1、利用水泥窑炉协同无害化处置工业污泥及其工程应用的研究1.工业污泥简介 工业污泥是指工业污水经过污水处理系统处理后，沉淀分离出的污浊物质。 一般来说，工业污泥中都含有有毒有害物质，如果不经过正确处理，工业污泥中的有毒有害物质将沿着污泥 土壤 农作物 动物体 人体等路径迁移，将会对地下水、土壤、空气等生态环境等造成二次污染。 和市政污泥相比，工业污泥具有更复杂的成分。不仅含有低级的有机物如氨基酸、腐植酸、细菌及其代谢产物、多环芳烃、杂环类化合物、有机硫化物、挥发性异臭物、有机氟化物等组成，而且掺杂着工业助剂、中间体、染料、废酸碱、还含有多种的无机填充矿物和汞、镉、铅等重金属物质 随着全世界工业生产
2、的发展，世界范围内的工业污泥的总量不断增长。人们的生态环境保护意识的不断增强，环境法规中污水排放标准的迅速改进，都对工业污泥处理带来了新的挑战与机遇。 2.世界各国污泥处理处置方法 污泥填埋：一次性处理费用低的污泥处理办法，但会造成造成二次污染 污泥农用：投资少，能耗低，运行费用低；但是重金属污染、病原体、难降解有机物及 N、 P的流失会造成地表水和地下水的污染 污泥焚烧：是最彻底的处理方法；其缺点在于处理设施投资大，处理费用高，有机物焚烧会产生二噁英等剧毒物质 海洋倾倒：操作简单、对于沿海城市来说其处理费用较低；但污泥中的有害成分没有得到任何有效地控制和处理，必然会随着不同途径回到人类赖以生
3、存的食物链中 污泥堆肥：是国际上从 60年代迅速发展起来的一项新兴生物处理技术，综合效应较好 污泥干化 ：能使污泥体积可以减少 4 5倍，产品稳定、无臭且无病原生物，干化处理后的污泥产品用途多，可以用作肥料、土壤改良剂、替代能源等，其优势正在逐步显现3. 研究利用水泥窑协同处置工业污泥的意义 研究利用水泥窑炉协同无害化处置工业污泥的意义在于推动中国利用水泥窑炉协同无害化处置污泥，解决中国工业污泥处置的难题。 用水泥窑炉协同处置污泥的主要优势在于： 利用水泥窑炉协同处置污泥不需要再建设新的焚烧系统，可以直接将污泥喂入水泥窑炉中，即可产生很好的处理效果 利用水泥窑沪协同处置污泥，可以有效地利用污泥
4、的可燃组分做为水泥窑炉的替代燃料，实现污泥所含热值的循环利用。同时也可利用污泥中的其他不可燃组分，使用这些不可燃成份成为水泥熟料的组份，直接被固化在水泥熟料中，不产生任何残余物，最终实现最彻底的污泥无害化处置。 4.对工业污泥样品的检测分析 4.1.工业污泥的化学成份试样编号化学分析质量百分数 (%)SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 Cl- 合计 水份A 56.66 27.35 6.30 1.36 1.35 1.34 0.17 0.49 0.01 95.03 51.73B 26.61 11.29 6.06 45.02 2.15 1.21 0.20 2.
