水泥窑炉协同处置污泥技术交流大会总结

1、水泥窑炉协同处置污泥技术交流大会我国生活污泥处理现状 根据住房城乡建设部科技发展促进中心城镇水务技术办公室孔详娟主任介绍：2010年底，全国已建成污水处理厂2832座，污水处理能力为1.25亿立方米/天，产生含水率80%的污泥约3000万吨。 目前全国城镇污水处理厂的污泥只有10%左右通过堆肥技术处理处置后回用到土地、大约20%采用填埋、少量采用焚烧和建材利用等，其余大部分随意外运、简单填埋或堆放，给当地生态环境带来了很大的安全隐患。城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南关于印发城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)的通知(建科201134号） 近年来,各地贯彻落实国家节能减派政策措施,城镇污

2、水处理得到迅速发展,城镇水环境治理取得显著成效.但同时城镇污水处理厂污泥大部分未得到无害化处理处置,资源化利用相对滞后。为指导各地做好城镇污水处理厂污泥处理处置工作，住房城乡建设部、国家发展改革委共同组织编制了城镇污水处理厂污泥处理处置指南（试行），现印发给你们，请结合本地区实际情况参照执行。执行过程中的有关情况和意见请及时反馈我们。 附件：城镇污水处理厂污泥处理处置指南（试行）二一一年三月十四日住房和城乡建设部 “十二五” 污泥处理处置工作路线 依据技术政策和技术指南，指导各地通过分析当地泥质特征、土地资源状况、经济水平等，科学选择技术路线。技术路线的选择坚持污泥土地利用为主，协同焚烧（水泥

3、窑、热电厂、垃圾）或建材利用、污泥填埋等处置方式为辅。 污泥用于土地利用。污泥中有机质含量较高且重金属等含量满足有关使用标准的，鼓励将污泥经厌氧消化或好氧发酵处理后进行土地利用。厌氧消化/好氧发酵设施既可在污水处理厂内增设，也可集中建设。经处理处置后可用于园林绿化、盐碱地、沙化地和废弃矿场的改良用土等。 污泥协同焚烧或建材利用。在土地资源紧缺、人口密度高、经济条件允许的地区，支持重金属和其他有毒有害物质超标的城镇污泥经干化后进行协同焚烧（水泥窑、热电厂、垃圾）或建材利用处置。 污泥填埋。其只能作为污泥处理处置的阶段性、应急处置方案。 税收方面：制定污泥处置所得产品增值税优惠政策；制定运营单位企

4、业所得税优惠政策；完善污泥处理设备购置相关的税收优惠政策。 用地方面：污泥处理处置项目用地采用行政划拨。 用电方面：采用大工业用电价格，在峰谷时段不上浮，低谷时段按基价下浮30-60%。 产品推广方面：配合各地方政府制定支持污泥厌氧或好氧发酵产品的园林绿化等土地利用政策，强制要求市政工程和园林绿化工程优先采用合格的污泥衍生产品。 污泥协同焚烧处置水泥窑协同处置有机物彻底分解，污泥得以彻底的减容、减量和稳定化；燃烧后的残渣成为水泥熟料的一部分，无残渣飞灰产生，不需要对焚烧灰另行处置；回转窑内碱性环境在一定程度内可抑制酸性气体和重金属排放；水泥生产过程余热可用于干化湿污泥；回转窑热容量大、工作状态

5、稳定，污泥处理量大。热电厂协同处置既可以利用热电厂余热作为干化热源，又可以利用热电厂已有的焚烧和尾气处理设备，节省投资和运行成本。与生活垃圾混烧既可以利用垃圾焚烧厂的余热作为干化热源，又可以利用垃圾焚烧厂已有的焚烧和尾气处理设备，节省投资和运行成本。水泥窑协同处置生活污泥的优势1、水泥窑生产温度高，对污泥中的有机物能100%处置。 水泥生产过程中的熟料温度在1450，气体温度在1800左右，燃烧气体在回转窑内的停留时间大于8秒，高于l100时停留时间大于4秒，燃烧气体的停留时间长达20分钟，回转窑内物料呈高度湍流化状态，污泥中有害有机物能得到充分燃烧，废弃物的焚毁率能达99.999%。2、焚烧

