PDF《污泥水泥窑协同处置现状与展望》

污泥水泥窑协同处置现状与展望 随着我国市政污水处理行业的蓬勃发展,水污染治理成效显著,污水处理厂污泥产量逐年增加,我国城市和县城污 水处理设施2016年脱水污泥(80%含水率,下同)产量达4760万t,由于我国长期以来 重水轻泥 ,相关设施建设没 有同步跟上,污泥处理处置问题未能得到有效解决,形势十分严峻.

目前我国污泥处置主要以填埋为主,其污泥消纳能力、环保指标、资源化利用等方面均不能满足要求.污泥水泥窑 协同处置技术具有焚烧温度高、处置彻底、灰渣直接利用、无二次污染,一站式无害化处理的特点,是污泥无害化处 置的方法之一,国内外均有成熟的应用案例.本文在前期的调研和研究的基础上,总结了该技术的国内外研究和应用 现状,对该技术的应用边界条件、主要技术参数作了详细的分析,提出了该技术未来的应用前景,为污泥水泥窑协同 处置提供技术支撑. 1国内外污泥水泥窑协同处置的应用现状 在欧美国家,污泥水泥窑协同处置起步较早,形成了完整的法律政策体系并得到了较广泛应用.近年来,日本、瑞士、德国的污泥在水泥窑协同处置的比例分别为28.7%(2015年)、19%(2003年)和14.6%(2010年).美国有近200 座污水处理厂采用焚烧方式处理污泥,占全国污泥处理总量的20%,其中6%的污泥采用协同焚烧方式处置. 我国是水泥生产大国,污泥水泥窑协同处置项目逐年增加,已经成为我国污泥热化学处理处置的手段之一.目前我 国已建成污泥协同处置设施的水泥熟料生产线30~40条,其中部分项目的基本情况如表1所示. 2污泥水泥窑协同处置技术的特点和优势 利用水泥回转窑焚烧污泥,减少了残渣、大气污染物、重金属等无序排放造成的环境污染.水泥生产过程中,高温 煅烧可分解污泥中的有机物、水泥熟料矿物的水化过程可固化重金属,实现污泥的无害化;

污泥中的灰分可作为熟料 生产的原料,实现污泥的资源化,体现了循环经济 减量化、再利用、再循环 的原则,符合循环经济发展模式. 2.1有机物分解彻底 水泥回转窑内高温、充足的停留时间和悬浮状态可以保证污泥中的有机物彻底分解.硅酸盐水泥熟料的生产原料主 要含CaO、SiO

2、Al2O

3、Fe2O3等成分,各种原料磨成细粉后,按照适当比例混合并在水泥回转窑内烧至部分熔融 ,得到以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质. 页面

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6 水泥熟料生产中,为保证CaCO3分解为CaO,分解炉的气流温度控制在850~1100℃;

在回转窑内,硅酸三钙(C3S )在出现液相以后才能形成,回转窑内物料烧成温度1450~1550℃,炉内最高的气流温度可达1700~1800℃;

物料从 窑尾到窑头总的停留时间在40min左右;

气体在高于950℃以上温度的停留时间在8s以上,高于1300℃以上停留时间大 于3s;

且窑内物料呈高湍流化状态,二f英等稳定有机物等也能被完全分解.水泥回转窑是一个热惯性很大,十分稳 定的燃烧设备,不会因污泥投入量和性质的变化,造成大的温度波动,系统易于稳定. 2.2二次污染少 水泥熟料生产采用的原料成分决定了水泥回转窑内的碱性气氛,它可以有效地抑制酸性物质的排放,使得SO2和Cl- 等化学成分化转化为盐类化合物并得以固定;

水泥回转窑可将污泥中的绝大部分重金属离子固化在熟料中,可有效避 免其释放和扩散;