一种城镇污泥增钙钝化后进行水泥窑协同处置的方法技术

一种城镇污泥增钙钝化后进行水泥窑协同处置的方法，针对城镇污泥有机质含量较低而重金属含量较高且污泥性质不稳定，并且含水率高难于运输的技术难题。实现步骤：先对城镇污泥的成分和含水率进行测定，污泥的pH值通常在6-8范围内，在此pH值或填埋条件下遇到渗滤液，重金属易于溶出，提高污泥的pH值有利于重金属的钝化，降低重金属的溶出。然后与废石灰混合，保证混合物的pH值为9-10，室温下稳定2-7天，然后从预分解炉下方进入新型干法水泥窑，污泥中的硅质、钙质成分以及石灰中钙质成分可以生产硅酸盐水泥，污泥中的有机质燃烧可以替代部分水泥窑燃料。本发明专利技术是一种经济、节约燃料、低污染的城镇污泥资源化利用方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体涉及含重金属的城镇污泥无害化和资源化利用的方法，属于固体废物处理

技术介绍
我国城镇污水处理设施经过“十五”和“十一五”时期的高速建设，已经形成规模化的处理能力。截至2010年9月底，全国设市城市、县及部分重点建制镇(以下简称“城镇”)累计建成和在建污水处理能力达到I. 69亿m3/d ;其中36个大中城市(直辖市、省会城市和计划单列市)建有污水处理厂376座，处理能力达4368万m3/d。在县城及乡、镇中建有污水处理厂1008座，处理能力达1826万m3/d。城镇污水处理厂和污泥的特点是(I)中小规模城镇污水处理厂占有较高比例，其数量为大中城市污水处理厂的3倍，而污水处理厂规模偏小，处理能力仅为大中城市污水处理厂的42%，平均处理能力仅为I.8万m3/d，南方一些小规模城镇污水处理厂的处理规模甚至只有1000-5000m3/d。(2)污水来源、性质不稳定中小规模城镇进水包括工业污水和生活污水，工业废水所占比例较高，部分污水处理厂进水中工业污水比例达到80%以上，甚至95%。另外，中小企业性质差别大，由于季节的变化、生产目的的不同、生产工艺的不稳定性导致污水性质波动显著，最终导致污水厂进水性质波动大，污泥成分波动大。(3)污泥的有机质含量较低、灰分高、热值低大中城市污水处理厂产生的污泥有机质含量高，占干基60%左右，经消化处理后的污泥有机物含量仍占40%左右，而城镇污水处理厂由于工业污水比例高，导致污泥有机质含量低，相当比例的污水处理厂有机质含量低于30%，甚至只有18. 1% ;与此同时，灰分的含量显著增高，甚至达78% ;污泥的低位收到基热值基本为负值。(4)污泥中重金属种类繁多，且含量差别显著由于进水中工业污水占有很高比例，且工业企业的性质差别显著，导致污泥中重金属种类繁多，且含量差别显著，As、Cd、Ni、Pb、Cr、Cu和Zn等含量变化幅度很大，极差最高达几千mg/kg，导致污泥处理处置过程中易产生环境污染严重、高浓度重金属的渗滤液，二次污染严重。城镇污泥的这些特征严重限制了污泥已有处理技术的使用，而低有机质含量特征使得堆肥不利于顺利开展，高重金属浓度特征限制了污泥堆肥产品的农用和填埋处理，也使得焚烧过程的二次污染严重，低挥发份、高灰分含量和低位收到基热值为负值导致焚烧过程需要消耗更多的燃料。城镇污泥带来的环境问题尚没有引起足够的重视，有针对性的处理技术也非常匮乏。如何妥善处置城镇污泥，同时达到污染控制与资源利用的双重目标，兼顾环保和经济性的目标，是亟待解决的科技难题
技术实现思路
