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市政污泥资源化处置技术

(实用新型专利 ZL201320713063.2、ZL201620924148.9、ZL201621069585.3)

市政污泥是城市污水处理厂生化处理工艺残余的危险废弃物,它富集了污水中的污染物,含有大量的氮、磷等营养物质以及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质,不经有效处理处置,将对环境产生严重的危害,日益成为困扰我国城市环境的主要难题之一。做好污泥处理处置工作,是确保污水处理效果、防止污染物进入自然环境的重要措施,是改善城镇居民生存环境、提高人民生活质量的必然要求,也是贯彻落实科学发展观、建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措。

本技术把市政污泥经过厌氧消化,消化后产生的液态残留物作为烧结砖的原料之一,通过隧道窑烧结砖生产技术和隧道窑辐射换热式余热利用技术,使污水处理厂排放的污泥由危险废物变成资源,彻底消除污泥处置过程中的臭味,同时,利用隧道窑余热锅炉回收市政污泥厌氧消化产生沼气的生物能和烧结砖隧道窑余热,最终实现市政污泥处置的“资源化、无害化、节能降耗和低碳环保利用”目标。

本技术中的烧结砖生产线,将以大断面隧道窑替代了轮窑,用码坯机器人、自动卸砖机等先进设备代替工人,烧结砖生产线上所有电动阀门及热工、电气信号和视频集中控制,可通过互联网传递给主要管理人员。配套建设有先进的脱硫除尘设备,厂区规划高标准,注重安全文明生产,彻底改变传统砖厂留给大家的脏乱差印象,比国内先进的水泥、陶瓷生产线更先进、更卫生、更环保、更节能。烧结砖是经过长期历史检验的最好墙体材料,烧结产品耐风化、性能稳定,所建的建筑物寿命长,可满足节能建筑所需的隔音、节能、抗风化、容重轻、强度高的各种要求。市区范围内河道於积的污泥主要成分是无机物,干化后是制砖很好的原料;而城市污水处理厂排放的污泥主要成分是水分和有机物,通过环保的方式可变成城市建设所需大量的烧结砖的生产用水和燃料。城市污泥通过本整体解决方案进行处置,将为城市建设宜居城市、巩固卫生城市成果提供一个很好的途径,可实现规模化处置危险固废的有效管控。

利用烧结砖生产线协同处置污泥技术,实质上是在成熟的内燃式隧道窑烧结砖技术、污泥中温厌氧消化技术基础上,与隧道窑辐射换热式余热利用技术的跨界集成创新,技术成熟,是国家目前认可的三个污泥处置技术之一。四川国立能源科技有限公司在重庆巴南区进行了1:1工业性试验,通过第三方专业检测机构对项目中的污泥泥质、烟气等污染物指标以及污泥制砖产品进行检测,全部达到国家相关标准,没有二噁英污染。污泥处置过程按循环经济的理念进行设计,可把固态废物与废水无害化处置、隧道窑余热与沼气资源化利用、维持污泥厌氧消化温度与余热发电有机结合起来,形成循环利用的低碳经济生产链。能源消耗比干化焚烧方案低90%以上;处置过程的副产物——烧结砖,比常规烧结砖生产工艺中的燃料消耗量低60%以上,可实现污泥处置和烧结砖过程的绿色生产,污染物排放量极低。污泥处置的整个过程都在一个密闭的装置中进行,没有异味污染。

利用烧结砖生产线协同处置污泥技术特点:

①把市政污泥首先进行厌氧消化处理,厌氧消化后的液态残留物作为烧结砖的原料之一;

②污泥中的有机质通过厌氧消化转化为沼气,作为隧道窑余热锅炉的部分热源;

③将成型车间内的少量臭气送入隧道窑内燃烧处理;

④余热锅炉吸收沼气燃烧释放的热量和隧道窑余热,通过汽轮发电机转化为电能,可供应隧道窑烧结砖生产线80%以上的电力需求;

⑤利用汽轮机冷凝器排出的35~40℃循环水作为保持厌氧消化池最佳消化温度的热媒;

⑥污泥处置过程完全密闭,避免臭气污染,且投资省,运行成本低。

本技术是四川国立能源科技有限公司与农业部环境保护科研监测所、天津大学、西安墙体材料设计研究院等单位共同承担的“国家公益性行业(农业)科研专项”——《生活污泥沼气化处理利用技术及设备研究与示范》中“生活污泥制备墙体材料关键工艺技术和设备研究”课题研究成果,通过“产学研”模式开发的市政生活污泥资源化利用新技术。

国家建筑材料联合会《建材工业“十三五”发展指导意见》、国家工信部《建材工业发展规划(2016-2020年)》(工信部规〔2016〕315号)中,提出“积极在城市及周边推广利用大型烧结砖隧道窑安全处置城市污泥、废渣与其它原料配合生产烧结空心砖、自保温烧结砌块,提高资源综合利用率”;也符合国家发改委《“十三五”节能环保产业发展规划》、国家发改委、工信部《新型墙材推广应用行动方案》以及国家工信部、环保部、国家安全监管总局《关于加快烧结砖瓦行业转型发展的若干意见》(工信部联原[2017]279号)等相关政策,本技术已被列为国家目前认可的污泥安全处置三大技术之一;荣获中国节能绿色墙体屋面产业博览会优秀产品奖。

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城市污泥资源化安全处置项目-规划效果图


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