一種市政污泥資源化處置的處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種市政污泥資源化處置的處理裝置，包括隧道窯燒結磚設備，即包括攪拌機、制磚機、碼坯機的成型車間廠房，及包括干燥段、預熱段、高溫焙燒段、降溫段的隧道窯，隧道窯的降溫段安裝有余熱鍋爐，余熱鍋爐連接有余熱利用系統，其特征在于：還包括有市政污泥厭氧硝化系統，所述市政污泥厭氧硝化系統包括依次連接的污泥原料池、厭氧硝化池和沼渣池，厭氧硝化池通過沼氣風機與隧道窯燒結磚設備的余熱鍋爐連接，沼渣池通過渣漿泵與隧道窯燒結磚設備的攪拌機連接。本實用新型實現了市政污泥的無害化、減量化和資源化處置。
【專利說明】—種市政污泥資源化處置的處理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于環保領域，尤其涉及一種市政污泥處理系統。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟社會的快速發展和城鎮化進程的加快，城市人口不斷增加，生活污水也在不斷增加，城市排水基礎設施越來越完善，污水入網率不斷提高。截至2010年底，我國已建成污水處理廠2800余座，城鎮污水處理量已達到300多億噸/年，處理廢水而產生的污泥量(按含水率80%計)達3000萬噸/年左右，并且每年還在以約10%的速度增長。市政污水處理過程中產生的污泥量持續上升同處理能力不足間的矛盾日益凸顯，市政污泥處置與管理工作面臨嚴峻挑戰。特別是各城市污水處理廠的規劃和設計存在“重水輕泥”現象，污水處理過程中配套的污泥處置工藝部分的投入嚴重不足。雖然污泥產生量只占處理污水量的0.3%?0.5%(體積分數)，但在發達國家一座污水處理廠的全部基建費用中，用于處理污泥的費用就接近50% ;而我國大部分污水處理廠的全部基建費用中，用于處理污泥的費用不到5%，因為國內污水處理廠工藝設計時，污泥一般只采用“濃縮一機械脫水一排放”的簡單流程，沒有考慮污泥的無害化處置。污水處理廠把濃縮后的污泥經過機械脫水時，往往又添加了聚丙烯酰胺(PAM)等絮凝劑，排放的污泥含水率高達80%左右，很難直接利用。由于污泥中含有大量的有毒有害物質，如寄生蟲卵、病原微生物、細菌、合成有機物及重金屬離子，不宜作為糧食、水果和蔬菜的有機肥，若處理不當將會對環境造成二次污染，因此環保部門把市政污泥與生活垃圾一起列為危險廢物，需要有一種能解決大中小型城市的市政污泥處理方法。
[0003]目前國內外對城市污泥處置的一般方法有填埋法、堆肥法、厭氧硝化法和熱解法等。盡管填埋法是國內目前使用最多的方法，但由于并未最終消除環境污染，只是延緩些時間，所以在歐洲一些發達國家已不再使用填埋法。填埋需要解決污泥滲濾液的防滲和污泥發酵產生的甲烷氣體的安全處置，環境要求和技術要求非常高；最新研究表明，國內采用衛生填埋方式進行污泥處置的項目，均無法達到標準要求，要按照標準進行填埋，代價十分昂貴，且須占用大量的土地資源。堆肥費時、占地、散發臭味，易造成二次污染。而熱解法反應條件復雜，且受污泥本身性質制約，裝置的適應性差，工藝過程極難控制，所以現在仍處于試驗性研究階段。
