旋定量進(jìn)泥機(jī)順次與螺旋輸送機(jī)、進(jìn)料口和污泥干化造粒一體化裝置相連接，污泥干化造粒一體化裝置的出氣口順次與第三排氣管道、第二電動閘閥、除塵裝置、脫硫裝置、第二引風(fēng)機(jī)、第四排氣管道和煙囪相連接，污泥干化造粒一體化裝置的出料口順次與封閉式皮帶輸送機(jī)、成品倉相連接。
[0009]煙氣干化污泥治理霧霾的方法包括如下步驟:
1)將含水量占總重量質(zhì)量百分比為80?85%的污水處理廠污泥，用封閉式污泥輸送車送入地埋式污泥儲存?zhèn)}；
2)將熱電廠鍋爐排放的溫度為120°C?200°C的煙氣，經(jīng)過多管旋風(fēng)除塵器除去煙氣中大部分粒徑> 10微米的PMlO顆粒物，然后通過引風(fēng)機(jī)送入污泥干化成粒一體化裝置，通過電動閘閥控制煙氣的流量；
3)通過安裝在地埋式污泥儲存?zhèn)}下部的雙螺旋定量進(jìn)泥機(jī)，將污泥分割為小塊狀，用螺旋輸送機(jī)，均勻連續(xù)地送入污泥干化造粒一體化裝置內(nèi)，輸入污泥的速度與煙氣進(jìn)行熱交換反應(yīng)的速度同步；
4)轉(zhuǎn)動污泥干化造粒一體化裝置，使污泥能以最大表面積與熱煙氣接觸，污泥不僅吸收煙氣中的熱量使水分蒸發(fā)，而且吸收煙氣中的細(xì)小微粒(PM2.5和PM10)和二氧化硫；
5)當(dāng)污泥干化至含水率為40?45%時(shí)，自然形成粒徑為I?8mm的污泥顆粒，從煙氣中吸收的微粒被包裹在顆粒中，完成干化造粒過程后，污泥顆粒通過封閉式皮帶輸送機(jī)進(jìn)入污泥成品倉，在冷卻時(shí)進(jìn)一步脫水，含水率降至< 30%，體積減少至三分之一以下，并保存95%原始熱值，作為輔助燃料與煤一起摻燒。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果: I)利用煙氣余熱干化污泥，可以在不消耗新能源的情況下，將污水處理廠污泥的含水率降至30%以下，使污泥體積減少至三分之一以下，首先使污泥實(shí)現(xiàn)減量化，為污泥的無害化和資源化處理完成了關(guān)鍵一步。
[0011]2)采用濕污泥與熱煙氣直接接觸的干化方式，不僅大大提高了污泥干化的熱利用率，更重要的是污泥能夠吸收煙氣中PM2.5和PMlO以及二氧化硫，從而從源頭起到了治理霧霾的作用。
[0012]3)由于煙氣溫度120-200°C干化污泥，污泥中水分蒸發(fā)的濕球溫度僅為48_68°C，在此低溫條件下完成污泥干化造粒過程，污泥中的有機(jī)物不會被破壞，因此保存了污泥95%的原始熱值，干化后的污泥顆粒作為輔助燃料貢獻(xiàn)1500-2500kcal/kg的熱值，真正開辟了一條以廢治廢、節(jié)能減排、廢物循環(huán)利用的新途徑。
[0013]4)污泥干化造粒一體化裝置不僅為濕污泥與熱煙氣進(jìn)行熱交換反應(yīng)提供足夠的空間與充分的時(shí)間，也為污泥吸收煙氣中的PM2.5和PMlO以及二氧化硫創(chuàng)造良好的條件。該發(fā)明使“污泥處理”與“霧霾治理”兩大環(huán)境問題得到同時(shí)解決，必將產(chǎn)生顯著的社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三重效益。
【附圖說明】
[0014]圖1是煙氣干化污泥治理霧霾的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是煙氣干化污泥治理霧霾的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，煙氣干化污泥治理霧霾的系統(tǒng)包括熱電廠鍋爐1、第一排氣管道2、多管旋風(fēng)除塵器3、第二排氣管道4、第一引風(fēng)機(jī)5、進(jìn)氣口 6、污泥干化造粒一體化裝置7、出氣口 8、第三排氣管道9、第二電動閘閥10、除塵裝置11、脫硫裝置12、第二引風(fēng)機(jī)13、第四排氣管道14、煙囪15、地埋式污泥儲存?zhèn)}16、雙螺旋定量進(jìn)泥機(jī)17、螺旋輸送機(jī)18、進(jìn)料口19、出料口 20、封閉式皮帶輸送機(jī)21、成品倉22、第一電動閘閥23 ;熱電廠鍋爐I順次與第一電動閘閥23、第一排氣管道2、多管旋風(fēng)除塵器3、第二排氣管道4、第一引風(fēng)機(jī)5、進(jìn)氣口6和污泥干化造粒一體化裝置7相連接，設(shè)置在地埋式污泥儲存?zhèn)}16底部的雙螺旋定量進(jìn)