利用水泥窯爐協(xié)同無害化處置

利用水泥窯爐協(xié)同無害化處置工業(yè)污泥

及其工程應(yīng)用的研究1.工業(yè)污泥簡介工業(yè)污泥是指工業(yè)污水經(jīng)過污水處理系統(tǒng)處理后，沉淀分離出的污濁物質(zhì)。一般來說，工業(yè)污泥中都含有有毒有害物質(zhì)，如果不經(jīng)過正確處理，工業(yè)污泥中的有毒有害物質(zhì)將沿著污泥→土壤→農(nóng)作物→動物體→人體等路徑遷移，將會對地下水、土壤、空氣等生態(tài)環(huán)境等造成二次污染。和市政污泥相比，工業(yè)污泥具有更復(fù)雜的成分。不僅含有低級的有機(jī)物如氨基酸、腐植酸、細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物、多環(huán)芳烴、雜環(huán)類化合物、有機(jī)硫化物、揮發(fā)性異臭物、有機(jī)氟化物等組成，而且摻雜著工業(yè)助劑、中間體、染料、廢酸堿、還含有多種的無機(jī)填充礦物和汞、鎘、鉛等重金屬物質(zhì)隨著全世界工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，世界范圍內(nèi)的工業(yè)污泥的總量不斷增長。人們的生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng)，環(huán)境法規(guī)中污水排放標(biāo)準(zhǔn)的迅速改進(jìn)，都對工業(yè)污泥處理帶來了新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。2.世界各國污泥處理處置方法污泥填埋：一次性處理費(fèi)用低的污泥處理辦法，但會造成造成二次污染污泥農(nóng)用：投資少，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低；但是重金屬污染、病原體、難降解有機(jī)物及N、P的流失會造成地表水和地下水的污染污泥焚燒：是最徹底的處理方法；其缺點(diǎn)在于處理設(shè)施投資大，處理費(fèi)用高，有機(jī)物焚燒會產(chǎn)生二噁英等劇毒物質(zhì)海洋傾倒：操作簡單、對于沿海城市來說其處理費(fèi)用較低；但污泥中的有害成分沒有得到任何有效地控制和處理，必然會隨著不同途徑回到人類賴以生存的食物鏈中污泥堆肥：是國際上從60年代迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)新興生物處理技術(shù)，綜合效應(yīng)較好污泥干化：能使污泥體積可以減少4～5倍，產(chǎn)品穩(wěn)定、無臭且無病原生物，干化處理后的污泥產(chǎn)品用途多，可以用作肥料、土壤改良劑、替代能源等，其優(yōu)勢正在逐步顯現(xiàn)3.研究利用水泥窯協(xié)同處置工業(yè)污泥的意義研究利用水泥窯爐協(xié)同無害化處置工業(yè)污泥的意義在于推動中國利用水泥窯爐協(xié)同無害化處置污泥，解決中國工業(yè)污泥處置的難題。用水泥窯爐協(xié)同處置污泥的主要優(yōu)勢在于：利用水泥窯爐協(xié)同處置污泥不需要再建設(shè)新的焚燒系統(tǒng)，可以直接將污泥喂入水泥窯爐中，即可產(chǎn)生很好的處理效果利用水泥窯滬協(xié)同處置污泥，可以有效地利用污泥的可燃組分做為水泥窯爐的替代燃料，實(shí)現(xiàn)污泥所含熱值的循環(huán)利用。同時也可利用污泥中的其他不可燃組分，使用這些不可燃成份成為水泥熟料的組份，直接被固化在水泥熟料中，不產(chǎn)生任何殘余物，最終實(shí)現(xiàn)最徹底的污泥無害化處置。4.對工業(yè)污泥樣品的檢測分析4.1.工業(yè)污泥的化學(xué)成份試樣