[0004]厭氧硝化法可把污泥中的有機物轉化為生物能，也能滿足越來越嚴格的環境要求。硝化的第一階段，高分子有機物由于兼性厭氧菌群的作用，分解成低分子中間產物，這些分解產物與菌群生成的代謝產物，在第二階段通過專性厭氧菌的作用而礦化，被分解成水溶性的無機物和氣體，經過硝化可以使污泥的體積縮小，產生甲烷氣體，消除惡臭，改善污泥的脫水性能，且幾乎可使所有的病原菌、蛔蟲卵全部被殺死，有毒有害的有機殘余物被氧化分解。目前德國、英國、芬蘭、日本等一些發達國家對污泥進行資源利用，主要采用將污泥發酵產生沼氣來發電等方法，在一定程度上解決了污泥部分資源化利用問題，但沒能解決沼渣的安全利用問題。國內也有企業將干燥后的污泥用于制磚，給企業帶來了較好的經濟效益。南方地區部分磚瓦生產企業修建約5000m2左右敞開式簡易廠房自然風干污泥，并配套污泥人工或機械晾曬、翻堆的方式，促使污泥降低含水率，以便污泥與頁巖等原料混合均勻后粉碎進入下一步制磚工序。此法干燥效率很低，并且干燥后的污泥含水率在40%以上，晾曬、翻堆過程中容易產生臭氣、粉塵等，污染周邊環境，占地面積較大，難以推廣。
實用新型內容
[0005]本實用新型提供一種市政污泥資源化處置的處理裝置，目的是對市政污泥進行低投資、低成本、安全高效處置，市政污泥厭氧硝化后的液態殘留物作為制磚原料，利用沼氣和隧道窯余熱發出的電力能保證環保設施的用電需求，實現市政污泥處置的無害化、減量化和資源化。
[0006]本實用新型解決問題采用的技術方案是:
[0007]本實用新型提供一種市政污泥資源化處置的處理裝置，包括隧道窯燒結磚設備，即包括攪拌機、制磚機、碼坯機的成型車間廠房，及包括干燥段、預熱段、高溫焙燒段、降溫段的隧道窯，隧道窯的降溫段安裝有余熱鍋爐，余熱鍋爐連接有余熱利用系統，其特征在于:還包括有市政污泥厭氧硝化系統，所述市政污泥厭氧硝化系統包括依次連接的污泥原料池、厭氧硝化池和沼渣池，厭氧硝化池通過沼氣風機與隧道窯燒結磚設備的余熱鍋爐連接，沼渣池通過渣漿泵與隧道窯燒結磚設備的攪拌機連接。
[0008]進一步的，隧道窯的降溫段的窯頂上設有由省煤器、蒸發換熱裝置、過熱器構成的余熱鍋爐，在過熱器出口端和省煤器進口端之間連接有余熱利用系統。
[0009]所述余熱利用系統包括依次連接在一起的汽輪發電機、汽輪機冷凝器、鍋爐水處理裝置、除氧器等發電設備，汽輪發電機進汽口與過熱器的出口端連接，汽輪發電機輸出端連接控制開關柜，除氧器的出口端與省煤器的進口端相連接。
[0010]進一步的，市政污泥厭氧硝化系統的厭氧硝化池內設有熱水換熱器，熱水換熱器與余熱利用系統的汽輪機冷凝器連接、熱水換熱器還與一個循環水冷卻塔相連接。
[0011]進一步的，成型車間廠房通過風機、管路與隧道窯的降溫段相連通。
[0012]還具有煙氣處理系統，煙氣處理系統包括依次連接在一起的袋式除塵器、脫酸裝置，袋式除塵器的進口端與隧道窯預熱段所設的排煙口連通，袋式除塵器的進口端與隧道窯的干燥段所設的排潮口連通，袋式除塵器的出口端與脫酸裝置的進口端連通；脫酸裝置的出口端與煙囪相連通。
[0013]上述裝置的使用方法，包括隧道窯燒結磚生產工藝流程，即將制磚粉料經攪拌、制坯、碼坯等工序后，將磚坯送入隧道窯，在隧道窯內經干燥、預熱、高溫焙燒、降溫等工序后，冷卻至常溫，出窯得到燒結磚，在降溫工序中磚坯釋放出的余熱被余熱鍋爐吸收后再通過余熱利用系統轉換為電能，其特征在于:還包括以下工藝:
[0014](I)將市政污泥進行厭氧硝化工藝處理；
[0015](2)市政污泥通過厭氧硝化工藝處理后得到的沼氣輸入隧道窯，在隧道窯內燃燒后產生的熱量被余熱鍋爐吸收后再通過余熱利用系統轉換為電能；
[0016](3)市政污泥通過厭氧硝化工藝處理后得到的廢渣加入制磚粉料的攪拌工序，與制磚粉料一起攪拌。
[0017]進一步的，本實用新型將攪拌、制坯、碼坯工序中產生的臭氣輸入隧道窯，在隧道窯內燃燒后產生的熱量被余熱鍋爐吸收后再通過余熱利用系統轉換為電能。
[0018]進一步的，本實用新型從余熱利用系統排出35?40°C的循環水，循環水進入厭氧硝化工藝所使用的厭氧硝化池內部的熱水換熱器，以維持厭氧硝化池內的市政污泥的溫度在 30 ?35°C。