6、污泥采用闭路生产措施，不产生新的废物。 新型干法水泥企业生产特点决定焚烧污泥后的废气粉尘需经过布袋收尘器收集后又进入水泥回转窑内煅烧，形成闭路生产路径。3、窑内呈碱性气氛，能消灭二恶英形成。 从国内外水泥窑处置有毒有害废弃物的实践表明，鉴于水泥窑系统的热容大、温度稳定，窑尾的增湿塔能迅速降温等特点，废弃物焚烧后产生的二恶英排放浓度远低于国家对废气排放要求的限值标准。4、水泥生产过程中的熟料吸收重金属。 鉴于水泥回转窑生产自有特性，在焚烧污泥过程中能将灰渣中的重金属固化在水泥熟料的晶格中，达到稳定固化效果。5、处置污泥数量多、见效快。 利用水泥窑及时高效处置污泥的优势是专业焚烧炉无法相比较。6、

7、能彻底实现资源化目的。 污泥中的有机成分和无机成分都能在水泥生产中得到充分利用，无机成分的氧化钙、氧化硅可以被生产所用，有机成分经过脱水后可以产生热量，抵消一小部分由于蒸发污泥中的水分需要的热能。7、炉渣直接处置。 焚烧灰渣被矿物化或吸收，无渣和飞灰的二次处理，重金属固融在水泥熟料矿物内，环节简单安全性高。水泥窑处置污泥应用原则：水泥窑处置污泥应用原则：在直接入窑情况下1.城市周边的新型干法水泥厂应该尽可能发挥所长进行污泥协同处置；2.尽量选择靠近投料点的位置建设污泥接收、储存和输送系统；3.污泥处理能力不能过于夸大，一般日处理能力为熟料日产量的35%；4.投料点一般设置于窑尾；5.市政污泥处

8、置可降低氮氧化物排放；在先干化后入窑情况下1.应确保干化工艺环保安全；2.慎重考虑投资及运行成本问题；3.应设置储存料仓以满足干化工艺的连续供料需求；4.应高度重视污泥接收、储存和输送环节的可靠性，避免无法解决污泥中携带杂物或设备本身可靠性问题对后续工艺造成的影响；实例：实例：1 1、直接入窑方式、直接入窑方式污泥泵将脱水污泥送入回转窑窑尾，污泥在窑内焚烧。华新水泥宜昌公司每天污泥泵将脱水污泥送入回转窑窑尾，污泥在窑内焚烧。华新水泥宜昌公司每天处置能力为处置能力为150150吨。重庆拉法基采用相同的工艺，每天处理吨。重庆拉法基采用相同的工艺，每天处理100100吨。吨。存在问题：污泥入窑后，造

9、成窑尾温度波动大，生成的碱性物质相对复杂，存在问题：污泥入窑后，造成窑尾温度波动大，生成的碱性物质相对复杂，受受热不均而导致耐火材料表面易结皮。热不均而导致耐火材料表面易结皮。2 2、干化后入窑方式、干化后入窑方式有专门的干化设备，利用窑尾锅炉余热将污泥含水率从有专门的干化设备，利用窑尾锅炉余热将污泥含水率从80%80%干化至干化至30%30%，然，然后送入分解炉燃烧。后送入分解炉燃烧。广州越秀水泥集团越堡水泥公司投资广州越秀水泥集团越堡水泥公司投资70007000万元建成万元建成600t/d600t/d处理能力的污泥处处理能力的污泥处理线。北京金隅集团新北水水泥有限责任公司投资理线。北京金隅

