水体污染控制与治理科技重大专项——水泥窑干化焚烧污泥技术研究与装备开发课题成果展示

水体污染控制与治理科技重大专项——水泥窑干化焚烧污泥技术研究与装备开发课题成果展示2011年，课题实施前，我国在污泥处理处置方面存在工艺技术滞后、设备落后、能耗物耗较高、管理水平低、运行成本高等多方面问题，很多技术和设备依赖国外进口，开发具有自主知识产权的污泥处理处置技术和设备的需求十分紧迫。水泥是国民经济建设的重要基础材料。水泥熟料生产煅烧温度高（物料温度1450℃，气流温度1800℃）、热容量大、碱性环境、负压操作，可以使有机物彻底分解、无机物资源化利用、重金属固熔于熟料矿物中实现无害化，可以将众多行业产生的废物（如污泥等）高效无害化、减量化处置，并作为水泥的替代原燃料利用。水泥工业作为发展循环经济的重要一环，在区域性可持续发展的技术进步中具有不可替代的作用。充分利用城市周边具有较小运输距离的部分水泥厂处置污水厂污泥是一种技术可行、经济合理的模式。2011年，由中材国际环境工程（北京）有限公司牵头，西安建筑科技大学等8家单位联合承担了“国家水体污染控制与治理科技重大专项”中的“水泥窑干化焚烧污泥技术研究与装备开发”课题（编号2010ZX07319-002）。课题研究成果1.课题开发出了适合于水泥窑大规模处置污泥的无氯或无硫深度脱水药剂和脱水技术：经试验验证，该药剂对全国多个地域、不同污水处理工艺产生的污泥均有很好的适应性，脱水泥饼含水率均能满足约55%的要求，药剂成本比市场上三氯化铁和生石灰组合药剂减少近20%。水泥窑焚烧试验结果证明该脱水药剂的添加不会对水泥熟料生产工艺造成影响。对难脱水的污泥，开发出“预膜”脱水工艺，有效降低脱水泥饼的含水率5%～8%，缩短脱水周期三分之一。开发出了系列化的污泥深度脱水工艺系统配置，提出了工艺自动化控制程序，确保脱水工艺对不同泥质有很好的适应性。2.课题研发了独特的旋转圆盘及轴内的蒸汽冷凝和冷凝水排放结构形式及可调节返泥口技术，形成了以蒸汽为热源的旋转导热污泥干化技术及装备。研发出旋转导热污泥干化技术，优化其结构，干燥机热效率高。研发了空心轴及旋转桨叶内的冷凝水及时排出技术，攻克了冷凝水在旋转桨叶内结液及从轴倒灌到桨叶内的技术难关，提高了干燥速率，单位面积蒸发水9.40kg/h·m2，接近国际先进指标（10.4kg/h·m2）；建立的经济评价模型表明烟气温度低于370℃～400℃，采用间接干燥投资低，单位投资净现值bite和净