[0019]本實用新型將隧道窯產生的煙氣經過除塵、脫酸處理后，經煙囪排放到大氣中。
[0020]本實用新型利用隧道窯燒結磚生產線協同處置市政污泥的方法是以已廣泛使用的隧道窯燒結磚生產技術和市政污泥厭氧硝化技術、隧道窯輻射換熱式余熱發電技術等成熟技術為基礎，通過污泥硝化后的液態殘留物處置、沼氣和隧道窯余熱利用來實現市政污泥處置的無害化、減量化、資源化。
[0021]本實用新型的工藝具體步驟包括:
[0022](I)市政污泥厭氧硝化:污水處理廠經過初步壓濾脫水后的污泥(含水率80%左右)用汽車運到厭氧硝化池，也可把污水處理廠濃縮后的污泥通過泥漿泵直接送到厭氧硝化池內儲存發酵，污泥中的有機質通過微生物分解產生沼氣。
[0023](2)厭氧硝化池內布置有數百根C 60的不銹鋼管道，在氣溫低于30°C時，以汽輪機循環水(約35?40°C )為介質向厭氧硝化池供熱，維持厭氧硝化池內的溫度始終穩定在30?35°C范圍內，為加速污泥硝化和多產沼氣提供溫度條件。
[0024](3)隧道窯燒結磚工藝:將頁巖、煤矸石等燒結磚原料按一定比例一起進行破(粉)碎，然后通過輸送皮帶傳送到陳化池陳化處理；經過陳化處理的粉料由多斗挖掘機和運輸皮帶輸送到攪拌機，并加入一定量的水，這樣攪拌處理后的膏狀混合物通過真空成型制磚機擠出制成長條狀“濕坯條”;然后由自動切坯機按照市場需求的產品規格切割成個體濕磚坯，再通過自動碼坯機碼到窯車上送到干燥工序；碼好濕磚坯的窯車由牽引機送進干燥窯烘干，去除磚坯中大部分自由態水分；磚坯干燥后的窯車進入隧道窯預熱段開始升溫，進一步去除結晶水；磚坯進入高溫焙燒段，當升溫至著火點后，磚坯中的少量碳粒等可燃物質在高溫和窯尾風機送來的熱空氣環境中開始燃燒，并驅動整個高溫焙燒過程；磚坯進入降溫段，磚坯在高溫環境下發生物理化學反應產生晶變后開始降溫，并釋放出大量的余熱；完成重新結晶過程后繼續冷卻至常溫出窯；出窯的磚坯通過人工或機械方式運到建筑工地或庫存地，完成燒結磚的整個生產過程。
[0025](4)污泥厭氧硝化后液態殘留物和沼氣的處理:經厭氧硝化池硝化后的液態殘留物通過渣漿泵送到燒結磚生產線成型車間的攪拌機內，與陳化處理后的粉料一起攪拌，作為制磚原料；市政污泥在厭氧硝化池內產生的沼氣則作為隧道窯余熱鍋爐的部分熱源。
[0026](5)臭氣的處理:將燒結磚工藝中攪拌、成型、碼坯工藝車間內的空氣通過風機送入隧道窯內燃燒處理，防止臭氣污染環境。
[0027](6)余熱利用:余熱鍋爐吸收沼氣燃燒釋放的熱量和隧道窯的余熱，通過余熱利用系統轉化為電能。
[0028](7)隧道窯煙氣的處理:隧道窯內磚坯燃燒產生的煙氣及磚坯干燥時產生的廢氣經過除塵器除塵，再經脫酸裝置進一步處理后經煙?排放到大氣中。
[0029]本實用新型的裝置為:
[0030]污泥處理系統包括市政污泥厭氧硝化系統、隧道窯燒結磚生產系統、隧道窯余熱利用系統及煙氣處理系統。所述市政污泥厭氧硝化系統包括封閉的污泥原料池、厭氧硝化池、沼渣池和沼氣搜集管道。污泥原料池與厭氧硝化池通過管道連接；厭氧硝化池內布置有數百根不銹鋼管道，管道進口與汽輪機循環水泵連接，出口與循環水冷卻塔連接；厭氧硝化池與沼渣池底部通過管道連接。沼渣池與燒結磚成型車間內的攪拌機通過渣漿泵及管道連接，厭氧硝化池頂部聚集的沼氣通過沼氣風機及管道與隧道窯余熱鍋爐連接，成型車間廠房通過風機及管路與隧道窯降溫段連通；煙氣處理系統分別與隧道窯預熱段的排煙口和干燥段的排潮口相連接。
[0031]隧道窯的窯頂上設有由省煤器、蒸發換熱裝置、過熱器構成的余熱鍋爐，其中省煤器設于隧道窯降溫段的后半段即冷卻段上方，蒸發換熱裝置、過熱器位于隧道窯降溫段的前半段即保溫帶段