10、集团新北水水泥有限责任公司投资1.751.75亿元，建成处理能力亿元，建成处理能力500t/d500t/d的的处理线。处理线。存在问题：需要专门的干化设备，投资较高；干化过程中废气难以处理。存在问题：需要专门的干化设备，投资较高；干化过程中废气难以处理。水泥窑协同处置生活污泥工艺流程 水泥窑协同处置生活污泥工艺通常由污泥干化和水泥窑焚烧两大工艺组成：生活污泥先进行干化处理，再作为生产水泥的原料和燃料输送入水泥窑进行焚烧处理，最终以熟料及水泥产品产出。协同处置工艺流程见图1。湿污泥水泥1 1、污泥接收仓及污泥缓冲罐：、污泥接收仓及污泥缓冲罐： 污泥存储设施按污泥存储设施按1 1 3 3天的额定污

11、泥处置量确定，缓冲设备容积按天的额定污泥处置量确定，缓冲设备容积按0.1 0.1 0.50.5天的量确天的量确定。定。 德国普茨迈斯特的污泥接收、存储设备。料仓技术要点常见接收料仓平面规格（长、宽）：L x W=3500 x3500L x W=4500 x3500L x W=7500 x3500L x W=7500 x7000常见的储存料仓规格：4500， 5000， 5500， 6000仓顶一般设置有人孔，方便在紧急情况下清空污泥及进入仓内维修维护仓顶一般设置有超声波料位计，用于监测料位仓顶可预留臭气抽排口，与排风管道及小型离心风机料斗适用于小容量，含水率较高的污泥钢结构料仓接收仓：方型平底

12、，20250m3/座储存仓：柱形平底，100500m3/座液压驱动的滑架破拱装置在仓底作水平往复运动，运行速度0.05m/s储存能力一般为12天的处理能力底部可安装卸料螺旋常用于大型接收料仓，或几个接收料仓之间需要备用的情况下，将仓内的污泥卸料至固体泵的双轴螺旋给料机料斗内；底部可与泵的给料装置直接连接双轴螺旋直接与料仓底部法兰连接，节省空间。料仓的高度直径比2.5仓盖可设计为液压或电驱动形式的自动仓盖板应用实例：应用实例：u重庆拉法基水泥有限公司重庆拉法基水泥有限公司u广州越堡水泥有限公司广州越堡水泥有限公司u华新（宜昌）水泥有限公司华新（宜昌）水泥有限公司u扶绥新宁海螺水泥有限责任公司扶绥

13、新宁海螺水泥有限责任公司u北京金隅平谷水泥有限公司北京金隅平谷水泥有限公司u北京立马水泥有限公司北京立马水泥有限公司u重庆拉法基地维水泥有限公司重庆拉法基地维水泥有限公司2 2、污泥输送设备、污泥输送设备 回转窑处理脱水污泥目前方式有：直接泵送（处理量小），干化（余热），改性压 滤（深度脱水）等。污泥在处理、处置和综合利用中，首先要解决的第一个问题就是输送。传统的污泥输送方式有皮带输送、螺旋输送、螺杆泵送等。 徐州三原称重技术有限公司的输送系统徐州三原称重技术有限公司的输送系统 脱水后的污泥由污泥专用运输车倒入污泥储存仓内，污泥储存仓内污泥经过液压滑架往复直线运动对污泥起破拱作用，使污泥不会起

14、拱搭桥，流畅的流出污泥仓进入双轴预压螺旋输送机，其以正压的方式向柱塞式污泥泵喂料。液压站作为柱塞式污泥泵的动力源，其执行部件以恒定高压的方式带动柱塞式污泥泵的活塞，活塞在污泥泵料缸里进行往复运动，将污泥以高压方式经低磨阻耐磨管路输送至污泥处置设备中。 应用实例：应用实例： 宁波电厂项目、北京机电院呼市项目、浙江嘉兴电厂项目，天津机电进出口公司 山西晋中项目、宁波光耀热电厂项目、上虞春晖环保能源公司项目。 (2) (2) 广州越堡水泥有限公司污泥处置输送系统广州越堡水泥有限公司污泥处置输送系统 湿污泥由运输车倒入污泥接收仓内，经柱塞泵泵送到2 300吨的污泥缓冲罐，再经液压移动滑架、无轴绞刀输送

