污泥干化焚燒技術的應用探究

周凌峰

摘 ?要：污泥減量化、無害化以及穩定化是進行污泥處理的目的。文章通過污泥的回收與利用，實現保護環境，綜合利用資源。對典型污泥處理裝置進行分析，重點闡述了污泥干化焚燒的必要性，對污泥干化焚燒工藝的應用進行了詳細的論述。

關鍵詞：污泥干化;焚燒技術;循環流化床鍋爐

中圖分類號：TQ610.9 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0038-02

當前，污水處理技術日益完善，污水處理廠建設速度不斷提高，從而提高了污水處理的質量，與此同時，污泥量隨著污水處理量的增加而不斷的增加。污水處理過程中產生的污泥中含有大量的重金屬、病菌等各種污染物，當對污泥不進行處理，或者不有效處理，那么就會給環境造成二次污染。但是，當前我國處理污水過程中存在的“重水輕泥”的問題嚴重，造成了污泥處理不能滿足要求。實際上，當前環境污染問題的一個有效解決途徑就是無害化處理污泥。

1 ?典型污泥處理裝置分析

當前，填埋法、焚燒法、土地利用法即堆肥法、海洋排放法是世界上常見的典型污泥處理的措施。

第一，填埋法。早在二十世紀的六十年代就出現了利用填埋的方式處理污泥。隨著技術的不斷發展，填埋法處理污泥的技術發展越來越成熟。采用填埋法處理污泥，突出優勢在于處理污泥的容量大，但是需要投資比較小，更重要的是見效非?？?。因為采用填埋法處理污泥，要求較高的污泥土力學性質，并且處理污泥的場地要求面積足夠大，運輸污泥的費用過高，同時，對于污泥處理過程中為了使得地下水不受到污染必須對地基采取防滲措施。目前世界上很多國家與地區已經禁止建造新的污泥填埋場所。隨著技術的不斷創新，人們環保意識不斷提升，近來不斷減小污泥填埋的比重。

第二，焚燒法處理污泥。利用焚燒法處理污泥實際上是通過高溫技術處理污泥，也就是在焚燒爐中將被處理的有機廢物和一定量過剩空氣進行混合，從而使其發生氧化分解，在焚燒爐的高溫條件下，有機廢物含有的有害物質、有毒物質等由于氧化熱解從而被破壞。有機廢物盡可能的被焚燒，從而使得有機廢物變成無害的物質或者有毒有害物質盡可能的減少，并且為了避免二次污染的出現，要確保新污染物的產生盡量得到避免，這是焚燒的主要的目標。目前，隨著技術的不斷進步，新工藝、新技術不斷出現，通過科學的焚燒技術與預處理措施，能夠使得污泥熱能自足得到滿足，同時，能夠使得環境保護的要求得到滿足。

第三，土地利用法處理污泥。通常在污泥中含有的有機物比較豐富，同時，污泥中的氮磷鉀等營養元素比較豐富，包括Ca、Mg，Fe等在內的植物生長所必須要的微量元素的含量豐富。在農田中使用污泥，能夠使得土壤結構得到改良，從而使得土地的肥力等級，對于農作物的生長具有促進作用。雖然通過土地利用的方式處理污泥，其能耗比較低，在可以回收利用的污泥中其養分比較多等優勢顯著，然而，多種重金屬污染與病原菌等存在污泥中，所以，世界上各個國家都對農用污泥重金屬的標準進行了制定，并且，對無害化要求進行明確，嚴格限制單位面積土地應用污泥的量。2003年1月1日開始，瑞士政府嚴禁在農業生產中應用污水廠的污泥，全部污水廠污泥都要求通過焚燒進行處理。如果污泥長期在農業堆肥中得到應用，由于重金屬等有害物質使得人們的健康受到影響。

