论文部分内容阅读
摘要： 随着污泥产量的不断增加，污泥的处理问题愈加突出，为及时跟进世界发展趋势，减少资源浪费，更加环保节能。在污泥处理领域，研究开发污泥处理的高效环保节能的新技术，带动我国环保装备产业发展，是一项艰巨的任务。在水泥工业中，将污泥处理后，可以达到替代水泥原料和燃料的重要作用，从而变废为宝，节约资源和能源。
关键词：水泥工业；污泥处理；再利用
Abstract: with the increase of sludge production, sludge treatment problem increasingly prominent, timely follow-up to the developing trend, reduce the waste of resources, environmental protection and energy saving more. In the sludge treatment field, research and development of sludge treatment efficiency of environmental protection and energy saving new technology, driving the development of China's environmental protection equipment industry, is a difficult task. In the cement industry, will be after the sludge treatment, can achieve alternative cement materials and the important role of fuel, and reutilized, conservation of resources and energy.
Key Words: cement industry; the sludge treatment; reuse
中圖分类号： TQ172 文献标识码：A 文章编号：
国内水泥市场经过国际集中治理以后，脏乱差、污染严重的问题已经得到有效的控制和解决，产能过剩也促使水泥生产的技术要更加先进。目前可用于水泥生产的原料也越来越多，一些废弃物在水泥生产环节中也实现了变废为宝。比如说在生产中添加二氧化硫、粉煤灰、矿渣等等，解决了一些企业长期存在的固体废弃物污染问题。随着城市的快速发展，城市污水也越来越多，污水经过处理以后产生了大量的污泥，这些污泥由于没有有效的利用途径，被人为地集中在一起，对环境造成了二次污染。现在一些城市开始探讨并研究利用水泥生来产解决城市污泥的可行性，并取得了一些成果。
水泥工业在污泥再利用上的优势
1.水泥工业能够实现污泥的无害化处理
在水泥生产中，煅烧工艺是最重要的一环，在煅烧过程中窑内水泥熟料的烧成温度可达1450℃，窑内气体温度高达1700℃。在高温的作用下，作为替代原料、替代燃料的污泥处理品等在窑内长时间停留的过程中，可以将其中的有害成分彻底分解，从而解决污泥污染的问题。不仅如此，经过烧制以后，污泥在窑内已经变成可以利用的熟料，在这一过程中几乎是得到100%的利用，不再产生其他固体污染，并且其中的一些重金属等微量元素也被固化在水泥熟料当中，也不会对周围环境的安全性造成危害，可以说无害化处理更为彻底。
1.2水泥工业可以多元化实现污泥的资源化利用
在水泥生产中实现污泥的资源化利用有多重途径，其中最主要用作水泥生产替代性原料和替代性燃料这两种。首先，现代城市污水处理以后产生的污泥中含有大量的硅、钙、铝等化学组分，这些成分与水泥原料中所含成分基本相同，并且污泥经过风干以后有一定的热值，热值一般在2000kca/kg-3000kca/kg之间，这些与水泥原料的热值也基本相同，因此污泥在水泥生产当中可以直接用作替代原料，代替传统的沙石等原料。其次，由于污泥具有一定的热值，经过风干以后可以燃烧，燃烧值虽然低于碳的燃烧值，但是也能满足水泥生产的一般性需求，因此也可以用作水泥生产的替代燃料。
2. 水泥工业中污泥再利用的工艺流程
2.1湿污泥的储存和输送
城市污水处理厂处理以后所剩的下的污泥都是湿污泥，这将给污泥的储存和运输带来极大的不便。为解决这一难题，一般情况可以采取两级运输的输送方式，也就是设计一个临时存储仓，在存储仓下面用两台浓浆泵，采取一用一个备用的方法将污泥输送到湿污泥储罐，或者直接输送到污泥干化车间中干燥机前的小型储料罐中。一般情况下，进料的储料罐和输送泵等设备都安装在地下，并且在湿污泥卸料仓和湿污泥储罐下面，还要设计污泥滑架卸料结构，运用液压产生的动力能有效地保障污泥100%的卸空。在出料设计上可以采用预压螺旋出料的方法，增加输送压力，保证污泥下料的畅通性，出料口设置在干污泥成品仓处，避免下料不畅通而影响干污泥的输送和存储。具体过程如下：
2.2污泥干化处理及尾气的处理