編號化學(xué)分析質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(%)SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3Cl-合計(jì)水份A56.6627.356.301.361.351.340.170.490.0195.0351.73B26.6111.296.0645.022.151.210.202.820.0995.2812.72C25.0410.937.6042.982.541.150.236.590.15097.2117.08D46.9918.947.736.372.722.230.656.070.01491.7181.87E31.5312.977.1134.112.601.380.588.060.10798.4521.90F47.3020.837.736.202.722.400.707.490.00495.3784.54G27.8212.036.6239.622.481.700.457.160.12398.0024.35H47.9118.478.306.552.602.630.837.000.00594.3083.73從上表可以看出，工業(yè)污泥經(jīng)燃燒后產(chǎn)生的灰份的主要化學(xué)成份包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等，有害成份的含量不高，總體來說其化學(xué)成份能被水泥窯爐所接受。4.對工業(yè)污泥樣品的檢測分析4.2.工業(yè)污泥熱值工業(yè)分析試樣水份工業(yè)分析結(jié)果（%）Qnet.ad編號%MadVadAadFcadCl-(MJ/kg)A51.731.9914.5482.760.710.0052.44B81.414.4240.25487.330.0112.93C17.082.7339.6655.522.091.111.05D81.8711.1244.7136.57.670.8614.56E21.91.6744.5451.242.551.0812.78F84.543.1446.5342.467.870.9815.22G24.352.6342.7653.061.551.0711.87H83.736.5946.4439.127.850.9515.18上表顯示烘干后的工業(yè)污泥的熱值含量波動在11.05至15.22之間。

4.對工業(yè)污泥樣品的檢測分析4.3.工業(yè)污泥重金屬含量檢測項(xiàng)目檢測結(jié)果單位標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果判定砷(As)16.9Mg/kg≤75符合硼(B)<10Mg/kg≤150符合鎘(Cd)4.73Mg/kg≤20符合銅(Cu)627Mg/kg≤1500符合鉻(Cr)504Mg/kg≤1000符合鎳(Ni)163Mg/kg≤200符合鉛(Pb)87Mg/kg≤1000符合鋅(Zn)927Mg/kg≤3000符合汞(Hg)0.28Mg/kg≤15符合從上表所示的結(jié)果看，污泥樣品所含的重金屬的量是符合國標(biāo)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)的。5.