随着社会的发展和城市的大规模建设,由城市污水处理厂排放的污泥所带来的环境问题与日俱增。水泥生产系统所具有的高温环境,为城市污泥的处置提供了理想条件。因此,开发新型水泥窑协同处置污泥技术,实现城市污泥的无害化、资源化利用,具有重要的社会效益。本文在“利用水泥生产线窑尾系统雾化干化及焚烧污泥技术”工业示范线上,开展了雾化干化工业试验,为该技术的开发和推广应用提供了重要的理论支持和参考数据。按照技术方案,建成了“利用水泥生产线窑尾系统雾化干化及焚烧污泥技术”工业示范线,完成了系统调试,并开展了污泥泵送特性研究。结果表明:循环泵送是改善污泥流动性的较好途径;回流阀的临界开度为15°,污泥泵送压力在此开度时会发生突变;确定出合理的泵送参数;当污泥喷入量小于2t/h时,水泥生产线窑尾系统热工参数和出干化设备物料组成基本没有变化。利用ICP,研究了污泥干化和焚烧过程中重金属的挥发特性和水泥熟料对重金属的固化情况。结果表明:干化和焚烧温度越高,重金属元素挥发量越大;石灰能够抑制重金属的挥发,掺量越高,效果越明显,泥灰比为1:0时重金属挥发量是1:2时的2倍以上。当干污泥在生料中的掺量为1%时,Cd、Cu、Ni固化率分别为:85.5%、95%、83%。利用GC-MS,研究了污泥干化过程中有害气体的释放特性。研究表明:干化温度升高,污泥释放含氮、含苯环类有害气体种类增加;飞灰能抑制、吸附含氮、含苯环等有害气体的释放;污泥释放的含硫有害气体以二硫基形式存在。利用热平衡方程组分析了污泥对水泥窑尾热工系统的影响。计算结果表明:污泥热值、含水率均存在临界值,其值越偏离其临界值,对窑尾热工系统影响越大;污泥含水率越低、热值越高能够节约煤耗越多。本文研究结果为“利用水泥生产线窑尾系统雾化干化及焚烧污泥技术”的工业化应用提供了重要理论和数据支持。