第四，海洋排放法處理污泥。把沒有經過處理的污泥向海洋中進行直接的排放是海洋排放法處理污泥。海洋排放法處理污泥的主要的優勢在于，經濟方便，然而，由于污泥排放物中含有復雜的成分，嚴重污染海洋，從而使得人類安全受到威脅。因此，早在1991年美國已經通過法律措施對象海洋中進行污泥排放的行為進行嚴格的制止。1991年5月，歐盟發布《Directive Concerning Urban Waste Water Treatment》，規定自從1998年12月31日開始， 不能將污泥傾倒入水體中。

2 ?污泥干化焚燒的必要性

相對于其他的污泥處理方法，污泥焚燒法的優勢非常顯著：

第一，利用焚燒的方式對污泥進行處理，能夠盡可能的減小污泥的體積，從而使得通過其他方法進行污泥處理過程中出現的大量空間問題得到有效解決，當前社會土地資源越來越緊缺，減少土地資源的占用無疑具有非常重要的意義。

第二，污泥被焚燒以后，能夠分解剩余的污泥內的有機物以及水分，少量無機物被焚燒成灰，所以，對于最終物質而言，需要處理的物質不多，并且重金屬離子問題不存在。污泥通過焚燒之后的第的焚燒灰可以作為建筑原材料。實際上，污泥焚燒處理污泥，不但安全并且具有極大的經濟性。

第三，利用干化焚燒方式處理污泥，由于具有非?？斓奶幚硭俣龋虼耍L期存儲是不需要的。與此同時，通過干化焚燒的方式進行污泥的處理，由于采用了就地焚燒技術，使得長距離運輸的問題得到避免。

第四，通過干化焚燒技術，能夠對能量進行回收利用，在供熱與發電方面具有重要應用。處理各種污泥時，污泥干化是需要解決的關鍵技術。有學者通過研究發現，如果降低污泥的含水量到一定稱帝，污泥的形態就會從流態轉變為固態，從而極大的縮小了體積。在流態轉換為固態的過程中，通過穩定劑的添加等措施，能夠使得污泥處理時限無害化、穩定化，確保了資源的有效利用。有關研究數據表明，污泥減量化效果最為顯著的含水量為45%-50%左右。當繼續降低含水量，會弱化減量化的效果。所以，對于污水處理廠中含水量75%～90%左右的污泥降低含水量，使其大約為50%，能夠使得污泥的質量減少，同時，可以充分焚燒，實現二次有效利用資源。

當前，采用干化后的污泥通過熱電廠循環流化床鍋爐焚燒技術對污泥進行處理，是我國循環經濟發展的要求，滿足我國國家戰略發展提出的“減量化、再利用、再循環”的要求，其經濟效益、社會效益以及環境效益非常顯著，具有廣闊的發展前景。

3 ?污泥干化焚燒工藝的應用

當前，污水處理廠對污泥進行處理的問題越來越突出，某熱電廠基于循環流化床鍋爐建設了350 t/d的污泥干化焚燒裝置。通過熱電廠優勢，把品味低的蒸汽作為熱源對污泥進行干化，同時，利用循環流化床鍋爐通過焚燒的方式處理干化的污泥。利用循環流化床鍋爐對干化污泥進行焚燒的流程如下：利用污水廠的運泥車把污泥向污泥緩存料倉進行運輸，污泥被利用輸送系統向污泥干化車間進行輸送，對其干化處理是通過污泥干燥機利用蒸汽間接加熱實現的。在封閉狀態下實現污泥的干燥，對于廢氣的冷卻是通過冷凝器實現的，向鍋爐引入不凝結的氣體，同時在鍋爐內焚燒不凝結的氣體，在城市污水管網中直接排入冷凝的污水，從而使得冷凝的污水被輸送到污水處理廠，利用加熱蒸汽進行冷凝的方式，進行回收，實現再利用，一方面使得環境污染得到避免，另一方面，使得資源的利用得到提高，節約了能源。利用干化處理的污泥中大約有40%的含水量，把干化處理的污泥向儲煤棚進行輸送，和原煤進行摻合，一起送入到鍋爐內進行燃燒，燃燒以后產生的灰渣，通過鍋爐原有的除渣系統進行排出再次進行利用。如圖1 所示。

