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市政污泥資源化處置技術

(實用新型專利 ZL201320713063.2、ZL201620924148.9、ZL201621069585.3)

市政污泥是城市污水處理廠生化處理工藝殘余的危險廢棄物,它富集了污水中的污染物,含有大量的氮、磷等營養物質以及有機物、病毒微生物、寄生蟲卵、重金屬等有毒有害物質,不經有效處理處置,將對環境產生嚴重的危害,日益成為困擾我國城市環境的主要難題之一。做好污泥處理處置工作,是確保污水處理效果、防止污染物進入自然環境的重要措施,是改善城鎮居民生存環境、提高人民生活質量的必然要求,也是貫徹落實科學發展觀、建設資源節約型、環境友好型社會的重要舉措。

本技術把市政污泥經過厭氧消化,消化后產生的液態殘留物作為燒結磚的原料之一,通過隧道窯燒結磚生產技術和隧道窯輻射換熱式余熱利用技術,使污水處理廠排放的污泥由危險廢物變成資源,徹底消除污泥處置過程中的臭味,同時,利用隧道窯余熱鍋爐回收市政污泥厭氧消化產生沼氣的生物能和燒結磚隧道窯余熱,最終實現市政污泥處置的“資源化、無害化、節能降耗和低碳環保利用”目標。

本技術中的燒結磚生產線,將以大斷面隧道窯替代了輪窯,用碼坯機器人、自動卸磚機等先進設備代替工人,燒結磚生產線上所有電動閥門及熱工、電氣信號和視頻集中控制,可通過互聯網傳遞給主要管理人員。配套建設有先進的脫硫除塵設備,廠區規劃高標準,注重安全文明生產,徹底改變傳統磚廠留給大家的臟亂差印象,比國內先進的水泥、陶瓷生產線更先進、更衛生、更環保、更節能。燒結磚是經過長期歷史檢驗的最好墻體材料,燒結產品耐風化、性能穩定,所建的建筑物壽命長,可滿足節能建筑所需的隔音、節能、抗風化、容重輕、強度高的各種要求。市區范圍內河道於積的污泥主要成分是無機物,干化后是制磚很好的原料;而城市污水處理廠排放的污泥主要成分是水分和有機物,通過環保的方式可變成城市建設所需大量的燒結磚的生產用水和燃料。城市污泥通過本整體解決方案進行處置,將為城市建設宜居城市、鞏固衛生城市成果提供一個很好的途徑,可實現規模化處置危險固廢的有效管控。

利用燒結磚生產線協同處置污泥技術,實質上是在成熟的內燃式隧道窯燒結磚技術、污泥中溫厭氧消化技術基礎上,與隧道窯輻射換熱式余熱利用技術的跨界集成創新,技術成熟,是國家目前認可的三個污泥處置技術之一。四川國立能源科技有限公司在重慶巴南區進行了1:1工業性試驗,通過第三方專業檢測機構對項目中的污泥泥質、煙氣等污染物指標以及污泥制磚產品進行檢測,全部達到國家相關標準,沒有二噁英污染。污泥處置過程按循環經濟的理念進行設計,可把固態廢物與廢水無害化處置、隧道窯余熱與沼氣資源化利用、維持污泥厭氧消化溫度與余熱發電有機結合起來,形成循環利用的低碳經濟生產鏈。能源消耗比干化焚燒方案低90%以上;處置過程的副產物——燒結磚,比常規燒結磚生產工藝中的燃料消耗量低60%以上,可實現污泥處置和燒結磚過程的綠色生產,污染物排放量極低。污泥處置的整個過程都在一個密閉的裝置中進行,沒有異味污染。

利用燒結磚生產線協同處置污泥技術特點:

①把市政污泥首先進行厭氧消化處理,厭氧消化后的液態殘留物作為燒結磚的原料之一;

②污泥中的有機質通過厭氧消化轉化為沼氣,作為隧道窯余熱鍋爐的部分熱源;

③將成型車間內的少量臭氣送入隧道窯內燃燒處理;

④余熱鍋爐吸收沼氣燃燒釋放的熱量和隧道窯余熱,通過汽輪發電機轉化為電能,可供應隧道窯燒結磚生產線80%以上的電力需求;

⑤利用汽輪機冷凝器排出的35~40℃循環水作為保持厭氧消化池最佳消化溫度的熱媒;

⑥污泥處置過程完全密閉,避免臭氣污染,且投資省,運行成本低。

本技術是四川國立能源科技有限公司與農業部環境保護科研監測所、天津大學、西安墻體材料設計研究院等單位共同承擔的“國家公益性行業(農業)科研專項”——《生活污泥沼氣化處理利用技術及設備研究與示范》中“生活污泥制備墻體材料關鍵工藝技術和設備研究”課題研究成果,通過“產學研”模式開發的市政生活污泥資源化利用新技術。

國家建筑材料聯合會《建材工業“十三五”發展指導意見》、國家工信部《建材工業發展規劃(2016-2020年)》(工信部規〔2016〕315號)中,提出“積極在城市及周邊推廣利用大型燒結磚隧道窯安全處置城市污泥、廢渣與其它原料配合生產燒結空心磚、自保溫燒結砌塊,提高資源綜合利用率”;也符合國家發改委《“十三五”節能環保產業發展規劃》、國家發改委、工信部《新型墻材推廣應用行動方案》以及國家工信部、環保部、國家安全監管總局《關于加快燒結磚瓦行業轉型發展的若干意見》(工信部聯原[2017]279號)等相關政策,本技術已被列為國家目前認可的污泥安全處置三大技術之一;榮獲中國節能綠色墻體屋面產業博覽會優秀產品獎。

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城市污泥資源化安全處置項目-規劃效果圖


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