申請日2013.07.25

　　公開(公告)日2013.11.20

　　IPC分類號C04B7/38; C04B7/24

　　摘要

　　一種含水污泥資源化利用的方法，在干法水泥生產(chǎn)線的原料棚或原料庫至生料立磨區(qū)段，將含水污泥配入生料原料中或立磨內(nèi)，用于調(diào)整生料立磨物料的綜合水分和物料塑性，使物料的綜合水分含量達(dá)到3wt%～15wt%;生料立磨制成的含污泥的生料粉送入水泥窯系統(tǒng)煅燒成水泥熟料。本發(fā)明利用含水污泥水分含量高、絮凝狀結(jié)構(gòu)和塑粘性等固有特性可提供立磨物料所需水分和塑性，滿足生料立磨的應(yīng)用要求，以此方式達(dá)到資源化利用含水污泥，方法簡單易行，實用，且投資低，并達(dá)到了對含水污泥的無害化處理，該利用方法技改投資低，且污泥利用量大;具有良好的效益和最佳的經(jīng)濟(jì)性。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種含水污泥資源化利用的方法，其特征在于，在干法水泥生產(chǎn)線的原料棚或原料庫至生料立磨區(qū)段，將含水污泥配入生料原料中或立磨內(nèi)，用于調(diào)整生料立磨物料的綜合水分和物料塑性，使物料的綜合水分含量達(dá)到3wt%～15wt%;生料立磨制成的含污泥的生料粉送入水泥窯系統(tǒng)煅燒成水泥熟料。

　　2.如權(quán)利要求1所述一種含水污泥資源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥為含水率≤99%的市政水處理污泥、農(nóng)產(chǎn)品加工污泥或河道湖池沉積污泥。

　　3.如權(quán)利要求2所述一種含水污泥資源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥為含水率≤90%的市政水處理污泥、農(nóng)產(chǎn)品加工污泥或河道湖池沉積污泥。

　　4.如權(quán)利要求1或2或3所述一種含水污泥資源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥配入量為生料立磨物料重量的2%～20%。

　　5.如權(quán)利要求1或2或3所述一種含水污泥資源化利用的方法，其特征在于，所述的將含水污泥在原料棚或原料庫至生料立磨區(qū)段配入原料中或立磨內(nèi)，根據(jù)含水污泥水分含量或含固量、流動性或塑粘性，釆用通用的設(shè)備或裝備，運(yùn)用常規(guī)方式配入。

　　6.如權(quán)利要求4所述一種含水污泥資源化利用的方法，其特征在于，所述的將含水污泥在原料棚或原料庫至生料立磨區(qū)段配入原料中或立磨內(nèi)，其一，根據(jù)含水污泥水分含量或含固量、流動性或塑粘性等物理特性，其二，根據(jù)干法水泥生產(chǎn)線的實際狀況，釆用通用的設(shè)備或裝備，運(yùn)用常規(guī)方式配入。

　　7.如權(quán)利要求1或2或3所述一種含水污泥資源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥含水率≤95%時，或無機(jī)物成分含量影響超出配料控制誤差范圍，無機(jī)物組分的各化學(xué)成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量納入正常的生料配料成分計算;當(dāng)含水污泥含水率≥95%時，或無機(jī)物成分含量在生料配料誤差范圍內(nèi)，則忽略不計。

　　8.如權(quán)利要求4所述一種含水污泥資源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥含水率≤95%時，或無機(jī)物成分含量影響超出配料控制誤差范圍，無機(jī)物組分的各化學(xué)成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量納入正常的生料配料成分計算;當(dāng)含水污泥含水率≥95%時，或無機(jī)物成分含量在生料配料誤差范圍內(nèi)，則忽略不計。

　　9.如權(quán)利要求5所述一種含水污泥資源化利用的方法，其特征在于，所述含水污泥含水率≤95%時，或無機(jī)物成分含量影響超出配料控制誤差范圍，無機(jī)物組分的各化學(xué)成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量納入正常的生料配料成分計算;當(dāng)含水污泥含水率≥95%時，或無機(jī)物成分含量在生料配料誤差范圍內(nèi)，則忽略不計。

　　說明書

　　一種含水污泥資源化利用的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種污泥處理及利用方法，尤其是涉及一種含水污泥在干法水泥生產(chǎn)線上的資源化利用的方法。

　　背景技術(shù)

　　含水污泥除含有部分粘土類無機(jī)物外，還含有有機(jī)物、病原體微生物或有毒有害物質(zhì)，由于水分含量高，且呈絮凝狀保水結(jié)構(gòu)，無害化處理極困難，更難以直接實施資源化利用。

