一種城市生活污泥建材化處理系統及處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于污泥處理技術領域，涉及一種城市生活污泥建材化處理系統及處理方法。
【背景技術】
[0002]隨著中國城市化水平的提高，城市生活污水的排放量逐年增加。污泥是污水處理過程中產生量最大的副產物，其成分非常復雜:有機物含量多，性質不穩定，易腐化發臭；含有銅、鋅、鉻、汞等重金屬，寄生蟲卵、病原體等微生物，以及持久性有機污染物等有毒有害物質；含水率高，不易脫水。如果不經過有效處理處置直接進入環境，將對生態環境和人類健康構成嚴重威脅。國內外對城市污水污泥的處理已有近百年歷史，主要是以填埋、投海、堆肥和焚燒等處理方式為主，填埋投資較少、容量大、見效快，但對污泥的土力學性質要求較高，需要大面積的場地和大量的運輸費用，而且周圍容易遭受滲瀝水、臭氣的影響，近年來填埋處置所占比例越來越小；而投海由于對海洋環境的嚴重影響已經被禁止；堆肥是利用污泥中含有氮、磷、鉀等營養元素，經處理后使其農用，但污泥中含有重金屬等有毒有害物質和病原體、寄生蟲卵等，需謹慎使用該方法；焚燒可以使污泥中的有機物全部碳化，最大限度地減小了污泥體積，使污泥最終處置極為便利，但其設備投資高、運轉費用高、燃燒會產生有毒物質，需要對煙氣進行處理，焚燒灰需要再處理等限制了其使用。國內外的相關學者研究表明，脫水污泥中的無機物主要成分是硅、鋁、鐵、鈣等，與建筑原料(如粘土，頁巖等)的成分相近，可作為建筑材料，污泥的建材化利用不僅可以減少土地的浪費，而且還可以使資源得到循環利用，變廢為寶。
【發明內容】
[0003]本發明的第一個發明目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種城市生活污泥建材化處理系統，它能將城市生活產生的污泥進行建材化處理，且在處理過程中對環境的污染較小。
[0004]本發明的第一個發明目的可通過下列技術方案來實現:一種城市生活污泥建材化處理系統，包括污泥儲存單元、污泥脫水單元、污泥建材化利用單元和煙氣處理單元，其特征在于，所述污泥儲存單元用于儲存污泥的筒倉，所述筒倉與污泥脫水單元相連接，所述污泥脫水單元用于將儲存的污泥進行脫水，且污泥脫水單元與污泥建材化利用單元相連接，所述污泥建材化利用單元用于將脫水后的污泥進行建材化處理，且污泥建材化利用單元與煙氣處理單元相連接，所述煙氣處理單元用于將污泥建材化利用單元產生的煙氣進行凈化處理后排出。
[0005]本城市生活污泥建材化的處理系統能夠將污泥處理廠或者外運而來的污泥經過脫水、建材化處理及煙氣處理等一系列工序，使處理后的污泥無害化，變廢為寶，使資源得到循環利用，具有經濟和環保的優點，同時還降低了城市生活污泥對環境的污染。
[0006]在上述的城市生活污泥建材化利用處理系統中，所述筒倉上連接有輸送管道，所述輸送管道上連接有壓力栗，輸送管道在壓力栗作用下將污泥由筒倉輸送至污泥脫水單元。壓力栗能夠將筒倉儲存的呈流體狀的污泥加壓輸送至污泥脫水單元進行脫水，輸送效率高。
[0007]在上述的城市生活污泥建材化利用處理系統中，所述污泥脫水單元包括板框式壓濾機和壓濾廢水管道，所述板框式壓濾機用于對污泥進行脫水，所述壓濾廢水管道與板框式壓濾機相連，且壓濾廢水管道用于將板框式壓濾機壓濾出的廢水輸送至污水處理廠進行回收處理。污泥脫水單元對筒倉輸送過來的污泥進行壓濾式脫水處理，并將其壓濾后產生的廢水輸送至污水處理廠進行二次處理，避免對環境造成污染。本污泥脫水單元還可采用廂式壓濾機或帶式壓濾機或隔膜式壓濾機或板框壓濾機進行脫水。
[0008]在上述的城市生活污泥建材化利用處理系統中，所述污泥建材化利用單元包括造粒裝置、烘干窯和回轉窯，所述造粒裝置將脫水后的污泥與頁巖、淤泥混合進行造粒，所述烘干窯用于將造粒后形成的污泥料球進行烘干和二次造粒，所述回轉窯用于將二次造粒的污泥料球進行燒脹。造粒裝置、烘干窯和回轉窯之間通過傳送帶進行輸送，燒脹后的污泥料球體積增大，材料利用率較高，頁巖是重要的建筑原料之一，使用頁巖作為污泥建材化處理的添加劑，能夠對污泥的成分進行改造使之更能適宜用于建材化處理。本污泥建材化利用單元也可僅通過造粒裝置進行造粒。
[0009]在上述的城市生活污泥建材化利用處理系統中，所述煙氣處理單元包括除塵裝置、冷卻裝置和臭氣處理裝置，所述除塵裝置用于對污泥建材化利用單元產生的煙氣進行除塵處理，所述冷卻裝置用于對除塵后的煙氣進行冷卻處理并使得煙氣溫度滿足臭氣處理裝置的溫度要求，所述臭氣處理裝置用于對冷卻后的煙氣進行除臭處理。煙氣經過煙氣處理單元的凈化處理后，可以直接通過煙囪排出，對環境污染較小。本煙氣處理單元還可僅包括除塵裝置和臭氣處理裝置。
