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基于城市污泥处置的体会与探析
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-03-16 17:26:22

       摘要:随着城市污水处理量的增加,污泥产生量也随之大幅度增加,污泥处置是城市面临的新问题。笔者在燃煤热电企业工作,近几年来又从事城市污泥的处理处置,对城市污泥的处理处置有了一些了解,就此谈谈自己的体会与思考 

  关键词: 污泥干化锅炉焚烧体会与思考  

  中图分类号:[TU992.3] 文献标识码:文章编号:  

  1 城市污泥的问题 

   随着我国城镇化水平不断提高,污水处理设施建设得到了高速发展,据(2013-2017年中国污泥处理处置深度调研与投资战略规划分析报告)统计2010年我国城镇污水处理厂已经建有2500多座,城市污水处理能力已达到每天1.22亿吨,为实现国家的减排目标和水环境改善,作出了巨大贡献。但是污水厂的建设及运行伴随产生了大量剩余污泥,以含水率80%计,全国年污泥总产量将很快突破3000万吨,污泥处理形势十分严峻。 

   由于人国污水厂在建设过程中,长期以来“重水轻泥”,我国城镇污水处理厂基本实现了污泥的初步减量化,但未实现污泥的稳定化处理。约80%污水厂建有污泥的浓缩脱水设施,达到了一定程度的减量化,约有80%的污泥未经稳定化处理,污泥 中含有恶臭物质、病原体、持久性有机物等机物等污染物从污水转移到陆地,导致污染物进一步扩散,合得已经建成投运的大污水处理设施的环境减速排效益大打折扣。据有关统计资料显示,目前处置方式中,土地填埋占63%、污泥好氧发酵+农用约占13.5%、污泥自然干化综合利用占5.4%、污泥焚烧占1.8%、污泥露天堆放和外运各占1.8%和14.4%。事实上,土地填埋、露天堆放和外运的污泥处理大部分属于随意处置,真正实现安全处置的比例不超过20%。制约污泥处理处置设施建设的因素很多,但国家对污泥处理处置总体路线不够明确是重要因素之一。城市污泥如何更好地处置是全社会关心的问题。 

  2 解决问题的对策 

  解决城市污泥的最终目标是实现减量化、无害化和安全稳定化。污泥燃烧是一项技术成熟、节约能源、符合国家能源政策的环保项目,是目前处理污泥的最有效办法。目前污泥焚烧技术已经成为污泥处置的主流,愈来愈受到重视。这是因为与其它污泥处理、处置方法(如将污泥先改性再经高压板式压滤成泥饼后填埋、所谓污泥肥料化等)相比较,具有突出的优势,能够实现减量化、无害化、资源化。污泥焚烧技术成熟不复杂,可利用现有热电厂锅炉,掺入煤中直接燃烧;污泥中的可燃气体及可燃物质作为热能可以回收;而采用燃烧的办法是减量化,避免污染转移的最好办法。 

  3 目前焚烧污泥的二种主要方式 

  方式1 脱水污泥直接加入流化床锅炉内与煤混烧 这种方式充分利用了流化床锅炉对多种燃料,特别是多水分、低热值燃料的适应性,只需在锅炉顶部或侧墙,开一个或几个孔,通过一套专用的输送设备,将含有约60%水份的污泥块直接送入炉内,利用污泥中的水份在高温下蒸发汽化,体积膨胀,污泥块爆破使污泥细化,参与炉内的流化过程,与煤混合燃烧。 

  方式2 将脱水污泥进一歩干化,使污泥的含水率低以40%成粉粒状掺入煤中(或与拉圾混合)进入锅炉焚烧。 

  比较上述二种方式:方式1污泥脱水工艺简单、脱水过程能耗少,但城市污泥热值不高且大于60%的含水率的入炉污泥燃烧价值不高,不仅不能提供热量,反而还要耗能(煤),影响锅炉燃烧工况;方式2污泥干化增加了干化工艺、干化过程需要耗能(所谓的利用光能、风能效率太低目前还不能实现产业化) ,但干化后的污泥热值提高,入炉后参以燃烧具有热能的价值。比较二种方式:方式2 对污泥处置的效率高,焚烧过程更可靠,资源再利用效果更明显。(南京、武汉、于津等地的专家对污泥不同含水率焚烧效果都有很好的分析和总结) 

  4 目前比较成熟的污泥干化工艺 

  一是以浙江绍兴中环建成的日处量2000吨湿污泥工程,采用空心浆叶机进行干化的方法。将含水率85%的湿污泥泵入空心浆叶机,以蒸汽(或导热油)为媒介间接加热污泥蒸发水汽的方法,使污泥中水份蒸发后含水率降到45%以下,成粉状或小颗粒状,送入锅炉与煤掺和焚烧。采用蒸汽利用空心浆叶干燥机对污泥干化,使污水厂经袋式过滤后含水率85%的湿污泥,通过空心浆叶干燥机干化使含水率降到45%及以下可以掺煤焚烧这种工艺方法已经在许多地方推行。 