　　目前，含水污泥的處理方法，除填埋、堆肥、制陶粒等外，世界先進(jìn)的含水污泥處理技術(shù)大致分為兩大類。

　　第一類是，利用火電余熱或水泥窯爐廢氣余熱設(shè)置污泥專用烘干裝備系統(tǒng)，將含水污泥烘干做為替代性燃料。如CN 102173554 A公開的利用水泥生產(chǎn)廢氣烘干和處置污泥系統(tǒng)，其特征在于它包括新型干法水泥熟料燒成系統(tǒng)、濕污泥烘干系統(tǒng)、干污泥儲存和喂入水泥窯系統(tǒng)、電力拖動和自動控制系統(tǒng)。通過添置一套專用烘干裝置、利用水泥窯的篦冷機(jī)余熱將污泥烘干后進(jìn)行處理，然而，呈絮凝狀保水結(jié)構(gòu)的含水污泥烘干實際上比較困難，烘干效率低。

　　第二類是，將含水污泥直接加入水泥窯爐內(nèi)，即將含水污泥直接加入篦冷機(jī)內(nèi)或窯尾煙室或分解爐內(nèi)或窯爐連接管道內(nèi)，由于含水污泥水分含量多，會嚴(yán)重影響窯況的正常運(yùn)行。

　　CN 1868939 A公開了一種用水泥生產(chǎn)過程中高溫熟料直接處置污泥的方法，其是將污泥直接密閉輸送添加到水泥生產(chǎn)過程中的高溫熟料傾出區(qū)或篦冷機(jī)上。該方法難于使?jié)裎勰嗯c高溫熟料均勻混合，熱交換差，處理量低，由于濕污泥水分含量多，污泥水分大量入窯爐，會嚴(yán)重影響窯況的正常運(yùn)行，甚至影響水泥產(chǎn)品質(zhì)量。

　　CN 101172790 A公開了一種利用濕態(tài)污泥廢渣二級配料生產(chǎn)水泥的新工藝，采用壓濾后或離心脫水后或瀝干后的濕態(tài)工業(yè)廢渣或城市下水道污泥或水處理污泥作為原料與其它經(jīng)過一級配料粉磨的原料再進(jìn)行二級干濕配料，混合均勻，制成生料棒或生料球，利用余熱烘干后，進(jìn)入立窯水泥生產(chǎn)線機(jī)立窯內(nèi)燒成熟料。該方法利用濕態(tài)污泥生產(chǎn)水泥采用二級配料，工藝流程長，且是利用機(jī)立窯工藝，不適合干法水泥生產(chǎn)工藝。

　　以上方法，實際應(yīng)用的效果不佳，且投資大，工藝復(fù)雜。

　　另一方面，干法水泥生產(chǎn)線上的生料立磨工作時，由于立磨的結(jié)構(gòu)特征和工作原理特殊，被粉磨的物料，一般需要含有3wt%～15wt%的物料綜合水分和相應(yīng)塑性，綜合水分含量低于3%，立磨內(nèi)不能有效形成輾壓料層，易產(chǎn)生震動而難以穩(wěn)定運(yùn)行，無法發(fā)揮立磨的粉磨優(yōu)勢。目前，多釆用頁巖、砂巖、硅石等脊性硅質(zhì)原料，它們的含水量大多較低，而其中最大宗的石灰石原料含水量一般小于1%，其物料綜合水分大多低于3%，因此，立磨內(nèi)設(shè)有噴水加濕系統(tǒng)，以對物料適度加水增濕，提高立磨物料的綜合水分含量，形成較穩(wěn)定的碾壓物料料層，而形成較好的碾壓物料料層，才能有效發(fā)揮立磨的粉磨優(yōu)勢。

　　再者，當(dāng)前干法水泥生產(chǎn)線普遍采用的氨水、尿素脫硝方法，不僅消耗熱量，增加成本，亦與農(nóng)業(yè)爭肥。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡單易行，投資低，成本低的含水污泥在干法水泥生產(chǎn)線上的資源化利用的方法。

　　本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為：一種含水污泥資源化利用的方法，在干法水泥生產(chǎn)線的原料棚或原料庫至生料立磨區(qū)段，將含水污泥配入生料原料中或立磨內(nèi)，用于調(diào)整生料立磨物料的綜合水分和物料塑性，使物料的綜合水分含量達(dá)到3wt%～15wt%，具備形成完整的輾壓物料料層所需的相應(yīng)塑性;生料立磨制成的含污泥的生料粉送入水泥窯系統(tǒng)煅燒成水泥熟料(煅燒工藝與現(xiàn)有常規(guī)煅燒工藝相同)。