[0032]所述余熱利用系統包括依次連接在一起的汽輪發電機、循環水泵、冷卻塔、鍋爐水處理裝置、除氧器、給水泵等。汽輪發電機進汽口與過熱器的出口端連接，汽輪發電機輸出端連接控制開關柜。除氧器的出口端與鍋爐給水泵進口端連接，給水泵出口端與余熱鍋爐的省煤器進口端連接。
[0033]所述隧道窯燒結磚生產系統包括原料棚、破(粉)碎機、陳化池、多斗挖掘機、攪拌機、真空成型磚機、自動切坯機、碼坯機、窯車、牽引機、干燥窯、擺渡車和隧道窯等設備和設施。原料棚、破(粉)碎機、陳化池、多斗挖掘機、攪拌機、真空成型磚機、自動切坯機、碼坯機、窯車依次序通過皮帶運輸機連接。干燥窯和隧道窯內部下方安裝有軌道，碼還機與干燥窯進口之間、干燥窯出口與隧道窯進口之間和隧道窯出口與碼坯機之間通過軌道連接，窯車放在軌道上。碼坯機把成型后的磚坯放到窯車上，裝滿磚坯的窯車由牽引機送到干燥窯內的軌道上，再經擺渡車送到隧道窯內的軌道上，從隧道窯出來的窯車上的成品磚通過人工或機械方式卸到建筑工地或庫存地；卸掉成品磚的窯車通過牽引機送到碼坯機旁，準備再次裝滿磚坯，窯車在軌道上如此反復循環。
[0034]所述煙氣處理系統包括依次連接在一起的袋式除塵器、脫酸裝置；袋式除塵器的進口端分別與隧道窯預熱帶的排煙口和干燥窯的排潮口連通，出口端與脫酸裝置的進口端連通；脫酸裝置的出口端與排氣口(煙囪)連通。
[0035]本實用新型的有益效果:
[0036]本實用新型可以把市政污泥經過厭氧硝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，并把液態殘留物中的重金屬固化在建材產品中，防止市政污泥造成的水環境和大氣環境污染；同時，利用隧道窯余熱鍋爐，回收市政污泥厭氧硝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”。
[0037]本實用新型遵循市政污泥處置“無害化、減量化、資源化”原則，利用隧道窯燒結磚生產工藝的特點、高溫環境和磚瓦企業分布廣的優勢，把市政污泥厭氧硝化后的液態殘留物作為制磚的原料之一，使市政污泥中少量重金屬固化在建材中，其它有害物通過高溫處理，預防市政污泥污染水、氣環境。市政污泥經過厭氧硝化后，其中的有機物轉化為生物能一沼氣，防止臭氣污染制磚車間內的生產環境。同時，通過隧道窯余熱利用技術把隧道窯余熱和沼氣燃燒釋放的熱能收集起來轉化為電力，為安全高效處置大中小型城市市政污水廠產生的污泥提供一種投資小、處置成本低的新方法，并為燒結磚企業提供電力能源，可降低燒結磚企業80%以上的電力成本。此外，通過厭氧硝化方式產沼氣的最佳溫度為30?35°C，余熱發電過程中廢棄的循環水低溫熱能，又為氣溫低于30°C時的污泥厭氧硝化提供了非常合適的溫度條件，有利于有機物高效分解，可增加沼氣的產量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1是本實用新型的示意圖。
【具體實施方式】
[0039]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
