一种污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统及方法技术方案

本发明专利技术属于废弃物处置及资源化领域。特别涉及一种污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统及方法。该系统包括低温烘干单元、粉磨单元、反应单元、尾气处理单元以及臭气吸收塔；反应单元的末端连接尾气处理单元，低温烘干单元以及尾气处理单元的末端汇合后共同连接至臭气吸收塔；低温烘干单元用于将多氯联苯污染物在80℃以下实现烘干，避免污染物以气体形式逸出；粉磨单元用于将低温烘干完成后的污染物破碎粉磨在100微米以下；反应单元用于在一定的温度和时间范围内将多氯联苯污染物脱除；尾气处理单元用于将热尾气快速降温；臭气吸收塔用于将低温烘干单元的烘干尾气与尾气处理单元溢出的臭气进行气体净化，净化后的气体从塔顶排出至大气。排出至大气。排出至大气。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统及方法


[0001]本专利技术属于废弃物处置及资源化领域。特别涉及一种污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统及方法。

技术介绍

[0002]多氯联苯(PCBs)是最典型的难降解有机氯污染物，是一类在环境中分布广泛且难以降解的持久性有机污染物。由于PCBs的疏水性和亲脂性，土壤成为其在环境中的最终归宿，因此，对受PCBs污染土壤进行修复越来越受到重视。土壤是PCBs的最大受体，也是PCBs的最终归宿。土壤中PCBs的主要源有：含PCBs废水的排放、含PCBs固体废物的渗漏、垃圾焚烧、远距离迁移的大气沉降等。PCBs污染土壤主要分布在PCBs化学品生产厂、含PCBs电容器的拆解点、废弃PCBs电力设备临存场地及其周边地区等。
[0003]按修复原理分为物理修复、化学修复和生物修复。其中化学修复中的高温焚烧技术用于处理持久性有机污染物最为广泛，需要870
‑
1200℃的高温，是一种异位修复PCBs污染土壤的技术。是将PCBs污染的土壤置于焚烧炉中，鼓入充足的氧气，再通过高温使PCBs燃烧生成无害物质。该法可处理PCBs污染程度较重的土壤，且处理量大、处理效率高。但是，高温焚烧PCBs过程中，会破坏土壤的理化性质，并生成二噁英和呋喃等新的POPs。这些物质进入环境后会污染大气、水体和土壤，甚至危害人类。因此，在焚烧过程中需连续监控设备运转情况，严格控制反应温度。
[0004]污泥中通常含有大量的水分，含水率高达97.5％～99.5％，导致污泥的体积十分庞大，对后续处理工序和运输带来很大的困难并大幅增加了处理费用，一般污水厂通过带式压滤机脱水到约80％后出厂处置，但其含水率仍较高。水泥窑协同需要先对其进行脱水烘干预处理等降低污泥含水率的技术方能大规模处置，但同样面临着预处理消耗大量能源的弊端。
[0005]综上所述，现有技术存在的问题是：
[0006](1)多氯联苯(PCBs)高温处置，耗能大，且后续烟气还是有可能生成二噁英和呋喃等新的POPs污染物，需要对烟气进行针对性处理。
[0007](2)高达870
‑
1200℃的高温对土壤的理化性质进行了破坏，制约了后续土壤的再利用。
[0008](3)尾气处理时一是中高温余热被浪费，二是需要额外的能源和设备来处理尾气，造成能源的浪费。
[0009](4)单独降低污泥含水率能耗高、成本大。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术公开了一种污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统及方法。
[0011]本专利技术的第一目的在于提供了一种污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统，该系
统包括低温烘干单元、粉磨单元、反应单元、尾气处理单元以及臭气吸收塔；反应单元的末端连接尾气处理单元，低温烘干单元以及尾气处理单元的末端汇合后共同连接至臭气吸收塔；
[0012]所述低温烘干单元用于将多氯联苯污染物在尽可能低的温度下实现烘干，避免污染物以气体形式逸出；
[0013]所述粉磨单元用于将低温烘干完成后的污染物破碎粉磨在100微米以下；
[0014]所述反应单元用于在一定的温度和时间范围内将多氯联苯污染物脱除；
[0015]所述尾气处理单元用于将热尾气快速降温，从而避免多氯联苯二次合成；
[0016]所述臭气吸收塔用于将低温烘干单元的烘干尾气与尾气处理单元溢出的臭气进行气体净化，净化后的气体从塔顶排出至大气。
[0017]进一步的，所述低温烘干单元为空气能热泵烘干设备、电加热烘干设备、锅炉烘干设备、太阳能烘干设备、热辐射烘干设备、电磁感应加热烘干设备的一种。
[0018]进一步的，所述反应单元为回转窑/带搅拌的密封罐/鼓泡床/流化床中的一种。
[0019]进一步的，所述粉磨单元为球磨机、立式磨、辊压机、振动磨现有设备的一种。
[0020]进一步的，当反应单元选择回转窑时，所述回转窑的进料端与热空气管道连接以便对回转窑进行升温和利用热空气去除二噁英；回转窑内部进料端所在侧固定有环形挡板；多氯联苯污染物通过倾斜的管道从粉磨单元进入回转窑的挡板内侧，管道末端为出料口；回转窑有效长度满足L≥a+1120Rnsinθ，以满足去除二噁英必要的停留时间，有效长度指出料口至多氯联苯污染物离开回转窑的位置之间的长度；其中：a