5、82 0.09 95.28 12.72C 25.04 10.93 7.60 42.98 2.54 1.15 0.23 6.59 0.150 97.21 17.08D 46.99 18.94 7.73 6.37 2.72 2.23 0.65 6.07 0.014 91.71 81.87E 31.53 12.97 7.11 34.11 2.60 1.38 0.58 8.06 0.107 98.45 21.90F 47.30 20.83 7.73 6.20 2.72 2.40 0.70 7.49 0.004 95.37 84.54G 27.82 12.03 6.62 39.62 2.48 1.70
6、0.45 7.16 0.123 98.00 24.35H 47.91 18.47 8.30 6.55 2.60 2.63 0.83 7.00 0.005 94.30 83.73从上表可以看出，工业污泥经燃烧后产生的灰份的主要化学成份包括 SiO2、Al2O3、 Fe2O3、 CaO等，有害成份的含量不高，总体来说其化学成份能被水泥窑炉所接受。4.对工业污泥样品的检测分析 4.2.工业污泥热值工业分析 试样 水份 工业分析结果（ %） Qnet.ad编号 % Mad Vad Aad Fcad Cl - (MJ/kg)A 51.73 1.99 14.54 82.76 0.71 0.005 2.44
7、B 81.41 4.42 40.25 48 7.33 0.01 12.93C 17.08 2.73 39.66 55.52 2.09 1.1 11.05D 81.87 11.12 44.71 36.5 7.67 0.86 14.56E 21.9 1.67 44.54 51.24 2.55 1.08 12.78F 84.54 3.14 46.53 42.46 7.87 0.98 15.22G 24.35 2.63 42.76 53.06 1.55 1.07 11.87H 83.73 6.59 46.44 39.12 7.85 0.95 15.18上表显示烘干后的工业污泥的热值含量波动在 11.0
8、5至 15.22之间。 4.对工业污泥样品的检测分析 4.3.工业污泥重金属含量检测 项目 检测结果 单位 标准 结果判定砷 (As) 16.9 Mg/kg 75 符合硼 (B) 10 Mg/kg 150 符合镉 (Cd) 4.73 Mg/kg 20 符合铜 (Cu) 627 Mg/kg 1500 符合铬 (Cr) 504 Mg/kg 1000 符合镍 (Ni) 163 Mg/kg 200 符合铅 (Pb) 87 Mg/kg 1000 符合锌 (Zn) 927 Mg/kg 3000 符合汞 (Hg) 0.28 Mg/kg 15 符合从上表所示的结果看，污泥样品所含的重金属的量是符合国标规定的排
9、放标准的。5.利用水泥窑处置干化污泥的工业试验 工业试验是最好的验证工业污泥是否适宜在水泥窑炉中进行处置、及利用水泥窑炉协同处置工业污泥时将会给水泥窑炉运行带来何种影响、工业污泥在水泥窑炉中焚烧后其所产生的灰烬将会给水泥熟料带来何种影响的方法。 要将污泥送入水泥窑炉中，首先必须要选择合适的污泥喂入点。喂入点选择的前是污泥从该处喂入后能保证污泥能充分的燃烧，通过充分的燃烧将有害成分彻底摧毁，且燃烧后的灰烬能充分地混合到水泥熟料中并被良好地固化，不产生二次污染。经过对比分析发现，将干化后的污泥从分解炉喂入水泥窑炉既可保证污泥被充分燃烧处置，也不会对水泥窑炉的正常运行造成大的影响，所以最后确定从分解
10、炉的煤与热生料喂入点之后将干化污泥喂入分解炉。5.利用水泥窑处置干化污泥的工业试验 干化污泥在分解炉的喂入点示意图 5.利用水泥窑处置干化污泥的工业试验 干化污泥试烧过程及跟踪监测 分别进行了干化污泥喂量在 2t/h及 4t/h的试烧试验。 试烧除发现出水泥窑预热器最高一级旋风筒的氧气含量出现约 0.2%的下降外，水泥窑炉系统的操作及监控参数未出现其他明显的变化。 由于污泥灰份的掺入导致了熟料中 C3S含量比正常时略有下降，在试烧过程中及时调整了生料的配比，最终保证了出窑熟料的化学成份达到了生产的设计值 在本次工业试验的过程中，对水泥窑炉的尾部排放气体进行了连续监测，未发现二噁英等有害气体 对试烧干化污泥期间生产的水泥熟料的质量进行了全程监控。水泥熟产的三天、二十八天强度、水泥的凝结时间、流动度等性能均无异常。 干化污泥试烧工业试验结论利用水泥窑炉协同处置工业污泥能实现处置彻底、无二次污染的优点，其所生产的水泥熟料的质量稳定。利用越堡水泥窑炉协同处置工业污泥是完全可行的