[0040]隧道窯燒結磚生產工藝流程:將煤矸石、頁巖等制磚原料按一定比例通過原料制備系統27的破(粉)碎機等設備進行粉碎，粉狀混合物通過帶式輸送機送到陳化庫28進行陳化處理；經過陳化處理的粉料由多斗挖掘機和運輸皮帶輸送到攪拌機7，同時用厭氧硝化后的液態殘留物替代水，把沼渣池5內的沼渣通過渣漿泵6送入攪拌機7與粉料一起攪拌，這樣攪拌處理后的膏狀混合物通過制磚機29中的真空成型磚機部分擠出制成長條狀“濕坯條”；然后由自動切坯機部分按照市場需求的產品規格切割成個體濕磚坯34，再通過人工或自動碼坯機30碼到窯車32上送到隧道窯20的干燥段21中烘干，去除磚坯34中大部分的自由態水分；上述攪拌機7、制磚機29、碼坯機30都安裝在成型車間廠房31內。磚坯34干燥后經窯車32送入隧道窯20的預熱段33開始升溫，進一步去除結晶水；然后磚坯34被窯車32送入高溫焙燒段35，當升溫至著火點后，磚坯34中的少量碳粒等可燃物質在高溫和窯尾鼓風機15送來的熱空氣環境中開始燃燒并驅動整個焙燒過程；磚坯34在高溫焙燒段35中的950?1100°C高溫環境下發生物理化學反應產生新的燒結礦物后，被窯車32進入由前半段保溫段36和后半段冷卻段37組成的降溫段38，并釋放出大量的余熱，在降溫段38中，磚坯34內新的燒結礦物在600?450°C完成晶型轉變過程后繼續冷卻至常溫出窯，這一過程又將釋放出大量的余熱；出窯的磚坯34為成品磚，通過人工或機械方式運到建筑工地或庫存地，完成磚的整個生產過程。窯尾鼓風機15從隧道窯降溫段38末端(SP成品磚出口)向窯內鼓風，以冷卻磚坯34，同時為高溫焙燒段35中的磚坯34的燃燒提供氧氣；煙氣往預熱段33流動，從預熱帶33首端(即窯車進口)和干燥段21排入大氣。
[0041]本實用新型利用市政污泥厭氧硝化產生的液態殘留物作為制磚原料之一，使市政污泥中的重金屬固化在建材產品中；在隧道窯20的降溫段38安裝余熱鍋爐，收集隧道窯20中余熱和沼氣燃燒釋放的熱能來發電，實現廢物的資源化利用。把污泥厭氧硝化和隧道窯余熱利用、隧道窯燃燒等工藝中的水位、溫度、壓力、流量、轉速等熱工參數和排放煙氣的在線監測數據匯集到控制室內的控制盤上顯示、報警和自動調節，實現生產過程的自動化和有效監控，避免發生安全事故和環境事故。
[0042]操作過程如下所述:
[0043]如圖1所示的利用隧道窯燒結磚生產線協同處置市政污泥工藝流程。污水處理廠把市政污泥運到現場，倒入封閉的污泥原料池I內，污泥原料池I底部的污泥在重力作用下通過管道進入厭氧硝化池3內；厭氧硝化后的沼渣也通過管道進入沼渣池5 ;沼渣池5底部的沼渣通過渣漿泵6送往隧道窯燒結磚生產線的攪拌機7，與經過陳化處理的粉料一起在攪拌機7內混合均勻；再通過制磚機29中的真空成型磚機部分擠出制成長條狀“濕坯條”；然后由自動切坯機部分按照市場需求的產品規格切割成個體濕磚坯34，磚坯34通過碼坯機30 (人工碼坯與碼坯機碼坯等同)碼到窯車32上，送到干隧道窯20的干燥段21中烘干對濕磚坯34進行干燥，去除自由態水分后的磚坯34繼續進入隧道窯20內升溫、著火、燃燒、冷卻，出窯后的成品磚通過人工或機械方式運到建筑工地或庫存地。
[0044]厭氧硝化池3頂部聚集的沼氣通過沼氣風機4和干燥裝置9進入隧道窯余熱鍋爐39內燃燒。成型車間廠房31內的少量臭氣通過引風機8送到隧道窯20的降溫段38，用作助燃空氣。隧道窯20燒結磚時產生的煙氣從隧道窯預熱段33的排煙口通過隧道窯引風機23進入到袋式除塵器24除塵，從干燥段21排氣口出來的廢氣通過干燥窯引風機22也進入到袋式除塵器24除塵，經除塵后的廢氣再經脫酸裝置25進一步處理后經煙? 26排放到大氣中。
[0045]余熱鍋爐39的省煤器16安裝在隧道窯20的降溫段38的后半段也即冷卻段37的窯頂上方，余熱鍋爐39的蒸發換熱裝置17和過熱器18安裝在隧道窯20的降溫段38的前半段也即保溫段36的窯頂上方。