15、到污泥进料小仓称量。整个接收及输送均在专用密闭车间和管道中微负压运行，无恶臭气体外溢。3 3、污泥干化系统（水泥窑协同处置污泥干化焚烧工艺）、污泥干化系统（水泥窑协同处置污泥干化焚烧工艺） 协同处置中常用的干化方法： 废气热干化石灰干化蒸汽干化深度脱水干化其他能源干化水泥窑协同处置污泥干化系统工程实例：水泥窑协同处置污泥干化系统工程实例： (1)(1)直接接触干化工艺直接接触干化工艺 完全利用生产废气干化污泥，污泥干化采用气流直接干化工艺，广州越堡水泥有限公司完全利用生产废气干化污泥，污泥干化采用气流直接干化工艺，广州越堡水泥有限公司（600t/d600t/d）已运行一年多。）已运行一年多。

16、污泥经称量后进入烘干机，污泥经称量后进入烘干机，烘干机采用旋流喷动干燥工艺，原理是闪蒸旋流换热，烘干机采用旋流喷动干燥工艺，原理是闪蒸旋流换热，湿污泥与热源直接接触，烘干速度快、停留时间短（约湿污泥与热源直接接触，烘干速度快、停留时间短（约1010秒）、烘干效率高（含水率低秒）、烘干效率高（含水率低于于3030) ) 。污泥烘干车间为全封闭式，并维持负压，所抽取的混合气体经管道送入水泥窑。污泥烘干车间为全封闭式，并维持负压，所抽取的混合气体经管道送入水泥窑窑头高温区高温裂解，不产生二次污染。窑头高温区高温裂解，不产生二次污染。 采用生产过程中烟气为热源依靠换热锅炉加热导热油作为热源，采用涡流薄

17、层干化工采用生产过程中烟气为热源依靠换热锅炉加热导热油作为热源，采用涡流薄层干化工艺干化污泥，北京水泥厂有限责任公司艺干化污泥，北京水泥厂有限责任公司500t/d500t/d采用此干化工艺。采用此干化工艺。 (2)(2)间接换热干化工艺间接换热干化工艺 (3)(3)增钙热干化增钙热干化北京市琉璃河水泥北京市琉璃河水泥有限公司采用了此干化工艺。有限公司采用了此干化工艺。 (4)(4)利用回转窑辐射热干化污泥（浙江大学发明专利）利用回转窑辐射热干化污泥（浙江大学发明专利）总之国际上主流和非主流的干化工艺已有数十种:如流化床、涡轮薄层干燥器、转鼓机、高温和低温的带式机、转碟机、立式圆盘机、薄膜干燥器

18、和带式机组成的两阶段干燥工艺、桨式干燥工艺、空心桨叶干燥器、倾斜碟片干燥器、旋流喷动闪蒸气流干燥、太阳能干燥工艺、加热螺旋干燥工艺、真空耙式干燥工艺、多效蒸发工艺、环形蒸汽管干燥工艺等等。国内近几年也出现大量的干化工艺和设备,如:旋流喷动干化工艺、加热螺旋干馏、单级两级和三段的转鼓工艺、回转窑干燥以及类似于日本的空心桨叶工艺、闪蒸气流工艺和Dragon 干化工艺。由于国际上干化工艺的种类繁多,而国内建成的干化项目很少,这使业主在选择和评判各种工艺时面临着巨大的挑战。4 4、半干污泥的收集及输送、半干污泥的收集及输送 工程实例：工程实例： (1) (1)广州越堡水泥有限公司污泥处置工程广州越堡水