  二是以苏州工业园区污泥处置资源化及综合利用工程为例的目前较为先进的“薄层蒸发加带机干化”工艺,也叫“二段法”工艺。所谓的“二段法”,即首先将含水率80-85%的湿 污泥输入第一段薄层蒸发器,利用蒸汽间接式加热,使湿污泥干化到含水率55%成泥饼,再经切碎机切成条型䢋入第二段带式干化机,经过第二次干化(这第二次干化采用的热媒来自第一段蒸发器的余热)使污泥的含水率降至10-20%,成为“干污泥”,输到热电厂的燃煤锅炉,与煤掺和焚烧。 

  二者比较:前者设备工艺简单、干化加工成本相对低,但能耗高,热能利用率低;后者设备工艺复杂、干化加工成本要高许多,相对能耗低,热能利用率高。笔者认为:从长远观点看、从能源价值看,应以“二段式干化”的方式推广和肯定,这里就有一个政府主导,环保理念与能源价值、社会效益与企业利益的关系 

  5 目前污泥干化---焚烧处置方法的思考 

  前面介绍了目前污泥干化---焚烧的二种工艺,其中前一种污泥干化工艺已在各地不同行业(如热电厂、污泥拉圾焚烧厂、拉圾焚烧发电行业、以及印染行业) 以不同规模逐步推广并已经开始走向产业化,各地政府要求已建成的拉圾焚烧发电厂增设污泥焚烧,对新建的拉圾发电厂必须配套污泥焚烧。这些企业具备了污泥干化所需的热能、污泥干化过程中产生的废汽可以通过密封管道送入锅炉处理,干化的污泥作为热源入炉燃烧,污泥干化过程中蒸汽疏水余热回收用于锅炉给水,所以它是目前城市污泥处置的有效方法,可以实现减量化和安全处置化。 

  但污泥毕竟是一种污染物,它含有大量有害细菌、可燃气体、重金属,干化过程中产生的大量废汽、废水如何有效处理,真正实现无害化还是应该认真探讨,不少小规模的污泥干化项目往往由于考虑加工成本,将干化过程中产生的废汽、废水直排、偷排,造成空气和地下水的二次污染;目前已经采取废汽入炉焚烧的,真正能做到烟气达标排放的还要做许多努力。正如一些专家但心的这种废汽经焚烧会产生新的更具有危害的毒性气体,新的问题出现,值得认真对待。国家有排放标准,也提出了相应的防治措施,关键在于如何来严格执行。笔者认为:城市污泥的处理和处置是社会的一项公益事业,政府处于主导地位,城市规划中明确采用集中污泥处置地,必须规范化、组织专家论证,明确技术方案,指导市场运作。本人亲历污泥处理走过的弯路,原先污泥处理采用的工艺,是将污水厂运来的含水率85%的湿污泥---加水淘洗---加药剂改性----经高压板式过滤机脱水生产出含水率接近于55%的泥饼,其结果烧又不能烧、填埋又不许的两难境地,最终未能实现污泥的处置,被迫放弃原已形成的一整套耗资几百万装备的作业线,再重新投资改造成目前采用蒸汽空心浆叶干燥,能将污泥干化至含水率低于43%的、日处理200吨湿污泥规模的示范生产线,实现了掺入煤中进入锅炉焚烧的成功,前期浪费的人力、物力和时间值得检讨引于为训。 

  笔者认为城市污泥处置要实现资源化的提法值得商榷,过度干化的污泥虽然提高了热值但远不能抵消干化污泥所需的能耗,干化的同时污泥中可燃气体几近消失,我们对城市污泥干化到含水率43%时,多次测定它的低位热值在1200千焦/千克左右,所以“污泥能发电”的效果不明显,也不是城市污泥处置的目的。由此引伸出要明确城市污泥处理处置的可行技术路线,重点要解决的是污泥焚烧过程中废气的达标排放,防治因焚烧产生有害气体的二次污染。2009年国家发布的《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》明确:“地方人民政府是污泥处理处置责任主体;污泥处理处置运营单位负责污泥安全处理处置;污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化”。 

  城市污泥干化焚烧作为目前一种有效的方式,还在发展优化过程中,形成产业趋势日益明显,充分利用城市已经建成的燃煤热电厂、拉圾焚烧发(热)电厂的工艺装备,来实施城市污泥的干化处理---干化污泥过程中的废气收集焚烧----干化污泥处置焚烧。条件已具备,技术路线也明确,政府要积极扶持,加强指导,通过核算给予补贴,鼓励企业的同时要做好临管。 

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