[0046]作為本實用新型的完善，在過熱器18出口端和省煤器16進口端之間依次連接有汽輪發電機11、冷卻塔10、鍋爐水處理裝置13、除氧器14。余熱鍋爐39吸收隧道窯20內的余熱和沼氣燃燒釋放的熱量，產生過熱蒸汽供汽輪發電機11發電。鍋爐水處理裝置13為余熱鍋爐39補充除鹽水，鍋爐水處理裝置13把自來水中的鈣、鎂離子去除后再注入除氧器14，以防止余熱鍋爐39的省煤器16、蒸發換熱裝置17和管道結垢。控制開關柜12負責把汽輪發電機11發出的電力通過并網運行方式，向燒結磚生產線和環保處理裝置的用電設備40供電，保證這些用電設備40的用電安全，多余電力上網。熱工監控系統19負責隧道窯20、汽輪發電機11、冷卻塔10、鍋爐水處理裝置13、除氧器14、余熱鍋爐39的所有壓力、溫度、流量、水位、轉速、振動等熱工參數和排放煙氣的在線監測數據檢測及水、氣(汽)閥門的流量顯示、調節與控制。
[0047]作為本實用新型的進一步完善，在厭氧硝化池3內還布置了熱水換熱器2，從汽輪發電機11的冷凝器41 (汽輪機冷凝器41和冷凝泵42串聯在汽輪發電機11和除氧器14之間)排出的35?40°C循環水進入熱水換熱器2 (循環水由冷凝器41和冷卻塔10之間的循環水泵43驅動而循環)，為氣溫低于30°C時的污泥厭氧硝化提供合適的溫度條件，維持厭氧硝化池3內的市政污泥的溫度在30?35°C，有利于有機物高效分解，增加沼氣的產量。
[0048]本實施例中以年產8000萬塊(折標)隧道窯燒結磚生產線(兩條燒成寬度3.6米、長140米)上建設一個日處理80噸市政污泥的設施為例:某城市污水處理廠日處理廢水5萬噸，污泥濃縮池內的污泥通過機械脫水后含水率80%左右；距離污水處理廠12公里處有一個年產8000萬塊(折標)隧道窯燒結磚廠，該廠修建了 I個200m3污泥原料池I (外型尺寸:直徑8.5米、高4.5米)、四個800m3厭氧硝化池3 (外型尺寸:直徑13.5米、高6.5米)和I個200m3沼渣池5 (外型尺寸:直徑8.5米、高4.5米)，污泥原料池I的底座標高比四個厭氧硝化池3的底座標高要高5米，沼渣池4的底座與四個厭氧硝化池3的底座標高相同，上述六個池子除必需預留的孔洞外全部封閉。每個厭氧硝化池3內安裝了一組熱水換熱器2，每組熱水換熱器2進出口管道直徑為273_，進出口管道之間焊接了 150根直徑為60mm的不銹鋼管道。
[0049]污水處理廠用封閉式自卸車把市政污泥運到燒結磚廠倒入污泥原料池I內，污泥原料池I底部的污泥在重力作用下通過管道流入厭氧硝化池3內上方，厭氧硝化池3與沼渣池5底部通過管道連通，底部的沼渣可自流入沼渣池5。污泥在厭氧硝化池3內硝化時間需30天，每天依次從厭氧硝化池3底部把沼渣排入沼渣池5，每天也從污泥原料池I往排渣后的厭氧硝化池3補充等量污泥。I臺15T/h渣漿泵6從沼渣池5抽沼渣到攪拌機7內，替代攪拌用水，與經過陳化處理的粉料一起在攪拌機7內混合均勻，通過制磚機29(真空成型磚機、自動切坯機)、碼坯機30，把碼滿磚坯34的窯車32送進干燥段21對濕磚坯34進行干燥，然后又在隧道窯20內升溫、著火，在950°C條件下燃燒3個小時，慢慢冷卻后出窯，成品磚通過機械方式運到建筑工地。
[0050]厭氧硝化池3頂部安裝有一根DN150沼氣管道，四個厭氧硝化池3頂部的沼氣管道匯聚到一根DN250管道后，通過一臺2000m3/h沼氣風機4和干燥裝置9 (外型尺寸:直徑
1.5米、高3米)進入隧道窯20的降溫段39燃燒作為余熱鍋爐39的部分熱源。成型車間廠房31 (外型尺寸:長50米、寬40米、高12米)上方安裝有一臺25000m3/h引風機8，可把空氣送到隧道窯20的降溫段39的后半段也即冷卻段37的窯內部，用作助燃空氣。