湿污泥不能直接用于水泥生产，不管是用作替代原料还是替代燃料，都必然对湿污泥烘干以后才能使用。在湿污泥干化上可以充分利用现有的设备进行，一般情况下可将窑尾生料喂料进行切换，使喂料点从C2转到C3风管上，再将窑尾的预热器从五级预热调到四级预热以后，这样窑尾产生的热气就能够通过管道直接连接到污泥干化车间，利用干燥的废热气对湿污泥进行干化。废热气需要通过风机升压以后才能鼓入干燥机的破碎干燥室的进口。而湿污泥进入干燥机前的小储料仓以后，需要利用搅拌机对污泥打散搅拌，防止拱桥影响下料的稳定定，然后将打散搅拌的湿污泥利用预压螺旋直接输送到干燥塔当中，而废热气流则通过干燥机进口由下到上形成喷射动态气流，带动需要干化的湿污泥上下运动，在气流、干燥塔、搅拌机的双重作用下进行热交换，而热交换以后的污泥和烟气会一同上旋进入袋收尘器当中，再通过胶带输送机将干化好的污泥输送到污泥储藏室。
2.3污泥作为燃料的的处置工艺
一般来说进入提升机的干化污泥的温度会降低到40℃左右，这一温度已经不会对水泥生产造成影响，然后经过输送的干化污泥被储存在污泥成品仓中。污泥存储仓要根据污泥的干化能力、水泥的生产能力来确定储存仓的容量。经过干化的污泥利用提升机和胶带输送机等输送装置输送到分解炉当中，用作窑加温的替代性燃料进行在炉内进行燃烧处理，在分解炉的进口处也要设置锁风装置防止分解炉的漏风，以防止干化污泥颗粒漏出。
3.结论
3.1处理污泥对水泥强度几乎没有什么影响
从现在一些水泥企业处理污泥以后，水泥化学分析结果中可以看出，处理污泥对水泥质量、化学性能的影响很小，各种性能均在可以接受的范围内。
检测项目 SiO2 AI2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 P2O5 Fe2O3 CI
投加前% 21.25 5.33 65.55 2.41 1.71 0.13 0.52 0.083 3.38 0.02
投加后% 22.03 5.19 3.50 64.85 2.30 0.65 0.19 0.45 0.093 0.013
检测项目 KH SM AM C3S C3A C4AF R2O SUM C2S
投加前 0.634 2.439 1.577 64.71 8.41 10.29 0.6 99.314 12.15
投加后 0.893 2.537 1.485 56.71 7.84 1064 0.62 99.178 20.43
参考文献：
[1] 刘振全，高建华. 过热蒸气干燥技术的分析及在污泥处理中的应用. 甘肃化工. 2001年第3期
[2] 马勇，卢波，刘加荣.水泥厂协同利用城镇污水处理厂污泥的探索. 上海建材.2009年04期
关键词：水泥工业；污泥处理；再利用
Abstract: with the increase of sludge production, sludge treatment problem increasingly prominent, timely follow-up to the developing trend, reduce the waste of resources, environmental protection and energy saving more. In the sludge treatment field, research and development of sludge treatment efficiency of environmental protection and energy saving new technology, driving the development of China's environmental protection equipment industry, is a difficult task. In the cement industry, will be after the sludge treatment, can achieve alternative cement materials and the important role of fuel, and reutilized, conservation of resources and energy.
Key Words: cement industry; the sludge treatment; reuse
中圖分类号： TQ172 文献标识码：A 文章编号：
国内水泥市场经过国际集中治理以后，脏乱差、污染严重的问题已经得到有效的控制和解决，产能过剩也促使水泥生产的技术要更加先进。目前可用于水泥生产的原料也越来越多，一些废弃物在水泥生产环节中也实现了变废为宝。比如说在生产中添加二氧化硫、粉煤灰、矿渣等等，解决了一些企业长期存在的固体废弃物污染问题。随着城市的快速发展，城市污水也越来越多，污水经过处理以后产生了大量的污泥，这些污泥由于没有有效的利用途径，被人为地集中在一起，对环境造成了二次污染。现在一些城市开始探讨并研究利用水泥生来产解决城市污泥的可行性，并取得了一些成果。
