一种有机污染土与城市废弃物联合处理与水泥窑结合的方法

摘要

本发明公开了一种有机污染土与城市废弃物联合处理与水泥窑结合的方法，包括RDF制作和水泥窑生产工艺，所述水泥窑生产工艺中包括有送入窑尾分解炉内作为三次风的助燃空气，其中，所述RDF制作是将城市废弃物、有机污染土、添加剂混合搅拌挤压形成RDF，然后将RDF送入水泥窑热解气化；本发明将作为POPs污染土壤与城市固体废弃物的处理方式，不仅可以利用POPs污染土壤与城市固体废弃物中的热能，所得处理后的污染土壤还可以直接烧制水泥或作为水泥生料配料使用，可以同时处理土壤与城市固废，大大降低单独处理的成本。此方法还可降低水泥窑煤耗，减少水泥窑氮氧化物排放。

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物再利用领域，特别涉及一种有机污染土与城市废弃

物联合处理与水泥窑结合的方法，是针对POPs有机污染土壤与城市生活垃圾、污泥、餐厨垃圾、陈腐垃圾等城市固废联合处理技术。

背景技术

土壤是人类赖以生存的物质基础，是人类生态环境的重要组成部分。随着工农业的发展和城市化进程的扩大，农业上化肥农药的广泛使用、工业废水中有毒有害物质侵袭农田、固体废物堆放填埋引起的有毒有害物质的泄漏等，使各种污染物质通过不同途径在土壤中不断积累，土壤净化能力日趋饱和，土壤质量明显下降，我国土壤污染状况已开始对土地资源可持续利用与农产品生态安全构成威胁。据统计，全国受有机污染物(农药、石油烃和PAHs)污染的农田达3.6×10⁷hm²，这些污染场地表现出类型多、污染源复杂、危害面广等特点，全国每年因土壤污染而损失的粮食达1.2×10¹⁰kg。土壤污染不仅导致农产品品质下降，危害人体健康，还导致大气和水体环境污染。土壤污染具有典型的定时炸弹性质，一旦大面积爆发，将会对国家可持续发展造成难以估量的影响，因此，如何合理处置污染土壤成为当前急需解决的问题，开展污染土壤处置技术研究

刻不容缓。污染土壤的修复技术研究正在成为世界各国研究的重点，同样也是我国在环保领域的一个重要课题和研究方向。

土壤中的POPs有机污染物作为一类特殊的土壤污染物，有其不同于其他污染物的污染特性，并因其成分复杂和危害性，被列为环境中潜在危险性大、应优先控制的毒害性污染物。因此，国外许多发达国家已明文规定，对受多环芳

烃类污染的土壤必须进行妥当处置，以保证生物及其环境的安全。

国内目前对POPs污染土的处理技术主要有：热解析技术、高级氧化技术以及生物抽提、生物修复等。但各技术均有一定的局限性，且热解析后的大气污染不容忽视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机污染土与城市废弃物联合处理与水泥窑结

合的方法。是针对POPs污染土壤，采用将污染土与城市废弃物联合处理的方式，并利用水泥窑，达到多种有机污染物同时处理的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种有机污染土与城市废弃物联合处理与水泥窑结合的方法，包括RDF制作和水泥窑生产工艺，所述水泥窑生产工艺中包括有送入窑尾分解炉内作为三次风的助燃空气，其中，所述RDF制作是将城市废弃物、有机污染土、添加剂混合搅拌挤压形成RDF，所述RDF的含水率控制在20%-40%之间，然后将RDF送入水泥窑热解气化；所述城市废弃物、机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：10～70

有机污染土：15～35

添加剂：     5～35

其中:所述城市废弃物是城市生活垃圾、污泥、餐厨垃圾、陈腐垃圾；所述有机污染土是多环芳烃污染土、石油烃污染土、有机农药污染土；所述添加剂是电石渣、粉煤灰。

方法进一步是：将所述RDF送入所述水泥窑窑尾分解炉内，引入水泥窑三次风，控制三次风的风量为RDF充分燃烧时的25%～30%，窑尾分解炉内的热解气化温度控制在650摄氏度至750摄氏度。