[0051]隧道窯20燒結磚時產生的煙氣從隧道窯預熱段33的排煙口通過55KW隧道窯引風機23進入到袋式除塵器24 (用IOmm厚鋼板加工而成，外型尺寸長5米、寬4米、高6米)除塵，從干燥段21排氣口出來的廢氣通過30KW干燥窯引風機22也進入到袋式除塵器24除塵，經除塵后的廢氣再經脫酸裝置25 (用IOmm厚鋼板加工而成，外型尺寸長5米、寬4米、高8米)進一步處理，最后經直徑為2m、高45m的煙囪26排放到大氣中。
[0052]2臺3T/h的余熱鍋爐39分別安裝在兩條3.6m隧道窯20上，余熱鍋爐39的省煤器16、蒸發換熱裝置17和過熱器18布置在隧道窯20的降溫段38 (由前半段保溫段36和后半段冷卻段37組成)上方的窯頂上，吸收隧道窯的余熱和沼氣燃燒釋放的熱量，產生
2.45MPa、400°C的過熱蒸汽供I臺1麗汽輪發電機11發電；6T/h鍋爐水處理裝置13為余熱鍋爐39補充除鹽水，控制開關柜12負責把汽輪發電機11發出的電力通過并網運行方式，向燒結磚生產線和環保裝置的用電設備40供電，保證這些設備的用電安全，多余電力上網。從汽輪機冷凝器41排出的35?40°C循環水進入厭氧硝化池3內部的熱水換熱器2，為污泥厭氧硝化提供合適的溫度條件。熱工監控系統19負責隧道窯20、余熱利用系統設備(冷卻塔10、汽輪發電機11、除氧器14、省煤器16、蒸發換熱裝置17、過熱器18)和厭氧硝化系統設備(熱水換熱器2、厭氧硝化池3、干燥裝置9)所有壓力、溫度、流量、水位、轉速、振動等熱工參數和排放煙氣的在線監測數據檢測及水、氣(汽)閥門的流量調節與控制，實現生產過程的自動化和有效監控。
[0053]上述方法中各設備和設施的作用如下:
[0054]1、污泥原料池I是臨時儲存一至二天污泥的場所，全密封結構，防止臭氣外溢。
[0055]2、厭氧硝化池3和熱水換熱器2是污泥儲存、微生物分解有機質的主要場所；熱水換熱器2以汽輪發電機11排出的35?40°C循環水為熱媒,為氣溫低于30°C時的污泥厭氧硝化提供合適的溫度條件，有利于有機物高效分解，增加沼氣的產量。
[0056]3、沼氣風機4、干燥裝置9負責把厭氧硝化池3內產生的沼氣脫水后送入隧道窯20內燃燒作為余熱鍋爐39的部分熱源。
[0057]4、沼渣池5是臨時儲存液態殘留物(沼渣)的場所。沼渣含水率80%左右，可替代磚坯成型之前的攪拌用水。[0058]5、引風機8負責把成型車間廠房31內少量的臭空氣送到隧道窯20內助燃。
[0059]6、余熱鍋爐39包括省煤器16、蒸發換熱裝置17、過熱器18和鍋筒等裝置，除氧器14中的水經給水泵44加壓后送入余熱鍋爐39，余熱鍋爐39吸收隧道窯余熱和沼氣燃燒釋放的熱量，產生過熱蒸汽供汽輪發電機11發電；汽輪機冷凝器41負責把汽輪發電機11排放的低溫低壓蒸汽冷卻轉化成水，同時維持汽輪發電機11的真空；循環水在冷凝器41內吸收低溫低壓蒸汽轉化成水過程中釋放的汽化潛熱后溫度會升高，升溫后的循環水通過冷卻塔10降溫，然后循環利用；鍋爐水處理裝置13負責去除自來水中的鈣、鎂離子，防止余熱鍋爐39的省煤器16、蒸發換熱裝置17和管道結垢。
[0060]7、控制開關柜12負責余熱發電裝置和煙氣處理設備的電力控制和頻率調節、負荷分配。
[0061]8、熱工監控系統19負責余熱鍋爐39、汽輪發電機11、隧道窯20、厭氧硝化系統及相應的煙風管道上的水位、溫度、壓力、流量、轉速、振動等熱工參數和排放煙氣的在線監測數據匯集到控制室內的控制盤上顯示、報警和自動調節，實現生產過程的自動化和有效監控，避免發生安全和環境事故；
[0062]9、隧道窯20是把制磚原料粉碎、成型后的磚坯34經過干燥、預熱、高溫燒成、保溫、冷卻的設備；鼓風機15為隧道窯20的燃燒提供氧氣的同時冷卻成品磚；引風機22、23把磚坯干燥、燃燒產生的煙氣拉出隧道窯20，維持隧道窯20的負壓。
