淺析生活垃圾焚燒爐焚燒生活污泥

郗青旗

（太倉協鑫垃圾焚燒發電有限公司江蘇太倉215416）

根據有關資料，截止到2009年年底，全國城鎮污水處理量達到280億立方米，濕污泥（含水率80%）產生量突破2000萬噸。我國污水處理廠所產生的污泥，有80%沒有得到妥善處理。污泥散發的臭氣污染空氣，病原菌對人類健康產生潛在威脅，重金屬和有毒有機物污染地表和地下水系統，因此當前污泥處置面臨不少問題。

本文將從生活污泥的無害化處置角度出發，對生活垃圾焚燒爐處理生活污泥的影響展開進一步的分析。

1 城市生活污泥的處置趨勢

1.1 生活污泥的來源

城市污泥成分及其復雜，通常是由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的非均質體。從外觀上看，城市污泥呈黑色或黑褐色的流體狀或泥餅狀物質，含水量高、易腐敗、有惡臭、有毒有害的特點，如果不加處理，任意排放，將會引起嚴重的二次污染。

1.2 生活污泥處置趨勢

目前生活污泥處置的主要方法有污泥填埋、污泥焚燒和污泥回收利用三種，從處置的效果看，以焚燒為核心的污泥處理技術是最徹底的污泥專業化處理方法。它可以使污泥中有機物全部碳化、燒死病原體，可以對含有重金屬或化學污染物的污泥實現完全的惰性化處理，可最大限度減少污染。

2 生活污泥處理方法的確定

污泥干化處理是對生活污泥的預處理，是任何處置方法的第一步。污泥的干化分為全干化和半干化兩種方式。在確定污泥處理方案時，不僅要考慮到技術的可行性，還要考慮投資和運行的經濟性。合理的技術方案應該是先將含水率80%左右的脫水污泥干燥到含水率為55%左右的顆粒狀污泥，機械干燥后的污泥與生活垃圾混合后進入焚燒爐焚燒。

3 目前焚燒污泥存在的主要問題

當前濕污泥直接焚燒的主流技術是：與煤混燒，同時必須采用油氣助燃，所用的燃燒方式主要有循環流化床混燒、煤粉混燒、造粒后在火床爐內混燒。隨著國家環境標準趨于嚴格，焚燒生活污泥主要體現在以下幾個問題：

3.1 二惡英問題

二惡英是一類劇毒物質，其急性毒性相當于氰化鉀的1000倍，大量的動物實驗表明很低濃度的二惡英類就對動物表現出致死效應。二惡英類屬于高度持久性化合物，對土壤和底泥具有強烈的親和性，很容易在生物組織中積累。

3.2 重金屬問題

重金屬一般以固態和氣態形式存在于煙氣中。因此重金屬的凈化主要是在“高效捕集”和“低溫控制”兩個方面采取措施。由于重金屬的凈化工藝與有機類污染物相似，即噴入活性炭進行吸附，然后由袋式除塵器對其捕集，在有機物凈化工序中，重金屬被同時凈化。

3.3 惡臭問題

嚴格控制整個濕污泥系統以及爐膛內都處于可靠的負壓狀態，以保證處理現場無惡臭外溢，這需要增加相應的設備投資和精細的運行管理；同時燃燒室內必須維持高溫，爐膛出口煙氣溫度不低于850℃，以保證消除煙氣的惡臭。

4 垃圾焚燒爐排爐處理污泥的技術優勢

4.1 先進的污水處理系統，可實現廢水的綜合治理

垃圾焚燒發電廠采用的污水工藝多為MBR+超濾+納濾+反滲透工藝，處理后達到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB 16889-2008）表三標準，出水指標達到以下標準：即指標COD<60mg/L、氨氮<8mg/L、pH6－9。處理的垃圾滲濾液COD濃度高達80000mg/l左右，完全有能力處理生活污泥機械干化排放的污水。

處理后的反滲透產淡水至垃圾焚燒電廠循環水池，用于主輔機冷卻水，并循環使用。處理后的納濾及反滲透濃水經鍋爐回噴、鍋爐出渣機冷卻水、煙氣處理急冷塔用水全部內部消化，最終實現了中水回用和零排放。

4.2 先進的焚燒控制系統，杜絕產生二次污染。

垃圾焚燒爐排爐優先采用控制焚燒技術避免二惡英類物質的產生：a、在焚燒過程中對生活垃圾進行充分的翻動和混合，確保燃燒均勻與完全；b、控制煙氣在焚燒爐爐膛內850℃以上的高溫區停留時間大于2秒，保證二惡英類物質的充分分解；c、盡量縮短煙氣在300～500℃溫度區的停留時間，減少二惡英類物質的重新生成。