方法进一步是：所述城市废弃物、有机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：65

有机污染土：25

添加剂：     5

其中：所述城市废弃物是破碎至10cm粒度以下、含水率为60%的城市生活垃圾；所述有机污染土是除建筑垃圾后的多环芳烃污染土；所述添加剂是电石渣。

方法进一步是：所述城市废弃物、有机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：75

有机污染土：25

添加剂：     5

其中：所述城市废弃物是含水率为80%的污泥；所述有机污染土是除建筑垃圾后的石油烃污染土；所述添加剂是电石渣。

方法进一步是：所述城市废弃物、有机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：65

有机污染土：25

添加剂：    10

其中：所述城市废弃物是含水率为70%的餐厨垃圾；所述有机污染土是除建筑垃圾后的有机农药污染土；所述添加剂是电石渣。

方法进一步是：所述城市废弃物、有机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：60

有机污染土：30

添加剂：    10

其中：所述城市废弃物是破碎至10cm粒度以下、含水率为35%的陈腐垃圾；所述有机污染土是除建筑垃圾后的有机磷农药污染土；所述添加剂是电石渣。

方法进一步是：所述城市废弃物、有机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：75

有机污染土：15

添加剂：    10

其中：所述城市废弃物是含水率为80%的餐厨垃圾和生活垃圾、以及石灰干化污泥的组合，餐厨垃圾、生活垃圾与石灰干化污泥组合比是50:25；所述有机污染土是除建筑垃圾后的DDT农药污染土；所述添加剂是电石渣。

本发明与现有技术相比具有如下优点：作为POPs污染土壤与城市固体废弃物的处理方式，不仅可以利用POPs污染土壤与城市固体废弃物中的热能，所得处理后的污染土壤还可以直接烧制水泥或作为水泥生料配料使用，可以同时处

理土壤与城市固废，大大降低单独处理的成本。此方法还可降低水泥窑煤耗，减少水泥窑氮氧化物排放。

下面结合实施例对本发明作一详细描述。

具体实施方式

一种有机污染土与城市废弃物联合处理与水泥窑结合的方法，包括RDF（固体废弃物衍生燃料）制作和水泥窑生产工艺，所述水泥窑生产工艺中包括有送入窑尾分解炉内作为三次风的助燃空气，其中，所述RDF制作是将城市废弃物、有机污染土、添加剂混合搅拌挤压形成RDF，然后将RDF送入水泥窑热解气化；所述城市废弃物、机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：10～70

有机污染土：15～35

添加剂：     5～35

其中:所述城市废弃物是城市生活垃圾、污泥、餐厨垃圾、陈腐垃圾；所述有机污染土是多环芳烃污染土、石油烃污染土、有机农药污染土；所述添加剂是电石渣、粉煤灰。

实施例中：将所述RDF送入所述水泥窑窑尾分解炉内，引入水泥窑三次风，控制三次风的风量为RDF充分燃烧时的25%～30%，窑尾分解炉内的热解气化温度控制在650摄氏度至750摄氏度。

实施例中：所述RDF的含水率控制在20%-40%之间。

实施例中：所述水泥窑系统三次风是来源于鼓风机送入篦冷机的冷空气与熟料进行热交换后的高温空气；该高温空气经过回转窑与篦冷机的连接竖井，进入回转窑的窑头罩。其中一部分入回转窑作为窑头的助燃空气，剩余的部分即为所述三次风。三次风经过风管送入窑尾分解炉内作为燃料和垃圾燃烧的助燃空气。三次风的温度范围为650℃～900℃，单位熟料的流量为0.48～0.60Nm3/kg熟料。

上述方法对POPs污染土进行的处理：其步骤进一步总结如下：

A、将城市生活垃圾、污泥、餐厨垃圾、陈腐垃圾等去除杂物、分选、破碎后，与去除建筑垃圾后的污染土按照比例混合，掺入5-10%的电石渣、粉煤灰等作为添加剂，混合物料的含水率在20%-40%之间为宜；

B、将几种混合物送入搅拌机，混合均匀；

C、采用煤球成型机将混合物挤压成型，制备成RDF；

D、将制备的RDF送入水泥窑分解炉底部，调整分解炉的风量并控制分解炉的氧含量，使RDF气化。或者，将制备的RDF送入水泥窑外挂的气化炉，引入三次风，控制三次风的风量为充分燃烧时的25~30%，炉温控制在700度左右，使RDF气化。

E、气化后燃气进入分解炉，底渣可作为水泥混合材配置水泥或者作为水泥窑生料配料使用。其中，作为水泥混合材配置水泥的添加量不宜超过20%。

以下是几个集体的实施例:

实施例1：

取650Kg的、含水率为60%城市生活垃圾，经过分选，去除杂物，破碎至10cm以下后，掺入250Kg的、去除建筑垃圾后的多环芳烃污染土，再加入掺入50Kg的电石渣作为添加剂，送入搅拌机搅拌10分钟后，采用平模成型机将混合物挤压成型，制备成RDF。将RDF送入水泥窑分解炉底部，控制氧含量在5%以下，使RDF气化，气化产生的可燃气体与三次风一起进入分解窑焚烧，气化后的残渣直接进入旋窑制备成水泥。经过此处理后，水泥窑煤耗降低5%，水泥窑氮氧化物排放总量减少15%以上。