[0063]10、袋式除塵器24、脫酸裝置25和煙囪26是把隧道窯20排出的煙氣和干燥窯的排潮口排出的廢氣通過除塵、脫酸，實現廢氣環保達標排放的設備。
[0064]本方法的工作過程是:厭氧硝化池3中的污泥經過厭氧硝化方式處理，徹底分解污泥中的有機質，并產生沼氣作為隧道窯余熱鍋爐39的部分熱源，沼渣可替代磚坯34成型之前的攪拌用水。成型車間廠房31內少量的臭空氣通過引風機8送到隧道窯20內助燃。在隧道窯20內磚坯34干燥、燃燒過程中產生的煙氣，經引風機22和23送入袋式除塵器24、脫酸裝置25處理后通過煙囪26排放到大氣中。隧道窯余熱和沼氣燃燒釋放的熱量通過余熱鍋爐39轉化為2.45MPa、400°C的蒸汽熱能，再經過汽輪發電機11發電，發出的電力通過控制開關柜12分配到余熱利用系統和隧道窯煙風設備、制磚生產設備，多余電力上網；汽輪機11排出的低溫低壓蒸汽經過冷凝器41冷卻轉化成水，經冷凝泵42送到除氧器14中循環使用；循環水泵43把低溫循環水送到冷凝器41升溫后進入熱水換熱器2，為氣溫低于30°C時的污泥厭氧硝化提供合適的溫度條件，再到冷卻塔10散熱，循環利用。熱工監控系統19負責余熱鍋爐39、汽輪機11、隧道窯20、厭氧硝化系統及相應的煙風管道上的水位、溫度、壓力、流量、轉速、振動等熱工參數和排放煙氣的在線監測數據匯集到控制室內的控制盤上顯示、報警和自動調節。
【權利要求】
1.一種市政污泥資源化處置的處理裝置，包括隧道窯燒結磚設備，即包括攪拌機、制磚機、碼坯機的成型車間廠房，及包括干燥段、預熱段、高溫焙燒段、降溫段的隧道窯，隧道窯的降溫段安裝有余熱鍋爐，余熱鍋爐連接有余熱利用系統，其特征在于:還包括有市政污泥厭氧硝化系統，所述市政污泥厭氧硝化系統包括依次連接的污泥原料池、厭氧硝化池和沼渣池，厭氧硝化池通過沼氣風機與隧道窯燒結磚設備的余熱鍋爐連接，沼渣池通過渣漿泵與隧道窯燒結磚設備的攪拌機連接。
2.如權利要求1所述的一種市政污泥資源化處置的處理裝置，其特征在于:隧道窯的降溫段的窯頂上設有由省煤器、蒸發換熱裝置、過熱器構成的余熱鍋爐，在過熱器出口端和省煤器進口端之間連接有余熱利用系統。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于:所述余熱利用系統包括依次連接在一起的汽輪發電機、汽輪機冷凝器、鍋爐水處理裝置、除氧器等發電設備，汽輪發電機進汽口與過熱器的出口端連接，汽輪發電機輸出端連接控制開關柜，除氧器的出口端與省煤器的進口端相連接。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于:市政污泥厭氧硝化系統的厭氧硝化池內設有熱水換熱器，熱水換熱器與余熱利用系統的汽輪機冷凝器連接、熱水換熱器還與一個循環水冷卻塔相連接。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于:成型車間廠房通過風機、管路與隧道窯的降溫段相連通。
6.如權利要求1中所述的裝置，其特征在于:具有煙氣處理系統，煙氣處理系統包括依次連接在一起的袋式除塵器、脫酸裝置，袋式除塵器的進口端與隧道窯預熱段所設的排煙口連通，袋式除塵器的進口端與隧道窯的干燥段所設的排潮口連通，袋式除塵器的出口端與脫酸裝置的進口端連通；脫酸裝置的出口端與煙囪相連通。
【文檔編號】F27D17/00GK203558956SQ201320713063
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】王文君 申請人:四川國立能源科技有限公司