一种厌氧消化协同水泥窑处理污泥的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种采用联合厌氧消化技术的水泥窑协同处理处置污泥及餐厨垃圾等多种有机废弃物的系统及方法，采用联合厌氧消化对各种混合有机废弃物和污泥进行联合处理，产生沼气和沼渣；沼气用作燃料、发电或提纯天然气，沼渣和沼液进入后续利用和处理处置环节。本发明专利技术的系统及方法实现了污泥、餐厨及厨余垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种混合有机废弃物的无害化、稳定化、减量化和资源化处置。减量化和资源化处置。减量化和资源化处置。

【技术实现步骤摘要】
一种厌氧消化协同水泥窑处理污泥的系统和方法


[0001]本专利技术涉及污泥和有机废弃物处理
，尤其涉及一种厌氧消化协同水泥窑余热处理污泥及有机废弃物的系统和方法。

技术介绍

[0002]随着我国城镇化进程加快和社会经济的快速发展，污泥、餐厨垃圾、厨余垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种有机废弃物的产量逐年增加，对生态环境的压力越来越大。如污泥是污水处理过程中的副产物，主要来源于污水处理厂的初次沉淀池和二次沉淀池。污泥中不仅含有大量有机物和氮、磷等植物营养元素，而且还有一定量的病原微生物、重金属和难降解的有毒有害物质。污泥的不当处理处置，极易对环境造成严重的二次污染。污泥中的有机物极易腐败，产生恶臭，影响周围环境；渗滤液通过雨水和地下渗透作用进入天然水体或地下水造成污染，氮、磷等植物营养元素容易造成水体富营养化，重金属和难降解的有毒有害物质容易造成土壤污染，或与病原微生物一起随水源进入食物链将直接危害人体和牲畜健康。
[0003]餐厨及厨余垃圾是城市生活垃圾的重要组分之一，其成分复杂，有机物含量高，油脂高，盐分含量高，易腐烂变质、发酵、发臭，易滋生寄生虫、卵及病原微生物和霉菌毒素等有害物质，若收集运转过程中发生泄漏则会污染空气、土壤及水源，严重干扰人们的正常生活，具有危害性的一面，同时具有生产沼气等生物质能源等特点。
[0004]目前我国市政污泥和餐厨及厨余垃圾大部分采取随产随运，送去填埋或郊区倾倒或者焚烧，从而变成二次污染源，对大气、水体、土壤都造成污染和危害。如不进行适当处置，将导致在处理污水的同时制造出新的更为严重的污染，使环境进一步恶化并难以修复，且市政污泥和餐厨及厨余中含有大量有机质，足放错了位置的能源，应当正确处置加以利用，目前尚无一种可真正同时实现稳定化、无害化、减量化和资源化处置市政污泥和餐厨及厨余垃圾等各种有机废弃物的系统和方法。
[0005]如现有技术一：污泥添加药剂后脱水实现初步减量化，然后就直接拉去制砖、去电厂或水泥厂焚烧；如现有技术二：脱水后的市政污泥外加热源继续干化实现进一步脱水，如果干化热源温度较高，还能实现初步的稳定化和无害化，干化后的污泥再去制砖、去电厂或水泥厂焚烧，但污泥中的有机质是一种宝贵的资源，两项技术对污泥仅仅“一烧了事”，资源化利用方式不高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种厌氧消化协同水泥窑余热处理污泥及有机废弃物的系统和方法，解决现有技术中存在的问题，将污泥、餐厨及厨余垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种有机废弃物混合起来进行联合厌氧消化，利用各种有机废弃物的特性互为补充产生“1+1＞2”的协同效应，使得沼气产率提升，实现有机废弃物的资源化最大利用；二是将有机废弃物处理处置与水泥窑结合起来，充分利用水泥窑的余热资源作为厌氧
消化的外接输入能源，减少一次能源消耗，降低处理处置成本。
[0007]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种厌氧消化协同水泥窑余热处理污泥及有机废弃物的系统，所述系统包括预处理装置、水泥窑余热利用装置、厌氧消化装置、沼渣脱水装置、沼气处置装置、沼渣处置装置和沼液处置装置；所述预处理装置包括有机废弃物预处理装置，所述有机废弃物预处理装置用于对有机废弃物进行预处理，所述有机废弃物预处理装置的物料出口连接所述厌氧消化装置的物料入口，所述厌氧消化装置的沼气出口同沼气处置装置连接；所述厌氧消化装置的沼渣出口同沼渣脱水装置的沼渣入口连接，所述沼渣脱水装置的沼渣出口同沼渣处置装置连接；所述沼渣脱水装置的沼液出口同沼液处置装置连接；所述厌氧消化装置的热源入口连接水泥窑余热利用装置的热源出口，所述水泥窑余热利用装置提供水泥窑的余热资源。
[0009]进一步的，水泥窑余热利用装置包括水泥窑、余热锅炉、预热器、分解炉、篦冷机的一种或多种。
[0010]进一步的，所述厌氧消化装置为常温厌氧消化装置、中温厌氧消化装置或高温厌氧消化装置。