本专利技术是以解决上述问题为目的，针对城镇污泥有机质含量较低(VS〈40%)而重金属含量较高且污泥性质不稳定，并且含水率高难于运输的技术难题，而提供一种经济、低污染的城镇污泥资源化利用方法。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的，该方法是通过下述步骤实现的先对城镇污泥的成分和含水率进行测定，污泥的PH值通常在6-8范围内，在此pH值或填埋条件下遇到渗滤液，重金属易于溶出，提高污泥的PH值有利于重金属的钝化，降低重金属的溶出。然后与废石灰混合，保证混合物的PH值为9-10，室温下稳定2-7天，然后从预分解炉下方进入新型干法水泥窑，污泥中的硅质、钙质成分以及石灰中钙质成分可以生产硅酸盐水泥，污泥中的有机质燃烧可以替代部分水泥窑燃料。具体作法先将含水率为80%的城镇污水处理厂污泥与废石灰混合，置于污泥混合搅拌机，进行充分搅拌，保证混合物的PH值为9-10，均匀混合产物自然堆放2-7天，呈松散颗粒状或团状，然后以污泥干重1%_10%的替代比例，即城镇污泥占生料(生产水泥的原料)的质量比例为1%_10%。从预分解炉下方进入新型干法水泥窑，实现资源化利用，同时污泥由于具有高热值可以替代部分水泥窑用煤，实现水泥窑的节能(此句话删掉)。煅烧产物为普通硅酸盐水泥熟料。所应用的水泥窑必须带有符合国家环保要求的环保设备。协同处理城镇污泥和废石灰后，所产生的窑灰需全部或部分回用。所达到的煅烧温度的热源中部分由所述的城镇污泥有机质燃烧提供。熟料率值是控制水泥质量的重要指标，主要包括石灰饱和系数(KH)、硅率(SM)、铝率(AM)三个率值。硅率表示水泥熟料中SiO2与Al2O3和Fe2O3之和的比值，常用SM表示。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城镇污泥增钙钝化后进行水泥窑协同处置的方法，该方法是通过下述步骤实现的先对城镇污泥的成分和含水率进行测定，污泥的PH值通常在6-8范围内，在此pH值或填埋条件下遇到渗滤液，重金属易于溶出，提高污泥的PH值有利于重金属的钝化，降低重金属的溶出，然后与废石灰混合，从预分解炉下方进入新型干法水泥窑，污泥中的硅质、钙质成分以及石灰中钙质成分可以生产硅酸盐水泥，污泥中的有机质燃烧可以替代部分水泥窑燃料。2.如权利要求I所述的一种城镇污泥增钙钝化后进行水泥窑协同处置的方法，具体作法是先将含水率为80%的城镇污水处理厂污泥与废石灰混合，置于污泥混合搅拌机，进行充分搅拌，保证混合物的pH值为9-10，均匀混合产物自然堆放2-7天，呈松散颗粒状或团状，然后以污泥干重1%_10%的替代比例，即城镇污泥占生料的质量比例为1%_10%，从预分解炉下方进入新型干法水泥窑。3.如权利要求I或2所述的一种城镇污泥增钙钝化后进行水泥窑协同处置的方法，该方法采用的城镇污泥，含水率为78. 2%，挥发分含量为18. 1%，重金属Zn、Cu、Cr、Ni的含量分别为 1046mg/kg、293mg/kg、244mg/kg 和 221mg/kg, Sr、Mn、Ba 的含量分别为 766mg/kg、535mg/kg和386mg/kg,按质量百分比添加10%的废石灰,采用螺旋输送机输送至置于污泥混合搅拌机，进行充分搅拌，在阳光直射条件下自然堆放7d，污泥和废石灰的含水率为40%,与生料按照2%，以污泥和废石灰干重进行计算的替代比例混合，满足熟料的SM = 2. 5，IM= I. 5, KH = 0.9,熟料煅烧方法为污泥和废石灰的均匀混合物与水泥生料均匀混合，加水压制成小IOOmmX 15mm生料片，105°C烘干24h后在升降电炉中以20°C /min的升温速率升高到1450°C...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，李润东，魏砾宏，李彦龙，徐杰，贺业光，孙洋，杨天华，刘耀鑫，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：