在污泥焚燒系統中，基于污泥焚燒的特征，工業燃煤利用煤的上料系統輸送到流化床中，在爐內進行焚燒是基于輔助燃料進行的。在焚燒的過程中，會產生高溫的煙氣，這些煙氣向余熱回收系統輸送。

新鮮空氣與污泥倉臭氣提供了焚燒的一次風，同時，對蒸汽加熱式一次空氣風預熱器進行設置，當污泥的熱值比較低的時候，或者是污泥具有比較高的含水量的時候，可以把流化的空氣進行預熱，使其溫度升高，達到120 ℃左右，從而使得入爐的熱量提升，進而使得添加輔助燃料的量減少。

干化系統部分洗滌的載氣提供了二次風，當二次風量不夠時，通過新鮮空氣進行補充。循環流化床鍋爐中燃料的充分燃燒時需要的二次風是通過二次風機提供的，沿著循環流化床鍋爐爐膛的高度方向，二次風分層送入到焚燒爐的中部燃盡量室，從而使得燃燒更加的充分。

污泥焚燒中通過將石灰石添加在焚燒爐中使得煙氣內產生的一部分酸性氣體被脫除。煙氣進入到半干脫酸塔中，充分混合噴射的石灰漿液吸收劑，從而使得吸收劑能夠和煙氣內的酸性氣體發生反應，可以除去煙氣內的酸性氣體。落入到塔底部的粉塵通過灰斗進行排除。之后，煙氣被送入到膨脹反應器中，和石灰石進行充分接觸，利用石灰石對煙氣內剩余的酸性氣體進行排除;將活性炭粉末噴到布袋除塵器之前的煙道之上，利用活性炭對煙氣內的重金屬、二噁英類物質進行吸收。最后，利用在線監測系統實時監測煙氣，從而對工藝進行及時的調整，使得煙氣達標。

污泥焚燒過程中，需要對灰渣進行處理。焚燒爐的出渣通過水冷、冷渣器進行水冷，通過不燃物輸送機向振動篩進行篩分，將篩出的石英砂利用砂提升機向焚燒爐進行輸送從而實現循環利用，灰渣通過輸送機向灰渣間進行輸送并且存儲。利用裝袋外運的方法處理余熱鍋爐、半感脫酸塔、省煤器等產生的飛灰。

4 ?結 ?語

通過對某污泥干化焚燒技術項目的應用分析，基于循環流化床鍋爐建設的污泥干化焚燒裝置能夠使得“減量化、無害化、資源化”的污泥處理的目標得到實現。使得循環經濟的理念得到充分的體現。在燃燒過程中應用半干化的污泥作為燃燒的燃料，能夠節約大量煤炭資源。同時，能夠綜合回收利用焚燒后的污泥的灰渣，將其利用在建筑方面。對污泥進行干化的過程中，產生的殘余其他能夠直接向鍋爐進行輸送，進行燃燒，實現了處理的無害化，使得對于環境的污染不斷減小，從而保護的環境。事實上，基于循環流化床鍋爐的污泥干化焚燒裝置，使得企業污泥處理的能力得到提高，從而使得區域內污泥安全處理的需要得到滿足，得到了比較良好的社會效益、經濟效益與環境效益。并且，企業熱電聯產的發展，實現了經濟可持續發展。

與此同時，需要注意的是污泥干化焚燒處理成本受到來料污泥脫水的影響。大部分污水處理對凈化水指標給予足夠重視，然而對污泥標準比如含水率、礦物含油脂率等指標重視不過，使得污泥處理的難度增加。所以，為了使得污泥處理品質滿足國家有關標準的要求，需要實時監測與統一管理污泥的處理。

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