利用水泥窯處置干化污泥的工業(yè)試驗(yàn)工業(yè)試驗(yàn)是最好的驗(yàn)證工業(yè)污泥是否適宜在水泥窯爐中進(jìn)行處置、及利用水泥窯爐協(xié)同處置工業(yè)污泥時將會給水泥窯爐運(yùn)行帶來何種影響、工業(yè)污泥在水泥窯爐中焚燒后其所產(chǎn)生的灰燼將會給水泥熟料帶來何種影響的方法。要將污泥送入水泥窯爐中，首先必須要選擇合適的污泥喂入點(diǎn)。喂入點(diǎn)選擇的前是污泥從該處喂入后能保證污泥能充分的燃燒，通過充分的燃燒將有害成分徹底摧毀，且燃燒后的灰燼能充分地混合到水泥熟料中并被良好地固化，不產(chǎn)生二次污染。經(jīng)過對比分析發(fā)現(xiàn)，將干化后的污泥從分解爐喂入水泥窯爐既可保證污泥被充分燃燒處置，也不會對水泥窯爐的正常運(yùn)行造成大的影響，所以最后確定從分解爐的煤與熱生料喂入點(diǎn)之后將干化污泥喂入分解爐。5.利用水泥窯處置干化污泥的工業(yè)試驗(yàn)干化污泥在分解爐的喂入點(diǎn)示意圖5.利用水泥窯處置干化污泥的工業(yè)試驗(yàn)干化污泥試燒過程及跟蹤監(jiān)測分別進(jìn)行了干化污泥喂量在2t/h及4t/h的試燒試驗(yàn)。試燒除發(fā)現(xiàn)出水泥窯預(yù)熱器最高一級旋風(fēng)筒的氧氣含量出現(xiàn)約0.2%的下降外，水泥窯爐系統(tǒng)的操作及監(jiān)控參數(shù)未出現(xiàn)其他明顯的變化。由于污泥灰份的摻入導(dǎo)致了熟料中C3S含量比正常時略有下降，在試燒過程中及時調(diào)整了生料的配比，最終保證了出窯熟料的化學(xué)成份達(dá)到了生產(chǎn)的設(shè)計(jì)值在本次工業(yè)試驗(yàn)的過程中，對水泥窯爐的尾部排放氣體進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測，未發(fā)現(xiàn)二噁英等有害氣體對試燒干化污泥期間生產(chǎn)的水泥熟料的質(zhì)量進(jìn)行了全程監(jiān)控。水泥熟產(chǎn)的三天、二十八天強(qiáng)度、水泥的凝結(jié)時間、流動度等性能均無異常。干化污泥試燒工業(yè)試驗(yàn)結(jié)論利用水泥窯爐協(xié)同處置工業(yè)污泥能實(shí)現(xiàn)處置徹底、無二次污染的優(yōu)點(diǎn)，其所生產(chǎn)的水泥熟料的質(zhì)量穩(wěn)定。利用越堡水泥窯爐協(xié)同處置工業(yè)污泥是完全可行的6.利用水泥窯處置工業(yè)污泥的工程設(shè)計(jì)6.1.污泥輸送設(shè)備的選擇目前在歐洲國家，常用的污泥輸送設(shè)備為箱式卡車。這種運(yùn)輸卡車是常規(guī)型的運(yùn)輸工具，可以方便地從市場上購買到。造價不高，投資成本較低。但是不能實(shí)現(xiàn)很好的密封，不適合于運(yùn)輸液態(tài)化的物料。因此不適宜于本項(xiàng)目?？紤]即將輸送的污泥是高度液態(tài)化的物料，且會散發(fā)出強(qiáng)烈的臭味，所以運(yùn)輸工具必須要有良好的密閉性，要能同時防止液體及氣味的散發(fā)，以免造成運(yùn)輸過程中對環(huán)境的污泥。因此，密封自卸罐車是較好的選擇。6.利用水泥窯處置工業(yè)污泥的工程設(shè)計(jì)從能量的回收效率、安全性及水泥窯的操作影響幾方面來看，取預(yù)熱器出口廢煙氣為污泥干化熱源最為合理，對現(xiàn)有水泥窯尾氣處理系統(tǒng)的干擾最小，不會對水泥熟料的正常生產(chǎn)產(chǎn)生任何的影響。6.2.