19、泥有限公司污泥处置工程 烘干后的半干污泥随气体进入高效的布袋收尘器，进行气固分离。半干污烘干后的半干污泥随气体进入高效的布袋收尘器，进行气固分离。半干污泥被布袋收尘器拦截收集，经拉链提升机输送至位于窑尾预热塔的干泥缓冲仓，泥被布袋收尘器拦截收集，经拉链提升机输送至位于窑尾预热塔的干泥缓冲仓，再送入分解炉高温处置。再送入分解炉高温处置。 (2) (2)北京水泥厂污泥处置工程北京水泥厂污泥处置工程 干燥器尾端有一个出泥设备，下接一个短螺旋，然后接入一个倾角约干燥器尾端有一个出泥设备，下接一个短螺旋，然后接入一个倾角约4040度度的链板输送机，爬升到二楼。然后送入半干污泥缓冲料仓。的链板输送机，爬升

20、到二楼。然后送入半干污泥缓冲料仓。 5 5、半干污泥入窑方式、半干污泥入窑方式 污泥中细菌和有机物的含量较高，易产生臭味，也易在较低温度污泥中细菌和有机物的含量较高，易产生臭味，也易在较低温度(400-(400-600C)600C)下裂解挥发造成污染排放，污泥中还含有苯、氯酚等氯的有机化合物，下裂解挥发造成污染排放，污泥中还含有苯、氯酚等氯的有机化合物，焚烧过程中会产生二恶英。因此，污泥是不能从低温处加到窑系统中，在预分解焚烧过程中会产生二恶英。因此，污泥是不能从低温处加到窑系统中，在预分解窑上可以从窑头、窑尾和分解炉处加入。窑上可以从窑头、窑尾和分解炉处加入。 污泥的加入方式国外应用较多的有

21、污泥的加入方式国外应用较多的有2 2种，一种由窑头主燃烧器直接喷入烧种，一种由窑头主燃烧器直接喷入烧成带；另一种是由带悬浮预热器的干法窑窑尾第二把火处或在分解炉中加入。另成带；另一种是由带悬浮预热器的干法窑窑尾第二把火处或在分解炉中加入。另外也可以在窑旁增建单独的污泥外也可以在窑旁增建单独的污泥( (或垃圾等废物或垃圾等废物) )燃烧燃烧( (或气化或气化) )炉，将燃烧炉产生炉，将燃烧炉产生的高温热气通人分解炉。的高温热气通人分解炉。工程实例：工程实例： (1) (1)广州越堡水泥有限公司污泥处置工程广州越堡水泥有限公司污泥处置工程半干污泥经皮带称计量后喂入窑尾分解炉（喂入点温度约为半干污泥

22、经皮带称计量后喂入窑尾分解炉（喂入点温度约为900900度），并随生料度），并随生料进入进入回转窑，参与熟料煅烧过程。污泥中的有机物被彻底分解，重金属及无机物回转窑，参与熟料煅烧过程。污泥中的有机物被彻底分解，重金属及无机物等被晶化在熟料中，等被晶化在熟料中，无底渣及飞灰等二次污染物排出。无底渣及飞灰等二次污染物排出。 (2) (2)北京水泥厂北京水泥厂半干污泥通过一系列的链板机，大约一百多米，将半干干泥直接输送到窑尾。半干污泥通过一系列的链板机，大约一百多米，将半干干泥直接输送到窑尾。 (3) (3)华新水泥宜昌公司华新水泥宜昌公司用污泥泵将脱水污泥送入回转窑窑尾。用污泥泵将脱水污泥送入回转

23、窑窑尾。 6 6、废气处理、废气处理 水泥厂最大的粉尘污染源是回转窑生产系统，包括窑的喂料、锻烧和熟料冷水泥厂最大的粉尘污染源是回转窑生产系统，包括窑的喂料、锻烧和熟料冷却等。新型干法水泥生产线均将窑尾烟气用来烘干原料，并与窑尾共用一台收尘却等。新型干法水泥生产线均将窑尾烟气用来烘干原料，并与窑尾共用一台收尘器。因而，窑尾系统的粉尘排放量占到整个生产线的二分之一，是水泥厂的环保器。因而，窑尾系统的粉尘排放量占到整个生产线的二分之一，是水泥厂的环保控制重点。水泥厂回转水泥窑窑尾烟尘的主要特点有：控制重点。水泥厂回转水泥窑窑尾烟尘的主要特点有： 粒径细粒径细( (平均粉尘粒径平均粉尘粒径1-1-3

