[01245773]水泥窑掺烧城市污水处理厂污泥的减量化处理技术研发

课题来源与背景

城市生活污泥含有大量的难降解的有机物、病菌以及少量的重金属（铜、镍、锌、镉、铬、铅、砷、汞等）和复杂的无机物成份，排放恶臭和造成重金属污染，对人类的健康产生严重的危害。无害化、减量化和资源化是我国当前生活污泥处置的主要出路。填埋或农业利用会造成重金属二次污染，单独干化焚烧的投入和运行成本高，混合焚烧（垃圾焚烧和热电厂等）大量接收热值低的污泥较为困难，这些处置方式在广西区基本没有基础条件。广西区的水泥产能大，分布范围广，现有大小水泥厂240多家，新型干法水泥比例占到81％，这为生活污泥与水泥原料混合焚烧制水泥并固化污泥中的重金属创造了有利的条件。为此，桂林理工大学牵头广西壮族自治区固体废物管理中心、广西大学和柳州金太阳工业废物处置有限公司共同实施了广西壮族自治区科技厅委托的广西千亿元产业重大科技攻关工程项目“建材行业减排及资源化利用技术研究与示范”所属课题“水泥窑掺烧城市污水处理厂污泥的减量化处理技术研发”（合同编号：桂科攻11107021-3-1）。

技术原理及性能指标

技术原理：将干法水泥窑窑头余风或发电锅炉后的烟气，通过引风机和风管旋风输入到回转干化窑内。

污水厂的脱水污泥与煤粉、尾矿渣、熟石灰和添加剂等预混合均匀并脱水至含水量50wt%以下，破碎后输入风管内被风力吹带入干化回转窑内干化，使干化后的污泥混合物含水量35%以下。

干化过程排放的恶臭气体组分使用项目开发的Mn2O3-Fe2O3/CeO2-ZrO2-TiO2复合氧化物催化剂与Co-ZSM-5分子筛催化剂制备的混合成型的催化剂催化分解除臭。

干化回转窑所得到固相干化颗粒物料经球磨粉碎后，以高压气间隔打入干法水泥回转窑窑尾与分解炉间的上升烟道内，燃烧分解后与窑内原料混合掺烧进入到水泥组成中成为水泥熟料。

固相干化颗粒中固化所含恶臭气体等组分被上升烟道内1000℃以上的高温分解成SO2，含碳有机物成分被高温燃烧分解成CO2，随干化回转窑的烟气进入尾气处理系统。

性能指标：

A.生活污泥适宜掺烧量不大于15wt%。

B.每吨污泥干化焚烧处理成本不高于200 元。

C.熟料中重金属浸出性达到CJT 314-2009和GB 5085.7—2007国家标准规定的要求。

D.生活污泥掺烧时水泥生产系统排气筒大气污染物排放中烟尘和重金属污染物排放达到GB 18485-2001国家标准要求；恶臭污染物排放达到GB14554-1993国家标准要求。

③技术的创造性与先进性

A.采用水泥窑尾气余热干燥污泥，提高了水泥生产过程能量的利用效率，满足节能减排要求。

B.采用水泥熟料烧成的高温条件，污泥中的有机物成分得到最彻底的焚烧，其有机物成分的热值得到充分利用。同时，无机残余成分，作为水泥的成分之一，污泥直接资源化利用。

C.通过水泥熟料烧成的高温掺烧，污泥中的重金属有毒成分固化在水泥熟料中，并能改善水泥的特性，避免二次污染， 使环境的危害降到最小。

D.开发出了一种能去除生活污泥干化尾气中臭味的催化剂及处置工艺方法，可使污泥处置过程的恶臭气体有效抑制和去徐。

④技术的成熟程度，适用范围和安全性所研发出的利用新型干法回转窑水泥生产线干化掺烧处理城市污泥的工艺技术，其综合测算污泥处置工艺直接成本为200元/吨污泥左右，可以达到城市生活污泥的无害化、减量化和资源化，但尚需要获得长期生产运行的干法水泥生产线掺烧城市生活污泥的稳定工况数据在广西区乃至全国的城市生活污泥处置方面有良好的应用前景。

⑤应用情况及存在的问题限于广西区内水泥厂的协调投入及相关处置收费等管理政策问题，课题成果尚没有进入示范点运行和实际稚广应用状态。