水泥工业在污泥再利用上的优势
1.水泥工业能够实现污泥的无害化处理
在水泥生产中，煅烧工艺是最重要的一环，在煅烧过程中窑内水泥熟料的烧成温度可达1450℃，窑内气体温度高达1700℃。在高温的作用下，作为替代原料、替代燃料的污泥处理品等在窑内长时间停留的过程中，可以将其中的有害成分彻底分解，从而解决污泥污染的问题。不仅如此，经过烧制以后，污泥在窑内已经变成可以利用的熟料，在这一过程中几乎是得到100%的利用，不再产生其他固体污染，并且其中的一些重金属等微量元素也被固化在水泥熟料当中，也不会对周围环境的安全性造成危害，可以说无害化处理更为彻底。
1.2水泥工业可以多元化实现污泥的资源化利用
在水泥生产中实现污泥的资源化利用有多重途径，其中最主要用作水泥生产替代性原料和替代性燃料这两种。首先，现代城市污水处理以后产生的污泥中含有大量的硅、钙、铝等化学组分，这些成分与水泥原料中所含成分基本相同，并且污泥经过风干以后有一定的热值，热值一般在2000kca/kg-3000kca/kg之间，这些与水泥原料的热值也基本相同，因此污泥在水泥生产当中可以直接用作替代原料，代替传统的沙石等原料。其次，由于污泥具有一定的热值，经过风干以后可以燃烧，燃烧值虽然低于碳的燃烧值，但是也能满足水泥生产的一般性需求，因此也可以用作水泥生产的替代燃料。
2. 水泥工业中污泥再利用的工艺流程
2.1湿污泥的储存和输送
城市污水处理厂处理以后所剩的下的污泥都是湿污泥，这将给污泥的储存和运输带来极大的不便。为解决这一难题，一般情况可以采取两级运输的输送方式，也就是设计一个临时存储仓，在存储仓下面用两台浓浆泵，采取一用一个备用的方法将污泥输送到湿污泥储罐，或者直接输送到污泥干化车间中干燥机前的小型储料罐中。一般情况下，进料的储料罐和输送泵等设备都安装在地下，并且在湿污泥卸料仓和湿污泥储罐下面，还要设计污泥滑架卸料结构，运用液压产生的动力能有效地保障污泥100%的卸空。在出料设计上可以采用预压螺旋出料的方法，增加输送压力，保证污泥下料的畅通性，出料口设置在干污泥成品仓处，避免下料不畅通而影响干污泥的输送和存储。具体过程如下：
2.2污泥干化处理及尾气的处理
湿污泥不能直接用于水泥生产，不管是用作替代原料还是替代燃料，都必然对湿污泥烘干以后才能使用。在湿污泥干化上可以充分利用现有的设备进行，一般情况下可将窑尾生料喂料进行切换，使喂料点从C2转到C3风管上，再将窑尾的预热器从五级预热调到四级预热以后，这样窑尾产生的热气就能够通过管道直接连接到污泥干化车间，利用干燥的废热气对湿污泥进行干化。废热气需要通过风机升压以后才能鼓入干燥机的破碎干燥室的进口。而湿污泥进入干燥机前的小储料仓以后，需要利用搅拌机对污泥打散搅拌，防止拱桥影响下料的稳定定，然后将打散搅拌的湿污泥利用预压螺旋直接输送到干燥塔当中，而废热气流则通过干燥机进口由下到上形成喷射动态气流，带动需要干化的湿污泥上下运动，在气流、干燥塔、搅拌机的双重作用下进行热交换，而热交换以后的污泥和烟气会一同上旋进入袋收尘器当中，再通过胶带输送机将干化好的污泥输送到污泥储藏室。
2.3污泥作为燃料的的处置工艺
一般来说进入提升机的干化污泥的温度会降低到40℃左右，这一温度已经不会对水泥生产造成影响，然后经过输送的干化污泥被储存在污泥成品仓中。污泥存储仓要根据污泥的干化能力、水泥的生产能力来确定储存仓的容量。经过干化的污泥利用提升机和胶带输送机等输送装置输送到分解炉当中，用作窑加温的替代性燃料进行在炉内进行燃烧处理，在分解炉的进口处也要设置锁风装置防止分解炉的漏风，以防止干化污泥颗粒漏出。
3.结论
3.1处理污泥对水泥强度几乎没有什么影响
从现在一些水泥企业处理污泥以后，水泥化学分析结果中可以看出，处理污泥对水泥质量、化学性能的影响很小，各种性能均在可以接受的范围内。
检测项目 SiO2 AI2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 P2O5 Fe2O3 CI
投加前% 21.25 5.33 65.55 2.41 1.71 0.13 0.52 0.083 3.38 0.02
投加后% 22.03 5.19 3.50 64.85 2.30 0.65 0.19 0.45 0.093 0.013
检测项目 KH SM AM C3S C3A C4AF R2O SUM C2S
投加前 0.634 2.439 1.577 64.71 8.41 10.29 0.6 99.314 12.15
投加后 0.893 2.537 1.485 56.71 7.84 1064 0.62 99.178 20.43
参考文献：
[1] 刘振全，高建华. 过热蒸气干燥技术的分析及在污泥处理中的应用. 甘肃化工. 2001年第3期
[2] 马勇，卢波，刘加荣.水泥厂协同利用城镇污水处理厂污泥的探索. 上海建材.2009年04期