24、0)30)；湿度大；烟气温度高且波动大；以及粉尘入口浓度高等特点。；湿度大；烟气温度高且波动大；以及粉尘入口浓度高等特点。 熟料煅烧是水泥生产中的重要工艺环节，其主要污染物为高温高浓度含尘熟料煅烧是水泥生产中的重要工艺环节，其主要污染物为高温高浓度含尘烟气。其粉尘排放量可约占整个水泥厂粉尘总排放量的烟气。其粉尘排放量可约占整个水泥厂粉尘总排放量的7070左右。目前，国内左右。目前，国内水泥厂大部分选用静电除尘器除尘，其特点是：运行阻力低；超负荷运行能力强，水泥厂大部分选用静电除尘器除尘，其特点是：运行阻力低；超负荷运行能力强，操作管理相对省事。但是静电除尘器必须对烟气进行调质处理以提高其除尘效

25、率，操作管理相对省事。但是静电除尘器必须对烟气进行调质处理以提高其除尘效率，如果粉尘排放控制要求严格如果粉尘排放控制要求严格( (即达到小于即达到小于50mg50mgm3m3的水平的水平) )，即使静电除尘器的，即使静电除尘器的设备投资和运行费用大幅度增加，也难以达到粉尘的排放要求。因此，近年来北设备投资和运行费用大幅度增加，也难以达到粉尘的排放要求。因此，近年来北美、韩国等不少大型水泥厂都纷纷将静电除尘器改造为布袋除尘器。美、韩国等不少大型水泥厂都纷纷将静电除尘器改造为布袋除尘器。工程实例：工程实例： (1) (1)广州越堡水泥有限公司污泥处置工程广州越堡水泥有限公司污泥处置工程污泥干化、高

26、温处置过程产生的含尘废气由高效袋收尘器处理后再经烟囱排放。污泥干化、高温处置过程产生的含尘废气由高效袋收尘器处理后再经烟囱排放。接收车间、烘干车间等臭气经微负压收集后，经风管送入回转窑中高温处置。接收车间、烘干车间等臭气经微负压收集后，经风管送入回转窑中高温处置。 (2) (2)河南中材环保有限公司河南中材环保有限公司采用电收尘器处理新型干法水泥生产线窑尾系统除尘。采用电收尘器处理新型干法水泥生产线窑尾系统除尘。 (3)(3)哈尔滨水泥厂哈尔滨水泥厂哈尔滨水泥厂哈尔滨水泥厂7 7 号窑窑尾废气处理工艺采用增湿塔降温方案其工艺流程下图：号窑窑尾废气处理工艺采用增湿塔降温方案其工艺流程下图： 7

27、7、冷却系统、冷却系统 在我国绝大多数新型干法水泥生产线在我国绝大多数新型干法水泥生产线( (即预分解窑生产线即预分解窑生产线) )均采用篦式冷却机均采用篦式冷却机冷却出窑高温熟料。篦冷机是一种骤冷式冷却机，用鼓风机向机内分室鼓风，使冷却出窑高温熟料。篦冷机是一种骤冷式冷却机，用鼓风机向机内分室鼓风，使冷风通过铺在篦板上的高温熟料层，进行充分的热交换以达到急冷熟料、改善熟冷风通过铺在篦板上的高温熟料层，进行充分的热交换以达到急冷熟料、改善熟料质量的目的。一般篦冷机的鼓风量约料质量的目的。一般篦冷机的鼓风量约3Nm3Nm3 3kgkg熟料，机内经过热交换后的热熟料，机内经过热交换后的热风中，一部分风中，一部分( (前段高温风前段高温风) )作为二次风入窑，一部分作为二次风入窑，一部分( (中段高温