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，在干法水泥生產線的原料棚或原料庫至生料立磨區段，將含水污泥配入生料原料中或立磨內，用于調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到3wt%～15wt%;生料立磨制成的含污泥的生料粉送入水泥窯系統煅燒成水泥熟料。本發明利用含水污泥水分含量高、絮凝狀結構和塑粘性等固有特性可提供立磨物料所需水分和塑性，滿足生料立磨的應用要求，以此方式達到資源化利用含水污泥，方法簡單易行，實用，且投資低，并達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濟性。
權利要求書
1.一種含水污泥資源化利用的方法，其特征在于，在干法水泥生產線的原料棚或原料庫至生料立磨區段，將含水污泥配入生料原料中或立磨內，用于調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到3wt%～15wt%;生料立磨制成的含污泥的生料粉送入水泥窯系統煅燒成水泥熟料。
2.如權利要求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、農產品加工污泥或河道湖池沉積污泥。
3.如權利要求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、農產品加工污泥或河道湖池沉積污泥。
4.如權利要求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段配入原料中或立磨內，根據含水污泥水分含量或含固量、流動性或塑粘性，釆用通用的設備或裝備，運用常規方式配入。
6.如權利要求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段配入原料中或立磨內，其一，根據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，根據干法水泥生產線的實際狀況，釆用通用的設備或裝備，運用常規方式配入。
7.如權利要求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，或無機物成分含量影響超出配料控制誤差范圍，無機物組分的各化學成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量納入正常的生料配料成分計算;當含水污泥含水率≥95%時，或無機物成分含量在生料配料誤差范圍內，則忽略不計。
8.如權利要求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，或無機物成分含量影響超出配料控制誤差范圍，無機物組分的各化學成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量納入正常的生料配料成分計算;當含水污泥含水率≥95%時，或無機物成分含量在生料配料誤差范圍內，則忽略不計。
9.如權利要求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，或無機物成分含量影響超出配料控制誤差范圍，無機物組分的各化學成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量納入正常的生料配料成分計算;當含水污泥含水率≥95%時，或無機物成分含量在生料配料誤差范圍內，則忽略不計。
說明書
一種含水污泥資源化利用的方法
技術領域
本發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線上的資源化利用的方法。
背景技術
含水污泥除含有部分粘土類無機物外，還含有有機物、病原體微生物或有毒有害物質，由于水分含量高，且呈絮凝狀保水結構，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，世界先進的含水污泥處理技術大致分為兩大類。
第一類是，利用火電余熱或水泥窯爐廢氣余熱設置污泥專用烘干裝備系統，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廢氣烘干和處置污泥系統，其特征在于它包括新型干法水泥熟料燒成系統、濕污泥烘干系統、干污泥儲存和喂入水泥窯系統、電力拖動和自動控制系統。通過添置一套專用烘干裝置、利用水泥窯的篦冷機余熱將污泥烘干后進行處理，然而，呈絮凝狀保水結構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，即將含水污泥直接加入篦冷機內或窯尾煙室或分解爐內或窯爐連接管道內，由于含水污泥水分含量多，會嚴重影響窯況的正常運行。
CN 1868939 A公開了一種用水泥生產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過程中的高溫熟料傾出區或篦冷機上。該方法難于使濕污泥與高溫熟料均勻混合，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，會嚴重影響窯況的正常運行，甚至影響水泥產品質量。
