污泥水泥窑协同处置现状与展望

北极星环保网讯:随着我国市政污水处理行业的蓬勃发展，水污染治理成效显著，污水处理厂污泥产量逐年增加，我国城市和县城污水处理设施2016年脱水污泥（80%含水率，下同）产量达4 760万t，由于我国长期以来“重水轻泥”，相关设施建设没有同步跟上，污泥处理处置问题未能得到有效解决，形势十分严峻。

目前我国污泥处置主要以填埋为主，其污泥消纳能力、环保指标、资源化利用等方面均不能满足要求。污泥水泥窑协同处置技术具有焚烧温度高、处置彻底、灰渣直接利用、无二次污染，一站式无害化处理的特点，是污泥无害化处置的方法之一，国内外均有成熟的应用案例。本文在前期的调研和研究的基础上，总结了该技术的国内外研究和应用现状，对该技术的应用边界条件、主要技术参数作了详细的分析，提出了该技术未来的应用前景，为污泥水泥窑协同处置提供技术支撑。

1 国内外污泥水泥窑协同处置的应用现状

在欧美国家，污泥水泥窑协同处置起步较早，形成了完整的法律政策体系并得到了较广泛应用。近年来，日本、瑞士、德国的污泥在水泥窑协同处置的比例分别为28.7%（2015年）、19%（2003年）和14.6%（2010年）。美国有近200 座污水处理厂采用焚烧方式处理污泥，占全国污泥处理总量的20%，其中6%的污泥采用协同焚烧方式处置。

我国是水泥生产大国，污泥水泥窑协同处置项目逐年增加，已经成为我国污泥热化学处理处置的手段之一。目前我国已建成污泥协同处置设施的水泥熟料生产线30～40条，其中部分项目的基本情况如表1所示。

2污泥水泥窑协同处置技术的特点和优势

利用水泥回转窑焚烧污泥，减少了残渣、大气污染物、重金属等无序排放造成的环境污染。水泥生产过程中，高温煅烧可分解污泥中的有机物、水泥熟料矿物的水化过程可固化重金属，实现污泥的无害化；污泥中的灰分可作为熟料生产的原料，实现污泥的资源化，体现了循环经济“减量化、再利用、再循环”的原则，符合循环经济发展模式。

2.1 有机物分解彻底

水泥回转窑内高温、充足的停留时间和悬浮状态可以保证污泥中的有机物彻底分解。硅酸盐水泥熟料的生产原料主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等成分，各种原料磨成细粉后，按照适当比例混合并在水泥回转窑内烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。

水泥熟料生产中，为保证CaCO3分解为CaO，分解炉的气流温度控制在850～1 100 ℃；在回转窑内，硅酸三钙（C3S）在出现液相以后才能形成，回转窑内物料烧成温度1 450～1 550 ℃，炉内最高的气流温度可达1 700～1 800 ℃；物料从窑尾到窑头总的停留时间在40 min左右；气体在高于950 ℃以上温度的停留时间在8 s以上，高于1 300 ℃以上停留时间大于3 s；且窑内物料呈高湍流化状态，二噁英等稳定有机物等也能被完全分解。水泥回转窑是一个热惯性很大，十分稳定的燃烧设备，不会因污泥投入量和性质的变化，造成大的温度波动，系统易于稳定。

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