此外，在后續過程中也采取了必要的治理措施，即將活性炭噴入反應塔后的煙氣管道中，用以吸收煙氣中的微量二惡英。活性炭粉經計量裝置計量后，以壓縮空氣為動力，經噴嘴送入袋式除塵器煙氣入口管道內，使煙氣中的二惡英類物質、重金屬顆粒吸附在活性炭粉上，被袋式除塵器捕獲，達到凈化的目的。

4.3 可靠的惡臭處理系統，防止臭氣外溢

垃圾焚燒爐排爐在運行時，其一次風從設置在垃圾倉上部的吸風口取風，垃圾倉中含有臭味物質的空氣作為燃燒空氣被送入焚燒爐內，在高溫的焚燒爐內臭氣污染物被燃燒、氧化、分解，同時抽氣使垃圾倉內形成微負壓，能防止臭氣外逸，保持垃圾倉外空氣清新和使得大氣環境不受臭氣污染。

5 生活污泥焚燒的影響分析

5.1 生活污泥焚燒對鍋爐經濟性影響分析

由于泥污含水率在50%左右，雖然其有機質存在一定的發熱量，但是污泥中大量的水分汽化吸熱量大大高于其發熱量，使鍋爐的效率有一定程度下降：

①燃燒過程中需要吸收大量的爐排熱量，這樣使鍋爐一次風量和二次風量明顯升高，同時使排煙容積增大，排煙熱損失增大，鍋爐效率降低，增大鍋爐引風量。

②污泥摻燒后，由于其本身成分較為復雜，燃燒后會造成煙氣排放指標上升，特別是煙塵、酸性氣體及重金屬指標上升，將增加系統石灰耗量和活性碳耗用量。

③生活污泥與生活垃圾配比的分析：焚燒水分為50%的生活污泥是放熱過程，由于熱值低污泥燃燒后溫度不足以升至850度及以上，所以在生活污泥焚燒過程中以吸收爐膛熱量為主，會使爐膛溫度下降。生活垃圾熱值普遍在1200大卡左右，是生活污泥的3倍，要通過生活垃圾焚燒放熱平衡污泥熱量的不足，在保證正常燃燒的情況下，每噸污泥需要摻燒8-10噸左右生活垃圾進行平衡，因此配比比例應在1：8左右為宜。

5.2 生活污泥焚燒后的成本分析

①噸垃圾發電量：垃圾焚燒爐的噸垃圾平均發電量在330kWh，根據配比比例，焚燒污泥和生活垃圾混合物噸垃圾發電量在300kWh垃圾左右。焚燒污泥后噸垃圾發電量下降約30kWh左右。經推算減少上網電量費用約為90元/噸左右。

②污泥由于含有50%的水分，為保持正常燃燒狀況，垃圾焚燒爐將增大風量調整，這樣會造成鍋爐煙氣量明顯上升，鍋爐風機單耗、排煙溫度也會同比增長，鍋爐效率將直接下降。增加的電量費用成本約20元/噸。

③根據污泥成份含量，污泥摻燒對煙氣環保排放指標有一定的影響，需要增加煙氣凈化系統耗材使用量，即增加石灰及活性碳耗量。這部分環保耗材耗量約增加成本為30元左右。

④50%水分的生活污泥由于流動性較大，單獨無法直接入爐，必須與生活垃圾進行充分的混合，期間會增加設備系統的損耗和維護量，同時由于生活污泥灰分較大，焚燒爐吹灰設備系統、空氣壓縮機系統維護量也會增大，該部分的成本與生活污泥量有關，經初步測算，生活污泥處置量在50噸/日的情況下，成本費用約為20元/噸。

根據以上的分析，垃圾焚燒爐處理約50噸/日的生活污泥，各項成本費用在160元/噸左右。當然焚燒生活污泥量應與垃圾焚燒爐規模相適應，對于垃圾焚燒爐規模為800噸/日的情況下，在保證焚燒爐正常的燃燒和環保達標排放的情況下，處置生活污泥宜在50噸左右為宜。

6 結論

生活污泥焚燒處理是生活污泥處置發展的趨勢，而生活垃圾焚燒發電廠焚燒生活污泥具有技術和環保的優勢，是可行的，雖然焚燒生活污泥會增加生產成本，但隨著國家環保要求進一步嚴格，是符合國家資源無害化處置政策，可徹底解決生活污泥處置問題，并真正做到污泥減量化、穩定化、無害化和資源化利用。

[1].張益，趙有才.《生活垃圾焚燒技術》，化學工業出版社

[2].俞玨瑾.《污泥干化焚燒處理工藝和設計要點》，中國市政工程

[3].污泥處理現狀及發展前景預測 中國擬在建項目網