浅谈水泥窑协同处置污水处理厂污泥技术
时间：2021-01-09 08:02:23 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：水泥窑协同处置污水处理厂污泥可实现污泥处理的无害化、减量化和资源化，是近年来国内外研究的热点。文章结合我国污水处理厂污泥处置现状，分析了水泥窑协同处置污水处理厂污泥技术特点及存在问题，供实际生产应用。
关键词：污水处理厂污泥；水泥窑协同处置；技术特点
中图分类号：X705 文献标识码：A
1 概述
污水处理后大量的污染物质富集到了污泥中，使污泥中通常含有大量病原菌、寄生虫卵等，并且向环境中释放臭气等有毒有害气体。另外污水厂每天排放数百吨含水污泥，通过污泥浓缩、脱水和干燥技术，可使污泥含水率降至80%左右。而数量巨大的污泥得不到妥善处理处置，被直接排向环境，对环境造成严重的二次污染，对人类健康产生巨大的潜在威胁。
另外污水处理厂污泥处置方式中焚烧占6%，堆肥占8%，其余86%进行“填埋”。而大部分的垃圾填埋厂拒接污水处理厂污泥，种种原因导致的污泥积压成为了环境领域的重大问题之一。
2 水泥窑协同处置污水处理厂污泥技术
2.1 新型干法水泥生产工艺流程介绍
新型干法水泥回转窑，是指采用窑外分解新工艺技术，以悬浮预热器和窑外预分解技术为核心，在预热器和回转窑之间添设了分解炉。约占总燃料用量60%左右的燃料预先加入分解炉中，分解炉内的生料在高湍流沸腾状态下与热气流进行热交换，传热效率高，使生料在入窑前的碳酸钙分解率可达90%以上。
2.2 水泥窑协同处置污水处理厂污泥技术
水泥窑协同处置污水处理厂污泥，是指将需要处置的污泥采用密封的运输方式，输送到指定地点后利用水泥窑窑尾的高温进行煅烧处置。相较污泥焚烧、堆肥、填埋等方式，水泥窑协同处置污水处理厂污泥技术不征占土地资源；最终转化成水泥熟料产品，无废弃物遗留；水泥窑热容量大，温度高且稳定，能够大量处理。在污泥无害化、资源综合利用、经济性方面较优。目前主要的处置技术分为直接入窑和干化后入窑。
2.2.1 直接入窑
直接入窑是指用污泥泵将含水率为80%（或以上）的污泥直接送入回转窑窑尾，污泥在窑内焚烧。污泥事先不进行预烘干处理，可以节省出烘干处理的费用，但也因此易造成烟室内温度出现较大的波动，影响水泥生产线的稳定运行。
2.2.2 干化后入窑
在专门的干化设备中，利用窑尾锅炉余热将污泥含水率从80%干化至30%，然后送入分解炉燃烧。污泥干化需要专门的干化设备，因此投资较高，且干化过程中的废气难以处理。
3 水泥窑协同处置污水处理厂污泥的特点
3.1 污泥焚毁率高
水泥回转窑的煅烧温度一般在1350℃以上，有的甚至能达到1800℃，窑内燃烧气体的总停留时间大约为20s左右，窑内物料高度湍流化，足够高的燃烧温度和充足的气体停留时间，使窑内污泥中的各类有害有机物都能得以充分燃烧，焚毁率可达99.9999%。二噁英类物质的破坏分解温度约为750℃～800℃，由污泥本身所夹带的二噁英类物质，经水泥窑焚烧后，大部分已破坏分解。
3.2 无焚烧残渣
焚烧尾气中的细微颗粒经窑尾布袋除尘器收集后，作为水泥生产原料重新进入回转窑，无单纯污泥焚烧工艺后的危险废物飞灰产生。
3.3 吸收酸性气体
由于水泥窑独特的碱性环境，可有效的抑制酸性物质的排放，使得二氧化硫和氯离子等化学成分合成盐类固定下来，减少或避免了焚烧处理后产生二噁英类物质的现象。
3.4 水泥固化重金属
污泥中难处理的金属污染物，既不能被生物降解，在焚烧后也无法改变其原子结构。在这种情况下，由于水泥是一种无机胶结构材料，经过水化反应后生成坚硬的水泥固化体，使其成为了最有效的重金属稳定剂。污泥在水泥窑中焚烧后生成的含重金属的灰渣被固化在了水泥熟料结构中，从而减轻了对环境的污染。
3.5 污泥处理量大
新型干法水泥生产线数量大，分布广，方便于污泥就地处置，既节省污泥运输的成本，又能减少污泥运输过程中造成的二次污染，具有处理污泥的天然优势。且水泥回转窑是一个热惯性很大，十分稳定的燃烧系统，这样就不易因为污泥投入量和污泥性质的变化而造成大的温度波动，污泥处理量大。
4 我国水泥窑协同处置污水处理厂污泥的应用现状
国务院印布的《“十二五”节能减排综合性工作方案》，亦明确表示要推动资源综合利用，促进垃圾资源化利用，鼓励工业生产过程中协同处理城市生活垃圾和污泥。一系列的政策的相继出台，使得各地水泥企业逐渐意识到，未来水泥行业的生存和发展必须依靠水泥工业向绿色功能产业转变。因此水泥窑协同处置污泥项目在全国各地水泥厂陆续上马。
如北京水泥厂水泥窑日协同处置500t污泥项目、广州越堡水泥厂水泥窑日协同处置600t污泥项目，投运至今运行状况稳定，均已成为了行业内的示范工程。其他地区如上海浦东开发区、沈阳工源水泥厂、湖北华新水泥厂等也都相继建设了水泥窑协同处置污泥项目。目前陕西的蓝田尧柏水泥厂一期日处置100t含水率80%的污泥项目也已经处在了项目验收阶段。
5 水泥窑协同处置污水处理厂污泥技术存在的问题
尽管不少水泥企业在利用水泥窑协同处置污水处理厂污泥方面获得了成功，但水泥窑协同处置污水处理厂污泥技术仍不够成熟，项目的生产成本和折旧成本较高，尤其是处理含水80%以上的湿污泥，含水率高的污泥直接进入工作温度在1000多度的烟室后，会造成烟室内温度出现较大的波动，使得热损耗加大，且生成的碱性物质相对复杂，受热不均导致耐火材料表面易出现结皮现象，对水泥生产线的稳定运行造成很大的问题，甚至使水泥品质受到较大影响。
结语
尽管目前水泥窑协同处置污水处理厂污泥技术仍有待完善，但其在污泥无害化、减量化和资源化方面的独特优势，以及相关部门释放出的行业利好的政策信号，仍使其有广泛的研发和应用前景。
参考文献
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