[0010]本發明的第二個發明目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種利用上述城市生活污泥建材化處理系統的處理方法，它能將城市生活產生的污泥進行建材化處理，且在處理過程中對環境的污染較小。
[0011]本發明的第二個發明目的可通過下列技術方案來實現:一種利用上述城市生活污泥建材化處理系統的處理方法，其特征在于，由以下步驟組成:
[0012]步驟一、脫水處理:在污泥儲存單元中對污泥添加脫水劑后進行脫水；
[0013]步驟二、建材化處理:先將脫水后的污泥與頁巖、淤泥混合并在造粒裝置中進行初次造粒，然后將污泥造粒后形成的料球烘干并在烘干窯中進行二次造粒，再將二次造粒后形成的料球在回轉窯中進行燒脹；
[0014]步驟三、煙氣處理:在煙氣處理單元中對建材化處理產生的煙氣進行凈化處理后排出。
[0015]本城市生活污泥建材化的處理方法能夠將污泥處理廠或者外運而來的污泥經過脫水、建材化處理及煙氣處理等一系列工序，使處理后的污泥無害化，變廢為寶，使資源得到循環利用，具有經濟和環保的優點，同時還降低了城市生活污泥對環境的污染。
[0016]在上述的利用城市生活污泥建材化處理系統的處理方法中，所述步驟一中添加的脫水劑為聚氯化鋁和聚丙酰胺，聚氯化鋁的加入量為待脫水的污泥質量的0.2%?0.5%,聚丙酰胺的加入量為待脫水的污泥質量的0.005%?0.015%。城市生活污泥的含水率一般在80 %左右，聚氯化鋁和聚丙酰胺均適用于呈弱堿性的城市生活污泥的脫水處理，他們能夠將城市生活污泥中的污泥成分凝聚成絮狀，從而達到脫水的效果，此外經過聚氯化鋁和聚丙酰胺混合處理后的城市生活污泥沉淀性能好，而且PH值和堿度變化小，適宜后續的建材化處理。
[0017]在上述的利用城市生活污泥建材化處理系統的處理方法中，所述步驟二中頁巖、淤泥和脫水后的污泥形成的混合物中，頁巖所占的質量百分比為30 %?40 %，淤泥所占的質量百分比為40 %?60 %，脫水后的污泥所占的質量百分比為10 %?20 %。添加的淤泥可來自于河道淤泥或建筑打粧淤泥，即本處理方法不僅可以對城市生活污泥進行循環利用，還可以對生產中產生的淤泥也進行循環利用，處理成本較低，環保性更好。
[0018]在上述的利用城市生活污泥建材化處理系統的處理方法中，所述步驟二中產生的煙氣余熱用于對頁巖和初次造粒后形成的料球進行烘干。回轉窯的高溫區溫度為1150°C?1170°C，其產生的煙氣帶有大量的熱量，在對頁巖和初次造粒后形成的料球進行烘干時，既能對煙氣的余熱進行循環利用，還可以將煙氣所附帶的灰塵進行吸附，而吸附的灰塵來源于料球，即成分與污泥建材化的產物相符合，還能進一步提高污泥建材化處理的轉化率。
[0019]在上述的利用城市生活污泥建材化處理系統的處理方法中，所述步驟三中煙氣依次經過旋風除塵器、布袋除塵器、冷凝器、噴淋塔和臭氣處理裝置進行凈化處理后由煙囪排出。其中旋風除塵器用于對煙氣中的灰塵進行一次脫除，布袋除塵器用于對煙氣中飛揚的灰塵進行二次脫除，冷凝器用于對煙氣進行降溫，以滿足除臭系統溫度要求，噴淋塔用于對煙氣進行二次降溫凈化，臭氣處理裝置利用臭氧以及催化劑對煙氣中的惡臭成分進行氧化分解，減少臭味，達到排放要求，除臭之后的煙氣由煙囪在遠離底面的高處進行排放，對人群的影響較小。
[0020]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0021]1、本污泥建材化處理系統及處理方法能夠將污泥處理廠或者外運而來的污泥經過脫水、建材化處理及煙氣處理等一系列工序，使處理后的污泥無害化，變廢為寶，使資源得到循環利用，具有經濟和環保的優點，同時還降低了城市生活污泥對環境的污染；
[0022]2、本污泥建材化處理系統及處理方法便于批量處理城市生活污泥，建材化效率尚;
[0023]3、本污泥建材化處理系統及處理方法在處理過程中對環境的污染較小。
【附圖說明】
[0024]圖1是城市生活污泥處理的流程圖。
[0025]圖中，1、污泥儲存單元；11、筒倉；12、壓力栗；13、輸送管道；2、污泥脫水單元；21、板框式壓濾機；22、壓濾廢水管道；3、污泥建材化利用單元；31、造粒裝置；32、烘干窯；33、回轉窯；4、煙氣處理單元；41、除塵裝置；411、旋風除塵器；412、布袋除塵器；42、冷卻裝置；421、冷凝器；422、噴淋塔；43、臭氣處理裝置；44、煙囪；5、污泥處理廠。
【具體實施方式】
[0026]以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。
[0027]參照圖1，本實施例為一種城市生活污泥建材化處理系統，其特征在于，包括污泥儲存單元1、污泥脫水單元2、污泥建材化利用單元3和煙氣處理單元4，污泥儲存單元1用于儲存污泥，污泥脫水單元2用于將污泥進行脫水，污泥建材化利用單元3用于將脫水后的污