相当于所述城市废弃物、有机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：65

有机污染土：25

添加剂：     5

其中：所述城市废弃物是破碎至10cm粒度以下、含水率为60%的城市生活垃圾；所述有机污染土是除建筑垃圾后的多环芳烃污染土；所述添加剂是电石渣。

实施例2：

取750Kg的、含水率为80%的污泥，掺入250Kg的、去除建筑垃圾后的石油烃污染土，再加入掺入50Kg的电石渣作为添加剂，送入搅拌机搅拌10分钟后，采用平模成型机将混合物挤压成型，制备成RDF。将RDF送入水泥窑外挂气化炉，通入三次风，控制三次风的风量为10000Nm³/h以下，控制炉温为700度，使RDF气化，气化产生的可燃气体进入分解窑焚烧，残渣进入水泥窑生料磨。经过此处理后，水泥窑节约20%的硅质原料，煤耗降低8%，水泥窑氮氧化物排放总量减少20%以上。

相当于所述城市废弃物、有机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：75

有机污染土：25

添加剂：     5

其中：所述城市废弃物是含水率为80%的污泥；所述有机污染土是除建筑垃圾后的石油烃污染土；所述添加剂是电石渣。

实施例3：

取650Kg的、含水率为70%餐厨垃圾，经过分选，去除杂物，破碎至10cm以下后，掺入250Kg的、去除建筑垃圾后的有机磷农药污染土，再加入掺入100Kg的电石渣作为添加剂，送入搅拌机搅拌10分钟后，采用平模成型机将混合物挤压成型，制备成RDF。将RDF送入水泥窑外挂气化炉，通入三次风，控制三次风的风量为9000Nm³/h，控制炉温为700度，使RDF气化，气化产生的可燃气体进入分解窑焚烧，残渣进入水泥窑生料磨。经过此处理后，水泥窑节约20%的硅质原料，煤耗降低3.5%，水泥窑氮氧化物排放总量减少10%以上。

相当于所述城市废弃物、有机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：65

有机污染土：25

添加剂：    10

其中：所述城市废弃物是含水率为70%的餐厨垃圾；所述有机污染土是除建筑垃圾后的有机农药污染土；所述添加剂是电石渣。

实施例4：

取600Kg的、含水率为35%的陈腐垃圾，经过分选，去除杂物，破碎至10cm以下后，掺入300Kg的、去除建筑垃圾后的有机磷农药污染土，再加入掺入100Kg的电石渣作为添加剂，送入搅拌机搅拌10分钟后，采用平模成型机将混合物挤压成型，制备成RDF。将RDF送入水泥窑分解炉底部，控制氧含量，残渣进入旋窑烧制水泥。经过此处理后，水泥窑节约30%的硅质原料，煤耗降低1.5%，水泥窑氮氧化物排放总量减少10%以上。

相当于所述城市废弃物、有机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：60

有机污染土：30

添加剂：    10

其中：所述城市废弃物是破碎至10cm粒度以下、含水率为35%的陈腐垃圾；所述有机污染土是除建筑垃圾后的有机磷农药污染土；所述添加剂是电石渣。

实施例5：

取100Kg的含水率为80%的餐厨垃圾和400Kg的生活垃圾，经过分选，去除杂物，破碎至10cm以下后，掺入250Kg的石灰干化污泥、150Kg的去除建筑垃圾后的DDT农药污染土，再加入掺入100Kg的电石渣作为添加剂，送入搅拌机搅拌10分钟后，采用平模成型机将混合物挤压成型，制备成RDF。将RDF送入水泥窑分解炉底部，控制氧含量，残渣进入旋窑烧制水泥。经过此处理后，水泥窑节约35%的硅质原料，煤耗降低2.5%，水泥窑氮氧化物排放总量减少15%以上。

相当于所述城市废弃物、有机污染土、添加剂的重量分数比分别是：

城市废弃物：75

有机污染土：15

添加剂：    10

其中：所述城市废弃物是含水率为80%的餐厨垃圾和生活垃圾、以及石灰干化污泥的组合，餐厨垃圾、生活垃圾与石灰干化污泥组合比是50:25；所述有机污染土是除建筑垃圾后的DDT农药污染土；所述添加剂是电石渣。