一、污泥焚燒技術(shù)現(xiàn)狀

污泥焚燒是將脫水污泥直接送入焚燒爐焚燒。污泥焚燒技術(shù)是“最徹底”的污泥處理方法,它能使有機(jī)物全部碳化,有效病原體,最大限度地減少污泥體積;而且占地面積小,自動化水平高,不受外界條件影響。目前污泥焚燒成套技術(shù)主要由國外幾家著名環(huán)保公司掌握,主流焚燒技術(shù)采用循環(huán)流化床焚燒技術(shù),但在干燥、煙氣處理等方面各具特點(diǎn)。

1、法國Colombes污水處理廠（威立雅污泥焚燒系統(tǒng)）

Colombes污水處理廠擁有4座流化床型污泥焚燒爐,總處理量100tDS/d。焚燒爐由兩段同軸的圓柱體組成并通過錐形部分連接。底部的筒體帶有風(fēng)箱、燃燒空氣分配和壓力室,上部筒體是燃燒發(fā)生的燃燒室,兩者均為內(nèi)襯耐火磚的鋼結(jié)構(gòu),具有大的容積,能適應(yīng)1200℃高和磨蝕。燃料和污泥直接放置在砂床的底部被燒棄。熱交換器通過安裝在爐子頂部的噴淋裝置保護(hù)額外的熱量沖擊或過熱。當(dāng)度超過870℃噴淋系統(tǒng)將啟動以減輕對熱交換器機(jī)械強(qiáng)度的影響。風(fēng)箱是一個(gè)內(nèi)襯耐火磚豎向軸的鋼質(zhì)圓柱體,在風(fēng)箱進(jìn)氣管中空氣被預(yù)熱到550℃,通過對排放氣體中剩余氧含量的監(jiān)測來控制調(diào)節(jié)風(fēng)箱的進(jìn)氣量。在空氣進(jìn)口相對的位置,設(shè)置燃油氣體燃燒器,用于在調(diào)試、啟動和長期停爐后預(yù)熱焚燒爐。系統(tǒng)煙道廢氣處理采用半濕法處理工藝,3臺焚燒爐共同工作可處理3200tDS/月,每臺焚燒爐每天可以處理含水率30％的污泥120t。實(shí)際運(yùn)行時(shí),年處理總量僅為處理能力的60％,高峰時(shí)可以達(dá)到處理能力的90％。污泥處理的燃料（油脂）消耗為11-12L/m3,最大焚燒爐冷卻水用量為20L/m3。試運(yùn)行期間,2臺焚燒爐在75％負(fù)荷情況下運(yùn)轉(zhuǎn)良好,但還是有部分時(shí)間（站運(yùn)行總時(shí)間的3.1％）由于脫水污泥和油脂混合物內(nèi)有水囊等原因無法正常進(jìn)料。

2、安德里茨污泥干化焚燒系統(tǒng)

安德里茨污泥干化焚燒系統(tǒng)是基于干化和焚燒兩段工序基礎(chǔ)之上的。干化設(shè)備從原理上分為間接干燥器和直接干燥器。分別建立在對流和傳導(dǎo)上理論基礎(chǔ)上的;從形式上分為轉(zhuǎn)鼓式（DDS）、流化床式（CDS）、帶式（BDS）。帶式干化系統(tǒng)在低蒸發(fā)熱量以及廢氣較多的情況下具有一定優(yōu)勢,適用于小型污泥處理廠。流化床干化系統(tǒng)適用于高蒸發(fā)量和工業(yè)污泥干化過程。對于中等蒸發(fā)量,污泥性質(zhì)不穩(wěn)定,顆粒度要求高以及沒有蒸汽鍋爐的條件下適用轉(zhuǎn)鼓式干化系統(tǒng)。安德里茨污泥干化焚燒系統(tǒng)的代表是EcoDry系統(tǒng),脫水污泥和干燥顆粒經(jīng)過混合系統(tǒng)被送至轉(zhuǎn)鼓前端,被來自熱交換系統(tǒng)的熱風(fēng)送入轉(zhuǎn)鼓式干燥器,然后經(jīng)過分離器污泥顆粒從熱氣流中分離出來進(jìn)入篩選設(shè)備,細(xì)小顆粒作為基料進(jìn)入后混合系統(tǒng),粗大顆粒被送入粉碎機(jī)粉碎后作為焚燒爐的能源。焚燒爐產(chǎn)生的高煙氣經(jīng)過熱交換裝置后,分別經(jīng)過吸收器1、2凈化處理后排放。