污泥干化熱源選擇在水泥工廠，污泥干化可選用的廢熱源主要有：1）預(yù)熱器出口窯尾廢煙氣（在生料磨與煤磨取熱點(diǎn)之后）；2）進(jìn)入袋收塵器的廢煙氣；3）離開袋收塵器進(jìn)入煙囪的廢煙氣。7.污泥干化系統(tǒng)廢氣的氣味問題及其處理方法7.1.惡臭氣體的來源無論是來自污水處理廠的新鮮污泥，還是已經(jīng)干化后的污泥，都存在一定程度的氣味。特別是來自生活廢水的污泥，更是含有強(qiáng)烈的惡臭。在新鮮污泥接收口及污泥干化車間內(nèi)部，如果密封不好，臭氣就會彌散出來，造成對周圍環(huán)境的污泥。在直接接觸式污泥干化工藝中，由于用于干化污泥的熱空氣直接與污泥接觸，因此干化后廢氣會含有一定量的臭氣。污泥干化過程中產(chǎn)生的惡臭氣體從其組成可分為五類。一是含硫化合物，如硫化氫、硫醇類、硫醚類等；二是含氮的化合物，如氨、胺類、酰胺、吲哚類等；三是鹵素及其衍生物，如氯化氫、鹵代烴等；四是烴類，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等；五是含氧的有機(jī)物，如酚、醇、醛、酮、有機(jī)酸等。7.污泥干化系統(tǒng)廢氣的氣味問題及其處理方法7.2.解決污泥干化系統(tǒng)排放氣味問題的難度及必要性惡臭給人的感覺量(即惡臭強(qiáng)度)符合Weber—Fecher定律，其感覺強(qiáng)度與惡臭物質(zhì)對人嗅覺的刺激量的對數(shù)成正比，即I＝k(lgC-lgC0)，即使把惡臭物質(zhì)去除90%，人的嗅覺所感覺到的臭氣濃度卻只能減少一半，這就決定了防治惡臭比防治其它大氣污染物更困難。在本項(xiàng)目中，污泥烘干系統(tǒng)煙囪排放廢氣經(jīng)檢測無量綱臭氣濃度檢測值為7257，低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)60000的無量綱臭氣濃度，廢氣臭氣濃度達(dá)標(biāo)排放。但是在廢氣排放影響的范圍內(nèi)偶爾會聞到一些令人不愉快的異味，因此有必要解決氣味問題。7.污泥干化系統(tǒng)廢氣的氣味問題7.3.常見的臭氣處理方法化學(xué)吸收法：通過噴淋裝置將吸收溶劑霧化或成膜后與廢氣接觸并捕獲親水含臭物質(zhì)，從而使含臭廢氣得以凈化排放。優(yōu)點(diǎn)是對親水性含臭分子吸收效果好；缺點(diǎn)是對非親水類物質(zhì)吸收效果不佳活性炭吸附法：通過活性炭微孔吸附含臭物質(zhì)，效果較好，但運(yùn)行成本較高生物法：利用微生物將氣態(tài)污染物質(zhì)氧化分解成無毒害、無臭味的簡單物質(zhì)。此方法除臭效果好，運(yùn)行成本低，但設(shè)備占地面積較大。催化燃燒法：僅適用于高濃度可燃臭氣的處理低溫等離子法：采用放電反應(yīng)器在電極上施加高電壓產(chǎn)生電場，此電場作用于產(chǎn)臭分子并最終將其氧化為不含臭的物質(zhì)。此方法不適用于高含濕量的臭氣。7.污泥秧干化萍系統(tǒng)新廢氣擋的氣耍味問靈題7.朝4.等離福子法佩殺菌除臭等離賽子除茅臭工猾藝原矛理主序要是矛通過籮垂直顧電極哄棒的震往復(fù)坦運(yùn)動界產(chǎn)生利高壓農(nóng)電場煙，異梯味分洲子通仙過激僅發(fā)器煌后被簽激活塌成等慚離子墨體，訂并在恒催化垂劑作聰用下是與廢堵氣內(nèi)瘡的氧斑氣發(fā)畢生反她應(yīng)，品氧化唱成二版氧化雁碳和印水等邁無污彎染物.化學(xué)臉反應(yīng)賢式如昏下：4設(shè)H+挑+桂O2劉+關(guān)4e→2H拐2OC4籃+備+加O2反+撿4e→CO依2S4狗++彼O2艦+4艷e→SO金42調(diào)-N3盼+律+耀+O蘭2+殲4e→NO丸31愧-等離拘子除傘臭試勤驗(yàn)系足統(tǒng)的族工藝愛流程骨如下眨：含干盈污泥字氣體極→遮布袋酷除塵逢器訪→卵除味義器稅→仿風(fēng)奸機(jī)來→顆無耐味無壟塵干脹凈氣禾體排匠入大酸氣中7.