[0011]进一步的，所述的厌氧消化装置为湿式厌氧消化装置或干式厌氧消化装置。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种厌氧消化协同水泥窑余热处理污泥及有机废弃物的方法，包括以下步骤：
[0013]步骤S1.余热回收，水泥窑余热利用装置提供水泥窑的余热资源，所述余热资源作为厌氧消化装置的热源，供厌氧消化装置使用；
[0014]步骤S2.有机废弃物预处理，利用有机废弃物预处理装置对有机废弃物进行预处理；
[0015]步骤S3.厌氧消化，将污泥和预处理后的有机废弃物引入厌氧消化装置进行厌氧消化处理得到沼气、沼液和沼渣；厌氧消化装置的热源来自于水泥窑余热利用装置；
[0016]步骤S4.沼渣脱水，采用沼渣脱水装置对沼液和沼渣进行脱水分离，获得沼液和脱水沼渣；
[0017]步骤S5.将沼气、沼液和脱水沼渣分别送入沼气处置装置、沼液处置装置和沼渣处置装置。
[0018]进一步的，所述沼渣脱水装置的加热热源也来自于水泥窑余热利用装置。
[0019]进一步的，所述厌氧消化装置的保温热源来自于水泥窑余热利用装置和沼气二者。
[0020]进一步的，所述有机废弃物为餐厨及厨余垃圾、生物质、粪便、秸秆的一种或几种。
[0021]进一步的，有机废弃物的预处理包括除盐除脂、分选分离、油水分离、有机质挤压研磨的一种或几种。
[0022]进一步的，沼气可用作水泥窑的燃料、用作发电供给水泥窑使用，或经提纯得到燃气。
[0023]进一步的，余热资源选自窑头烟气、窑尾烟气、余热锅炉蒸汽、预热器烟气、分解炉烟气、窑尾烟室烟气、三次风烟气、窑头罩烟气、篦冷机烟气或回转窑筒体热量的一种或几种。
[0024]其中，厌氧消化为联合厌氧消化装置，厌氧消化是指废弃物中的有机物在厌氧条件下，经过兼性菌和厌氧菌的一系列生化反应，最终被转化为甲烷、二氧化碳的过程。厌氧消化可以使废弃物中的有机物降解，实现有机废弃物的稳定化和减量化，减少后续脱水、干化、焚烧等工艺的运行费用；同时灭杀病原菌微生物，实现无害化；并产生沼气，作为能源回收利用。厌氧消化技术按照底物种类分为单一底物厌氧消化和多种底物联合厌氧消化。本专利技术优选采用联合厌氧技术，将污泥同厨余及餐厨垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种有机废弃物中的一种或多种废弃物混合物进行联合厌氧消化，各种有机废弃物的特性互为补充产生“1+1＞2”的协同效应，使得沼气产率增加10％以上，提升有机废弃物资源化利用程度。
[0025]本专利技术的有机废弃物脱水、干化都需要输入热源，水泥窑的热量资源都可选用，本专利技术优选水泥窑的窑头烟气、窑尾烟气、余热锅炉蒸汽、回转窑筒体热量等各类余热资源作为污泥干化脱水的输入热源。
[0026]本专利技术的厌氧消化装置的保温热源由水泥窑余热利用装置提供，可降低厌氧消化工程中沼气的消耗，提高沼气净产量，降低厌氧消化的运行成本，提升处置工程的市场竞争力。
[0027]本专利技术获得的沼气进入沼气处置装置，可以做水泥窑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厌氧消化协同水泥窑余热处理污泥及有机废弃物的系统，其特征在于，所述系统包括预处理装置、水泥窑余热利用装置、厌氧消化装置、沼渣脱水装置、沼气处置装置、沼渣处置装置和沼液处置装置；所述预处理装置包括有机废弃物预处理装置，所述有机废弃物预处理装置用于对有机废弃物进行预处理，所述有机废弃物预处理装置的物料出口连接所述厌氧消化装置的物料入口，所述厌氧消化装置的沼气出口同沼气处置装置连接；所述厌氧消化装置的沼渣出口同沼渣脱水装置的沼渣入口连接，所述沼渣脱水装置的沼渣出口同沼渣处置装置连接；所述沼渣脱水装置的沼液出口同沼液处置装置连接；所述厌氧消化装置的热源入口连接水泥窑余热利用装置的热源出口，所述水泥窑余热利用装置提供水泥窑的余热资源。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，水泥窑余热利用装置包括水泥窑、余热锅炉、预热器、分解炉、篦冷机的一种或多种。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述厌氧消化装置为常温厌氧消化装置、中温厌氧消化装置或高温厌氧消化装置。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的厌氧消化装置为湿式厌氧消化装置或干式厌氧消化装置。5.一种厌氧消化协同水泥窑余热处理污泥及有机废弃物的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1.余热回收，水泥窑余热利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东林，程珩，付艳辉，佟道奎，
申请(专利权)人：北京国泥环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：