3、Cpenhagen市污泥處理系統(tǒng)（西格斯污泥焚燒系統(tǒng)）

Copenhagen市污泥處理系統(tǒng)采用西格斯流化床焚燒爐系統(tǒng),該系統(tǒng)具有分級燃燒的特點(diǎn),確保良好的度控制和完全燃燒,并可以促使一氧化碳和氮氧化物排放量降低,而且可以在過氧量較低的情況下運(yùn)行。流化床的污泥蒸發(fā)/燃燒裝置內(nèi)有一個(gè)內(nèi)部能量回收系統(tǒng),能使低熱值的污泥用自身熱量燃燒,即讓參與燃燒的空氣在內(nèi)部熱回收系統(tǒng)中預(yù)熱至650°C,從而降低輔助燃料的消耗。該系統(tǒng)可以焚燒6MJ/kg以下的低熱值污泥,

二、污泥焚燒技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用情況

污泥焚燒在國內(nèi)應(yīng)用較少,主要的應(yīng)用領(lǐng)域也限于小規(guī)模、特殊行業(yè)。大規(guī)模市污泥焚燒技術(shù)的應(yīng)用開始于2004年建成運(yùn)行的上海石洞口污水處理廠污泥焚燒系統(tǒng)。除了引進(jìn)技術(shù),國內(nèi)部分科研單位也結(jié)合我國國情進(jìn)行了相關(guān)工藝技術(shù)的研究和實(shí)驗(yàn)。中國科學(xué)院工程熱物理研究所針對北京高碑店污水處理廠脫水污泥進(jìn)行了循環(huán)流化床污泥焚燒中試,完成了70～90％含水率脫水污泥燃燒特性和排放特性實(shí)驗(yàn);浙江大學(xué)、東南大學(xué)、機(jī)械科學(xué)研究院環(huán)保所等單位也在不同層面進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)及設(shè)備的研究,但基本上是基于國外技術(shù)基礎(chǔ)之上或僅針對焚燒過程進(jìn)行較為深入研究,總體還未形成適應(yīng)自身特點(diǎn)的成套工藝技術(shù)。

三、污泥焚燒技術(shù)存在問題

污泥焚燒技術(shù)存在諸多問題,其中核心問題是投資大、處理費(fèi)用高、有機(jī)物燃燒產(chǎn)生二惡英等劇毒物質(zhì)。

1投資問題

相對于填埋和堆肥,焚燒系統(tǒng)的投資無疑是巨大的。填埋、堆肥、焚燒的投資比例一般為1:1.5:3,全部采用國外設(shè)備的投資還會更高。但是考慮到土地資源不可再生的因素,在進(jìn)行技術(shù)可行性研究時(shí),投資應(yīng)該與土地一同考慮。

2處理成本問題

理論上,焚燒系統(tǒng)的處理成本應(yīng)該是三種主流技術(shù)中最低的,因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行的動力主要來自污泥自身的能量。但是目前由于脫水污泥的含水率、有機(jī)物含量、成份不穩(wěn)定,需要添加一定量的化石燃料,但前能源價(jià)格動蕩將會直接影響到處理成本。

3二次污染問題

污泥焚燒系煙氣凈化技術(shù)相對成熟,但部分有機(jī)物燃燒還將產(chǎn)生二惡英等劇毒物質(zhì),目前消除這一影響主要采用加設(shè)二燃室、控制燃燒度等辦法,但由于二惡英物質(zhì)測技術(shù)尚不成熟,無法真正確保二次污染問題得到有效控制,這也是焚燒技術(shù)最大的局限性因素。

四、結(jié)語

由于焚燒技術(shù)存在的上述問題,在中國推廣使污泥焚燒技術(shù)還有一定的困難,但面對日益緊張的人口和土地問題,減量化程度最高的焚燒技術(shù)作為堆肥和填埋的必要補(bǔ)充,還是有存在的必要性。尤其是針對一些產(chǎn)泥量大而且難于資源化處理的行業(yè),如造紙、皮革等,污泥焚燒技術(shù)提供了一個(gè)污泥處置選擇。

污泥焚燒技術(shù)今后的研究發(fā)展方向應(yīng)該結(jié)合我國特點(diǎn)進(jìn)行:（1）開發(fā)成套技術(shù),努力降低投資和運(yùn)行成本。（2）針對特定行業(yè)開發(fā)適應(yīng)我國國情的焚燒技術(shù)。（3）改進(jìn)水處理工藝,考慮污泥后處理要求,增加污水水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目,確保污泥處置系統(tǒng)的穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

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