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利用隧道窯燒結磚生產線協同處置污泥技術特點

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利用隧道窯燒結磚生產線協同處置污泥技術特點

發布日期:2017-08-08 作者:四川國立能源 點擊:

    1、污泥處置過程安全環保,實現了無害化處置目標。

    污泥運輸選擇罐式運輸車輛,污泥運到廠后的預處理(熱解和厭氧消化)過程完全在封閉容器中進行,臭味不會對周邊環境造成污染,內燃式燒磚產生的煙氣經過高效脫硫除塵等設備處理后達標排放。經工業性試驗,厭氧消化后的污泥能夠滿足《城鎮污水處理廠污泥處置制磚用泥質(CJ/T289-2008)》標準的要求,沒有放射性危害;焚燒過程沒有二噁英污染;項目技術不排放廢水和固體廢物。

    污泥處置廠區按花園式工廠的標準規劃設計,廠房按標準建設,廠區道路硬化和綠化,避免廠區揚塵,達到勞動衛生、消防和易燃物(沼氣)防爆標準規定的相關要求,可實現文明、環保、安全生產。

    2、污泥中的有機物、無機物和水全部轉化為制磚的原料和燃料,實現了資源化循環利用的目標。

    污泥經過1.2MPa、180℃高溫熱解后,微生物的細胞壁被打破,有利于有機物在厭氧消化過程中轉化為沼氣,以最大程度的降低沼渣中有機物的含量。沼氣和沼渣中還沒有分解的殘留有機物變成了燒磚的燃料,沼渣中的無機物直接作為燒磚的燃料;污泥帶來的水可作為磚坯成型過程中調節濕度用水,多余的水經過處理后作為余熱發電工藝中循環水系統的補充水;燒磚過程中產生的廢品或次品磚回收經過破碎、陳化處理后可重復利用。因此,處置過程沒有廢水和固體廢物排放,并且還可減少50%~70%燒磚的燃料。

    另外,隧道窯燒磚的余熱可產生2.5MPa、400℃的蒸汽,這些蒸汽首先滿足污泥熱解用汽,剩余的大部分蒸汽用來發電,發出的電力可滿足污泥處置生產線和隧道窯燒結磚生產線70%左右的用電,發電過程中產生的45~50℃低溫循環水又作為污泥厭氧消化裝置保溫的熱源,保證污泥厭氧消化裝置全年維持在35~37℃范圍,為提高沼氣產量和降低沼渣殘留有機物含量創造條件。

    以某市每天處置3200噸污泥為例:如果采用其它焚燒方法,每年將消耗相當于12.8萬噸標準煤的燃料;而采用本技術,不但每年節省了這12.8萬噸的能源,每年處置116.8萬噸污泥的過程中將產生10.7萬噸的新能源用于燒結磚和處置污泥,比其它焚燒法相當于每年節約了23.5萬噸標準煤。如果采用本技術每天處置3200噸污泥,可產生14.5萬立方米/天的沼氣供燒結磚生產線作為燃料(相當于每年可節約標準煤37800噸),污泥厭氧消化后的沼渣中殘余的有機質(每天約256噸,熱值3000Kcal/Kg)也是燒結磚的燃料(相當于每年可節約標準煤40000噸),隧道窯的余熱可發電9MW供燒結磚生產線和污泥處置系統的設備用電(相當于每年可節約標準煤21600噸),余熱發電過程中產生的低溫循環水為污泥中溫厭氧消化裝置提供熱源(相當于每年可節約標準煤7800噸)。因此,只要選擇了合適的技術方案,城市污水處理廠排放的污泥就不再是“危險固體廢物”,而成為了“城市礦產”。