　　進(jìn)一步，含水污泥為含水率≤99%的污泥，優(yōu)選市政水處理污泥、農(nóng)產(chǎn)品加工污泥和河道湖池沉積污泥。

　　進(jìn)一步，含水污泥為含水率≤90%的市政水處理污泥、農(nóng)產(chǎn)品加工污泥和河道湖池沉積污泥。

　　進(jìn)一步，含水污泥配入量為生料立磨物料重量的2%～20%，根據(jù)具體的干法水泥生產(chǎn)線的原料特征及含水污泥的物理特性，確定含水污泥的配入量，如石灰石的硬度與含水量、砂巖或頁巖或粘土等的含水量與塑性指數(shù)等及含水污泥種類、性狀等實際情況，確定含水污泥配入量，滿足生料立磨物料綜合水分和物料塑性的要求。

　　進(jìn)一步，將含水污泥在原料棚或原料庫至生料立磨區(qū)段配入原料中或立磨內(nèi)，根據(jù)含水污泥水分含量或含固量、流動性或塑粘性等物理特性;釆用通用的設(shè)備或裝備，運(yùn)用常規(guī)方式配入。

　　進(jìn)一步，當(dāng)含水污泥含水率≤95%時，或無機(jī)物成分含量影響超出配料控制誤差范圍，無機(jī)物組分的各化學(xué)成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量納入正常的生料配料成分計算;當(dāng)含水污泥含水率≥95%時，或無機(jī)物成分含量在生料配料誤差范圍內(nèi)，則忽略不計。

　　本發(fā)明的技術(shù)原理：

　　1、針對含水污泥處理或利用的最大難題，一是其絮凝狀結(jié)構(gòu)保水能力強(qiáng)，脫水和干燥極困難，二是它的塑粘性。利用含水污泥本身所含的這些水分和塑粘性，正好可提供干法水泥生產(chǎn)線其生料立磨物料所需適宜的水分和物料的相應(yīng)塑性，可滿足立磨形成較好碾壓料層的要求，實現(xiàn)含水污泥的資源化利用;并籍生料立磨內(nèi)物料中的脊性石灰石、砂巖等與污泥在強(qiáng)力碾壓下的摩擦破壞污泥中的絮凝狀保水結(jié)構(gòu)，釋放出自由水，而使其在立磨內(nèi)廢熱氣流中變得易于干燥，制成滅菌的含污泥的生料粉。

　　2、利用干法水泥生產(chǎn)的生料粉，可兼容部分均勻分散的有機(jī)物微粒和各類無機(jī)物微粒，且只需考慮無機(jī)物各化學(xué)成分總含量多少的特性，讓生料中污泥所含的有機(jī)物在預(yù)熱器至分解爐內(nèi)分解燃盡，其燃燒產(chǎn)生的熱量得以利用;同時，以生料中富含氨氮化合物、碳?xì)浠�合物的污泥有機(jī)物作為脫硝成分，同步起到良好的脫硝作用;讓生料中污泥所含的無機(jī)物作為生料成分隨生料最終進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)轉(zhuǎn)化為熟料成分，有害的重金屬元素固熔于熟料礦物中;有機(jī)物燃盡的廢氣在干法水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的預(yù)熱器及除塵系統(tǒng)中得到有效處理。

　　本發(fā)明的有益效果：

　　1、利用含水污泥高水分、絮凝狀結(jié)構(gòu)和塑粘性等固有特性可提供立磨物料所需水分和塑性，滿足生料立磨的應(yīng)用要求，以此方式資源化利用含水污泥，工藝簡單易行，且實用，并達(dá)到了對含水污泥的無害化處理。

　　2、本發(fā)明基本上只需增加污泥罐和泵，技改投資低，且污泥利用量大。一條2500t/d干法水泥生產(chǎn)線每小時含水污泥利用量可達(dá)約20余噸，一年可利用污泥15萬余噸;一條5000t/d干法水泥生產(chǎn)線，其生料立磨每天可利用千余噸含水污泥，一年可利用30余萬噸污泥。

　　3、由于生料立磨利用的是有富余的很充足的廢氣余熱，本發(fā)明不需要另外增加烘干裝置，亦無需增加額外的燃煤和運(yùn)行成本。

　　4、污泥中的水分始終沒有進(jìn)入窯系統(tǒng)，進(jìn)入窯爐預(yù)熱器系統(tǒng)的是含污泥的生料干粉，因此，對干法水泥生產(chǎn)線窯系統(tǒng)無任何不利影響，且對產(chǎn)品質(zhì)量無不利影響。

　　5、含水污泥中的水分、無機(jī)物和可燃有機(jī)物都作為水泥生產(chǎn)性資源，而實施資源化無害化充分利用，可為企業(yè)節(jié)約工業(yè)用水、生產(chǎn)原料及燃煤，并可節(jié)省脫硝的氨水或尿素的材料費(fèi)用，對水泥企業(yè)來說，具有良好的效益和最佳的經(jīng)濟(jì)性。

　　6、本發(fā)明無二次污染，無額外的環(huán)保利廢成本。