[发明专利]一种污泥制气发电方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥制气发电方法及装置。

背景技术

为了保护我们有限的水资源，创造优良的生存环境，生活污水和工业废水必须经过污水处理厂的处理，达到国家污水排放标准后才能排放，是否拥有城市污水处理系统，这已成为一个现代城市文明的标志，也是城市生态环境建设必不可少的环境工程措施；城市污水处理系统包括污水处理和污泥处理两部分，近年来，通过引进国外先进技术和技术改造，我国的水处理技术水平有了很大的提高，各种类型的污水都能得到有效地控制，然而，由于国际上没有一种有效的污泥处理技术可以借鉴，我国对污水处理过程中产生的污泥处理技术，远远地落后于城市污水处理技术的发展；各种水处理技术在使污水得到净化的过程中，将污水中绝大部分污染物转移到污泥中，这使得城市污水处理厂产生的污泥具有数量大，且富集高浓度的有毒有害污染物的特点。

目前，我国对城市污水处理厂污泥主要采取临时堆埋的处置方法，不仅花费大量的资金和占用大量的土地资源，而且给生态环境造成严重的二次污染，特别是污泥中的污水下渗，给地下水资源带来的危害更是无法估计，而事实上城市周围不可能有适合堆放这类污泥的空间和地点，污泥临时堆埋所产生的环境二次污染的危害，实际上抵消了污水处理的环境效益；面对污泥引起的环境问题日趋尖锐和污泥危害日益加剧的现实，人们尝试利用污泥作为肥料，用于农业或绿化，但是，污泥中所含的各种重金属限制了土壤对污泥利用的适应性；研究表明，从废水中去除1mg/L的重金属，就会在污泥中积累10000mg/L的重金属，它们会在土壤中富集，并通过作物的吸收进入食物链，最终危害到人体的健康，即使有些污泥来自城市生活污水，重金属含量虽然较低，但污泥中所含的病原体和持久性有机污染物，以及污水处理过程中添加的各种药剂，都会给环境带来潜在的危害。

参考国外污泥焚烧的实践，有的地方试图通过焚烧来达到污泥减量的目的，但是污泥焚烧设备投资额高，能源消耗量大，运行费用昂贵，污泥焚烧的费用在400元/吨以上，加上污泥在焚烧时，会给大气环境带来污染和焚烧后的残渣仍需处置等原因，根据我国的国情，污泥焚烧处理在经济上难以承受，在技术上还不完善。

城市污泥的化学组成是基本保持稳定的，其中氮和磷的含量较高，污泥中含有较高的有机物质；污泥中有机质含量高，它的热值也高，通过测定表明，城市污水处理厂污泥的有机物质约占70％～80％，其热值约14MJ/kg相当于褐煤的热值；如果能将污泥中的热能开发利用起来，不仅能够使城市污泥处理厂得到彻底安全地处理，而且能够使污泥所具有的热能成为有价值的资源。

本领域的现有技术中也提供了一些污泥发电的方法，如发明专利申请201010107585.9中公开了一种城市污水处理厂污泥处理和利用方法,其步骤为:通过压滤机将城市污水处理厂的污泥压滤,由给料机进入污泥干燥机；将钙基改性剂通过给料机进入污泥干燥机,钙基改性剂用量最高为污泥重量的1/100,在污泥干燥机内与污泥混拌并将污泥干燥成含水为15％～20％的松散状污泥；利用造粒机将松散污泥压制成5mm～10mm粒径的污泥颗粒燃料；该发明较好地对污泥进行减量化、无害化处理,并实现了资源化利用,同时处理时不仅不消耗外部能源,而且可产生新的能源或物质外供；生活污水处理厂干化污泥热值在2500大卡以上,采用燃烧低热值燃料的循环流化床锅炉,对造粒后的干化污泥进行燃烧,在产生热或电的同时,对污泥进行了处理。

另有在污泥中掺杂其它燃料(如煤或生活垃圾)发电的现有方案，但这些方法大多是直接对干燥和/或造粒之后的污泥直接燃烧发电，其发电的能量利用率较低；也有将污泥发酵制备沼气用于发电的方案，但这样的方案中产生的二氧化碳气体较多，因而其能量利用率也不高。

发明内容

针对上述情况，本发明目的在于提供一种污泥制气发电方法，它利用燃气发电机组排放的尾气余热对污泥干化处理，再将干燥后的污泥破碎、挤压成型，进入煤气发生炉与气化剂发生反应制取煤气，通过热回收、洗涤、贮存、净化后的煤气输送入燃气发电机发电，从而对城市污水处理厂的污泥实现无害化、稳定化、减量化和资源化处理的最终目标，并能取得较好的经济效益。

为实现上述任务，一种污泥制气发电方法，它包括以下步骤：

a.干燥：去除污泥中的水分得到含水率10～35％的干燥污泥，低位热值≥8500KJ/Kg(如无特殊说明，本发明所述百分含量均为重量百分含量)；

b.破碎：将干燥后的污泥进行碾压、破碎加工；