CN 101172790 A公開了一種利用濕態污泥廢渣二級配料生產水泥的新工藝，采用壓濾后或離心脫水后或瀝干后的濕態工業廢渣或城市下水道污泥或水處理污泥作為原料與其它經過一級配料粉磨的原料再進行二級干濕配料，混合均勻，制成生料棒或生料球，利用余熱烘干后，進入立窯水泥生產線機立窯內燒成熟料。該方法利用濕態污泥生產水泥采用二級配料，工藝流程長，且是利用機立窯工藝，不適合干法水泥生產工藝。
以上方法，實際應用的效果不佳，且投資大，工藝復雜。
另一方面，干法水泥生產線上的生料立磨工作時，由于立磨的結構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塑性，綜合水分含量低于3%，立磨內不能有效形成輾壓料層，易產生震動而難以穩定運行，無法發揮立磨的粉磨優勢。目前，多釆用頁巖、砂巖、硅石等脊性硅質原料，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，立磨內設有噴水加濕系統，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，才能有效發揮立磨的粉磨優勢。
再者，當前干法水泥生產線普遍采用的氨水、尿素脫硝方法，不僅消耗熱量，增加成本，亦與農業爭肥。
發明內容
本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，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線上的資源化利用的方法。
本發明解決其技術問題采用的技術方案為：一種含水污泥資源化利用的方法，在干法水泥生產線的原料棚或原料庫至生料立磨區段，將含水污泥配入生料原料中或立磨內，用于調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到3wt%～15wt%，具備形成完整的輾壓物料料層所需的相應塑性;生料立磨制成的含污泥的生料粉送入水泥窯系統煅燒成水泥熟料(煅燒工藝與現有常規煅燒工藝相同)。
進一步，含水污泥為含水率≤99%的污泥，優選市政水處理污泥、農產品加工污泥和河道湖池沉積污泥。
進一步，含水污泥為含水率≤90%的市政水處理污泥、農產品加工污泥和河道湖池沉積污泥。
進一步，含水污泥配入量為生料立磨物料重量的2%～20%，根據具體的干法水泥生產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。
進一步，將含水污泥在原料棚或原料庫至生料立磨區段配入原料中或立磨內，根據含水污泥水分含量或含固量、流動性或塑粘性等物理特性;釆用通用的設備或裝備，運用常規方式配入。
進一步，當含水污泥含水率≤95%時，或無機物成分含量影響超出配料控制誤差范圍，無機物組分的各化學成分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5的含量納入正常的生料配料成分計算;當含水污泥含水率≥95%時，或無機物成分含量在生料配料誤差范圍內，則忽略不計。
本發明的技術原理：
1、針對含水污泥處理或利用的最大難題，一是其絮凝狀結構保水能力強，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線其生料立磨物料所需適宜的水分和物料的相應塑性，可滿足立磨形成較好碾壓料層的要求，實現含水污泥的資源化利用;并籍生料立磨內物料中的脊性石灰石、砂巖等與污泥在強力碾壓下的摩擦破壞污泥中的絮凝狀保水結構，釋放出自由水，而使其在立磨內廢熱氣流中變得易于干燥，制成滅菌的含污泥的生料粉。
2、利用干法水泥生產的生料粉，可兼容部分均勻分散的有機物微粒和各類無機物微粒，且只需考慮無機物各化學成分總含量多少的特性，讓生料中污泥所含的有機物在預熱器至分解爐內分解燃盡，其燃燒產生的熱量得以利用;同時，以生料中富含氨氮化合物、碳氫化合物的污泥有機物作為脫硝成分，同步起到良好的脫硝作用;讓生料中污泥所含的無機物作為生料成分隨生料最終進入回轉窯內轉化為熟料成分，有害的重金屬元素固熔于熟料礦物中;有機物燃盡的廢氣在干法水泥生產系統的預熱器及除塵系統中得到有效處理。
本發明的有益效果：
1、利用含水污泥高水分、絮凝狀結構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，并達到了對含水污泥的無害化處理。
2、本發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干法水泥生產線每小時含水污泥利用量可達約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，本發明不需要另外增加烘干裝置，亦無需增加額外的燃煤和運行成本。
4、污泥中的水分始終沒有進入窯系統，進入窯爐預熱器系統的是含污泥的生料干粉，因此，對干法水泥生產線窯系統無任何不利影響，且對產品質量無不利影響。
5、含水污泥中的水分、無機物和可燃有機物都作為水泥生產性資源，而實施資源化無害化充分利用，可為企業節約工業用水、生產原料及燃煤，并可節省脫硝的氨水或尿素的材料費用，對水泥企業來說，具有良好的效益和最佳的經濟性。
6、本發明無二次污染，無額外的環保利廢成本。