    3、可實現規模化處置目標。

    西安墻體材料研究設計院通過對國內二十多個大城市污水處理廠的污泥進行取樣分析和試驗,只要制磚原料中有機物的含量不超過5%,燒結磚產品的質量就能達到國家標準中對磚產品各種指標的質量要求。污泥通過前述的熱解和厭氧消化處理后,沼渣中殘留的有機物含量可降低60%左右,并且采用常規的機械脫水設備,就很容易把含水率降低到50%以下,這就為把大量脫水后的沼渣摻入制磚原料創造了條件。一個日產20萬塊(折標)磚的中型磚廠每天可處理200~300噸(含水率80%)污泥,一個日產80萬塊(折標)磚的大型磚廠每天就能處理1000噸(含水率80%)污泥。

    4、可徹底解決污泥中重金屬污染問題,實現了穩定化處置目標。

    污泥中的重金屬以離子狀態存在,沼渣摻入制磚原料后,重金屬離子在高溫(950~1100℃)條件下被固化在燒結磚內,各種細菌和其它有機物不會污染環境(包括土壤和地下水)。與普通無機物一樣,微量的重金屬固化在建材產品中,遠低于輻射的安全值,也不會進入土壤通過食物鏈進入人體,因此是安全的。

    5、處置成本相對低廉。 

    目前長三角、珠三角地區和北京市的水價成本中,城市污泥處置費用在400元/噸左右,個別城市達500元/噸;中西部地區的二線城市污泥處置費用在300元/噸左右;中西部地區三、四線城市污泥處置費用在200元/噸左右。成都市第一個采用干化焚燒技術處理400噸/天污泥的處置項目,目前的處置費用達700元/噸,現有水價難以承擔如此高的費用。

    本技術由于有資源化處置的前提,每個利用燒結磚生產線協同處置污泥項目的建設和運行成本就比較低。按國內目前無害化處置污泥的平均費用來看,大部分城市的處置費用在200~400元之間;在考慮適當的投資和管理利潤的情況下,采用本技術的費用基本不會超過300元,因此不會增加政府的負擔。

    國內利用水泥窯生產線協同處置法和利用大型鍋爐摻燒法的費用一般在250元/噸左右,這兩種方法最大的問題是耗能比較高(污泥中80%的水,蒸發過程中需要消耗大量的燃料,平均每蒸發1噸水需要100Kg的標準煤),并且國內城市的污泥中含有大量泥沙,不宜大規模處置污泥。污泥中的水分蒸發后,會降低水泥窯煙氣的溫度,從而降低水泥余熱發電機組的發電量。 

    6、容易實現市場化管理的目標。

    我國從上世紀九十年代開始“禁粘禁實”,即:禁止以粘土為原料生產燒結磚,黃土高原以外地區只能以頁巖、工業(或礦山)固體廢棄物作為制磚原料,并規定縣級及以上城市建筑禁止使用實心磚作為墻體材料;《產業結構調整目錄(2011年)》規定,日產10萬塊(折標)以下磚廠和24門以下輪窯必須關閉。這些政策對磚瓦工業的發展有積極的推動作用。經過五年多時間的發展,我國磚瓦工業整體技術水平已達到國際先進水平,能生產城市高層建筑所需的各種規格型號燒結磚產品;燒結磚相對于其它墻體材料來講,是經過上千年時間的歷史檢驗,證明性能最穩定、保溫隔熱(音)效果最好、生產成本低、最常用的建筑用材,基本上每個城市周圍都有數個燒結磚廠,這就為協同處置污泥創造了很好的條件。

    我國80%以上的城市(包括縣城)周圍30公里范圍內都有隧道窯燒結磚廠,只有少部分城市周圍50公里范圍內才有水泥廠,因此更利于各城市選擇本技術。利用大中型隧道窯燒結磚生產線協同處置污泥技術比其它污泥處置技術更符合國情、更容易推廣,并且非常適合我國城市污泥中泥沙含量比較高的現實狀況,項目技術具有可復制性;并且投資規模相比污泥焚燒項目更小得多,具備市場化運作的條件。


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相關標簽:污泥處置

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