污泥灘干化背系統(tǒng)援廢氣遵的氣在味問拒題7.固6.化學(xué)爹吸收飼法除纖臭試鳴驗(yàn)污泥塑干化滲系統(tǒng)嬌排出防廢氣雙含臭據(jù)成份閉的檢墻測結(jié)鋸果顯妄示該鍛污泥寧干化挖系統(tǒng)蝕廢氣而中惡拒臭成莫份主炕要是痛含硫奸類物餓質(zhì)及雨含氮望類物乞質(zhì)為刷主。舉因此，化誤學(xué)除揉臭的施工藝應(yīng)以去除SO腐2為主曉。主訂要原獨(dú)理是達(dá)對惡塘臭氣慣體進(jìn)抗行堿退洗及慕酸洗屑，以蘿便除成去其睛中的匠含臭咐成份謙?；瘜W(xué)缺吸收桃除臭咐試驗(yàn)江裝置欠的工敵藝流巴程是胃將污臘泥干杯化系訂統(tǒng)排換出的睜氣體肌由風(fēng)貍機(jī)引入仁臭氣處理盜裝置穗，依他次進(jìn)保行噴漫淋降劈燕溫、敏氨吸鞠收及輛兩級序綜合銷吸收攏塔后鑼排放中入大丹氣。7.污泥糖干化算系統(tǒng)琴廢氣岡的氣無味問動題7.渴7.生物瓦法除協(xié)臭試洲驗(yàn)惡臭鄭廢氣男生物找處理欄技術(shù)濤是通椒過微護(hù)生物含菌的蜻生化諒氧化翁反應(yīng)咽分解工污泥正處置圾烘干窗惡臭澇廢氣功產(chǎn)生團(tuán)的含鈔氨（NH煙3）、驅(qū)硫化糾氫（H2全S）、他甲硫主醇（CH業(yè)3S緊H）、HC劃L、SO倉2、NO枕x等復(fù)糧雜無澡機(jī)有旋機(jī)惡國臭氣牽體，拒使之初變成仙無臭皂物質(zhì)四的技爐術(shù)。8.水泥療窯協(xié)艇同處慣理工距業(yè)污決泥綜貿(mào)合影裁響分茶析8.迅1.水泥瞧窯處拼置干眉化工些業(yè)污姻泥對未窯系統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)展量的狐影響由上斬圖可愿看出摘，干粒化污叫泥的配喂入望量與籮窯系倉統(tǒng)的建生料嶺喂入耐量并碼沒有疏明顯鋪的對陪應(yīng)關(guān)菊系。嘆結(jié)論脹：當(dāng)凱干化丑污泥販入窯等量在10條t/梢h以下筑時，焦干化卻污泥艱的喂控入并岡不會忍影響枝水泥旅窯系的統(tǒng)的中產(chǎn)量佳。8.水泥障窯協(xié)表同處肉理工衰業(yè)污熟泥綜墻合影刮響分繭析8.蒼2.水泥睬窯處直置干內(nèi)化工罪業(yè)污弊泥對梢窯系紋統(tǒng)熱晌耗成驅(qū)本的畝影響由上恰圖可膜看出客，隨搞著干撥化污挨泥入茅窯量明的增鑒加，申窯系哄統(tǒng)的恥煤粉西消耗孔量呈義現(xiàn)明帶顯的牽下降覆趨勢汽。結(jié)駐論：任水泥展窯協(xié)旦同處委置干倦化污蔥泥可斷以明轉(zhuǎn)顯降宗低煤豆粉（兔一次遠(yuǎn)燃料膠）的接消耗超量，頃實(shí)現(xiàn)流熱耗樓成本峰的節(jié)超約。8.水泥搖窯協(xié)規(guī)同處障理工探業(yè)污棋泥綜附合影佩響分莫析8.愧3.水泥薯窯處苦置干橋化工便業(yè)污苗泥對創(chuàng)窯系娘統(tǒng)電映耗的藍(lán)影響經(jīng)計(jì)堪算，樓干化聽污泥登入窯也量與引熟料廁單位莊電耗夜的相百關(guān)性雙系數(shù)鈴為-0悼.4躁99貢5，這哀說明棍兩者適之間漂沒有短明顯感的相暖關(guān)性志。干招化污阻泥的穿喂入剃并不宅會導(dǎo)眉致窯把系統(tǒng)鐘熟料拌單位孟電耗斷的明歇顯增考加。8.水泥世窯協(xié)抗同處演理工莊業(yè)污勵泥綜趨合影客響分梳析8.恢4.水泥