污泥單獨干化焚燒與電廠摻燒的綜合對比分析

陳汝超

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

污泥單獨干化焚燒與電廠摻燒的綜合對比分析

陳汝超

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

我國污泥處理處置的目標是減量化、穩定化、無害化和資源化。在污泥的全量處置、電廠鍋爐輸煤、電廠鍋爐安全運行、煙氣排放標準、粉煤灰的利用方面，將污泥單獨干化焚燒處置工藝與污泥電廠摻燒處置工藝進行綜合對比分析，供類似污泥處置工程的設計和運行參考。

污泥；干化焚燒；電廠；摻燒

0 引言

隨著國內經濟的不斷發展、生活水平不斷提高，城市污水處理量每年均在大幅增長，對應產生的污泥量也逐年增長。國內污泥處理處置的目標是實現污泥的減量化、穩定化、無害化和資源化，主要處置方式包括污泥焚燒、填埋、消化、土地利用及建材利用等。

美國污泥最終處置方式分布為60%農用、3%生態修復、17%填埋和20%焚燒[1]。歐盟污泥最終處置方式為50%以上農用、20%填埋、20%焚燒[1]。

國內上海等一線城市的污泥處置的最終出路方向是焚燒后填埋[2]，污泥焚燒有單獨干化焚燒和摻燒兩個方向，本文主要對污泥單獨干化焚燒與電廠摻燒進行綜合對比分析。

1 單獨干化焚燒與電廠摻燒的綜合對比分析

（1）電廠實施節能調度期間，污泥的全量處置存在一定風險。

根據我國多地節能調度政策，每年4～6月、9～10月對部分電廠實施節能調度，節能調度期間根據調度電量確定發電量，電廠機組運行受到限制，或只能單機運行，受制于煤粉摻燒污泥的摻燒比，若是電廠單機摻燒污泥則不能穩定保證污泥的全量處置，故所摻燒污泥的全量處置存在一定風險。

（2）干化污泥不適用于電廠煤粉爐的進料方式。

干化污泥送入鍋爐前需要進行必要的預處理，才能使焚燒更有效地進行[3]。電廠燃煤是通過磨煤機磨成細粉后送至煤粉爐進行焚燒。污泥干化機出口的干化污泥成塊狀，塊狀干化污泥內部干濕不均，若是塊狀干化污泥直接送至磨煤機磨粉，會造成磨煤機內部黏結污泥，降低磨煤機效率，磨煤機出口煤粉粒度不達標，從而影響煤粉爐燃燒效率。

（3）電廠煤粉爐摻燒污泥會大大增加爐內結焦風險，降低爐內傳熱效率，增大水冷壁爆管事故的風險。

國內污水廠污泥中含有約35%的灰分，此灰分的軟化溫度為1 170℃，而電廠煤粉爐爐膛溫度一般在1 200℃以上，故電廠煤粉爐摻燒污泥會大大增加爐內結焦的風險，軟化的飛灰會極易黏結在爐內水冷壁、過熱器等換熱面上，造成爐內水冷壁和過熱器等換熱面傳熱能力下降，水冷壁結焦部分和不結焦部分受熱不均勻，致使爐內水冷壁爆管事故風險加大，同時增加了水冷壁定期檢修的頻率，鍋爐運行穩定性降低。

（4）必須對電廠煙氣處理系統進行重要技術改造才能滿足國家及地方燃煤機組大氣污染物排放限值和污泥焚燒煙氣標準。

根據上海市的情況分析，《上海市煤電節能減排升級與改造工作實施方案（2015—2017年）》要求：到2017年12月31日前，上海全市所有共用燃煤機組大氣污染物排放濃度均達到燃氣輪機排放限值（即在基準含氧量6%的條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于5、35、50 mg/m3）。污泥中氮、硫、氯等污染物含量高于燃煤，電廠鍋爐摻燒污泥后煙氣中二氧化硫、氮氧化物等污染物的含量將顯著增加，必須對電廠煙氣處理系統進行重要技術改造，才能滿足上海市燃煤機組大氣污染物排放限值。

上海市污泥單獨干化焚燒工程的煙氣污染物排放限值參考《生活垃圾焚燒大氣污染物排放標準》（DB 31/768—2013），其中除了對煙塵、二氧化硫和氮氧化物有排放限值之外，還對一氧化碳，氯化氫，鎘、鉈及其化合物，銻、砷、鉛、鉻、鈷、銅、錳、鎳、釩及其化合物，二噁英類有排放限值（見表1），而電廠的煙氣處理系統并沒有去除上述污染物的設施。若是電廠摻燒一定量的污泥會額外增加相當體量的煙氣量，此部分煙氣中的重金屬、二噁英等污染物含量較大。因此，若是電廠摻燒污泥必須對電廠的煙氣處理系統進行重要技術改造才能滿足國家及地方污泥焚燒的煙氣排放標準。

（5）污泥中的重金屬和二噁英極可能導致大部分電廠粉煤灰無法建材利用。

若是采用污泥單獨干化焚燒處理方式，可在布袋除塵器前端通過活性炭吸附煙氣中的重金屬，不影響鍋爐爐渣和旋風除塵器飛灰的建材利用。若是采用電廠煤粉爐摻燒污泥的處理方式，必須在除塵器前端增設噴射活性炭的裝置吸附污泥中的重金屬和二噁英，吸附了重金屬和二噁英的煙氣飛灰按照國家規定屬于危險廢物，需按照危險廢物處置。電廠的粉煤灰中大部分是煙氣飛灰，摻燒污泥之后，此部分煙氣飛灰則無法實現建材利用。

表1 電廠大氣污染物和污泥焚燒污染物排放指標對比

2 結語

污泥單獨干化焚燒處置方案是國內外主流、成熟、穩定的污泥處理處置工藝，能夠穩定、全量、達標、高效地處理污水廠的污泥。

污泥電廠摻燒處置方案不能穩定保證污泥的全量處置，不利于電廠燃煤進料系統和鍋爐系統的安全可靠運行，不利于電廠粉煤灰的利用和煙氣處理的穩定達標。

為了確保污水廠產生的污泥能夠全量、可靠、穩定、安全地處置，建議采用單獨干化焚燒的處置方案。

[1]戴曉虎.我國城鎮污泥處理處置現狀及思考[J].給水排水，2012,38(2):1-5.

[2]張永華.上海市污水廠污泥處理處置現狀及發展趨勢[J].城市道橋與防洪，2012(9):135-138.

[3]張峰.上海燃煤電廠污泥焚燒試驗及環保可行性研究[J].西南給排水，2014,36(3):6-12.

X703

B

1009-7716（2017）10-0088-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.025

2017-05-26

陳汝超（1986-），男，山東臨沂人，工程師，從事固廢、危廢、污泥的處理處置工作。