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挡板与出料口的水平距离，100mm≤a≤300mm；R
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回转窑内径，1m≤R≤3m；n
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回转窑转速，3r/min≤n≤5r/min；θ
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回转窑倾斜角度，0.03≤sinθ≤0.05；回转窑的气体出口通过尾气输送管道与尾气处理单元连接，所述气体出口设在与进料端相对的一侧；多氯联苯污染物处理产物从回转窑的末端排出。
[0021]进一步的，当反应单元选择带搅拌的密封罐，密封罐的进料端与热空气管道连接；密封罐的体积须满足其中D为密封罐的内径，v为热空气在密封罐内的垂直流速，t为热空气在密封罐内的反应停留时间；密封罐的气体出口同样与尾气处理单元连接。
[0022]进一步的，所述尾气处理单元为污泥罐，污泥罐的底部为连通反应单元的尾气注入口，顶部为连通臭气吸收塔的尾气溢出口；污泥罐底部设有含水率为80％的出厂污泥。
[0023]本专利技术的再一目的在于提供了上述污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统的处置方法，包括如下步骤：
[0024](1)含多氯联苯污染物在低温烘干单元低温烘干，烘干温度控制在80℃以下，污染物水分控制在3％以下；烘干尾气排出至臭气吸收塔；
[0025](2)含多氯联苯污染物在粉磨单元经破碎粉磨后粒径控制在100微米以下；
[0026](3)反应单元为回转窑/带搅拌的反应罐/鼓泡床/流化床中的一种，温度控制在350
‑
650℃，并保持120min；向反应单元中持续通入流动的热空气，热空气以0.2
‑
2m/s速度与含多氯联苯污染物充分接触；
[0027](4)反应单元的气体通过气体出口通入含水率为80％的污泥罐底部，污泥烘干后进入水泥窑焚烧处置，污泥罐内溢出的气体与低温烘干单元内排出的气体汇合，并经过臭
气吸收塔后外排。
[0028]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0029]针对现有技术的问题，本专利技术的优点在于不需要870
‑
1200℃的高温，减轻了对土壤的理化性质的破坏，同时为了避免尾气中重新生成多氯联苯，以及进一步利用尾气携带的热量，将尾气一次性通入约80％含水率的污泥中，污泥罐出口臭气与低温干化系统出口气体汇合，经臭气吸收塔吸收臭气后外排，解决了气体进入高温区对水泥窑系统的冲击，避免了污泥罐出口臭气携带多氯联苯造成臭气吸收塔可能含有多氯联苯使得里面的物质成为危险废弃物增加处置成本。此外，进入污泥罐的热尾气可以用来烘干污泥，污泥干化可使污泥含水率大大降低，便于水泥窑焚烧处置，减少了污泥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统，其特征在于：该系统包括低温烘干单元、粉磨单元、反应单元、尾气处理单元以及臭气吸收塔；反应单元的末端连接尾气处理单元，低温烘干单元以及尾气处理单元的末端汇合后共同连接至臭气吸收塔；所述低温烘干单元用于将多氯联苯污染物在尽可能低的温度下实现烘干，避免污染物以气体形式逸出；所述粉磨单元用于将低温烘干完成后的污染物破碎粉磨在100微米以下；所述反应单元用于在一定的温度和时间范围内将多氯联苯污染物降解和脱除；所述尾气处理单元用于将热尾气快速降温，从而避免多氯联苯二次合成；所述臭气吸收塔用于将低温烘干单元的烘干尾气与尾气处理单元溢出的臭气进行气体净化，净化后的气体从塔顶排出至大气。2.如权利要求1所述的污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统，其特征在于：所述低温烘干单元为空气能热泵烘干设备、电加热烘干设备、锅炉烘干设备、太阳能烘干设备、热辐射烘干设备、电磁感应加热烘干设备的一种。3.如权利要求1所述的污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统，其特征在于：所述反应单元为回转窑/带搅拌的密封罐/鼓泡床/流化床中的一种。4.如权利要求1所述的污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统，其特征在于：所述粉磨单元为球磨机、立式磨、辊压机、振动磨现有设备的一种。5.如权利要求1所述的污泥和多氯联苯污染物协同处置的系统，其特征在于：当反应单元选择回转窑时，所述回转窑的进料端与热空气管道连接以便对回转窑进行升温和利用热空气去除二噁英；回转窑内部进料端所在侧固定有环形挡板；多氯联苯污染物通过倾斜的管道从粉磨单元进入回转窑的挡板内侧，管道末端为出料口；回转窑有效长度满足L≥a+1120Rnsinθ，以满足去除二噁英必要的停留时间，有效长度指出料口至多氯联苯污染物离开回转窑的位置之间的长度；其中：a
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挡板与出料口的水平距离，100mm≤a≤30...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄庆，马东光，赵利卿，李惠，王永刚，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：