大型燃煤鍋爐資源化處置城市污泥固廢技術概況

唐勛 伊然 趙雅萱

摘 要：隨著不斷加快的城鎮化步伐，也大幅增長了城市污泥的產量。為了避免污泥對環境帶來的污染，必須選擇適合的污泥固廢處置技術。城市污泥的處理追求的是一種資源化、無害和減量，而火電追求的是高效清潔發電。在大型燃煤鍋爐資源化處置城市污泥，能實現二者的有效融合。

關鍵詞：城市污泥固廢技術;資源化處理;大型燃煤鍋爐

隨著人們不斷上升的生活水平，也逐漸提升了人均用水量，同時增加了城市污泥量。污水處理的產物，就是城市污泥，主要涵蓋在工業廢水和生活污水中混入的動植物殘體和纖維、泥沙等固體顆粒及其凝結的絮狀物。伴有惡臭、腐爛物、具有極高的水分、粘稠流體狀、紫黑色，是污泥的表征，有較多的有機物質，磷、鉀等營養成分包含在城市污泥中。若是處理措施不及時，在水中隨意排放，就會帶來水體惡化，對工業用水和人們的正常生活帶來影響。若是在農業中直接利用污泥，污泥中的一些金屬會對農作物和土壤帶來嚴重的污染。而微生物分解污泥中的有機物所發出的塵埃和有毒氣體，會使大氣污染進一步加重。同時污泥中的有毒物質不易降解的，會嚴重威脅周圍的環境。而采用大型燃煤鍋爐資源化處置技術，能有效避免對環境帶來的污染。

一、我國污泥固廢技術處置存在的問題

實現污泥的減量化、穩定化、無害化和資源化 是污泥處理處置的最終目標，以有效利用污泥，避免污泥帶來的二次污染。多年來，我國存在忽視污泥處理處置必要性的問題，對污泥處理處置具有較小的投資，缺乏監管力度，因此頻頻出現環境污染。

1、污泥處理處置投資問題

我國城市污水處理廠對污泥處置存在著較少的投資，存在嚴重的“重水輕泥現象。通常情況下，歐美發達國家污泥處理處置設施的資金占總資金的50%-

70 %，而我國只占到20%- 50%。針對污泥的處置，大多數中小型污水處理廠并沒有進行穩定化和無害化處理，只進行初步的減量化處理。并且多數城市對于污泥處理費用不征收，而僅僅征收污水處理費用。所以，現階段，污水處理費普遍不能覆蓋污泥的處理處置成本。因為嚴重短缺資金，對污泥的處理效果產生了直接的影響。

2、污泥處理處置技術問題

我國城鎮污水處理廠具有相對滯后的污泥處理處置技術，現階段還沒有經過時間驗證，形成規模化，缺乏良好的設備和技術路線，具有較低的無害化程度和穩定化的處理處置。縱觀整體現狀，超過80%的污泥沒有得到有效和安全的處理處置，很多污泥只是進行了簡單的濃縮、脫水處理，直接填埋污泥為主要處置方式。在污泥處置方面，多數污水處理廠采用的方法為兩種：既填埋和污泥農用。而這些處理方式會嚴重污染環境。一些地區因為對污泥濫用，會帶來重金屬污染和地下水污染，對人類健康帶來嚴重威脅。而采用焚燒的處置措施時，大氣和土壤會摻入污泥中的重金屬，造成嚴重的二次污染。

3、污泥性質問題

我國污泥中的有機質具有較低的含沙量，工業污水源頭具有較低的處理率，污泥重金屬具有偏高的含量，對于污泥能源化處理的發展產生了嚴重的影響。如在我國的污泥的厭氧消化技術所存在的問題是：約束性指標要求不穩定，缺乏明顯的成本效益，對操作人員和設備運行管理具有較高的要求。在農村化學肥料具有極高的使用量，閑置了利用和推廣污泥土地農用等處置方式。所以，對國外的污泥處理處置技術完全照搬，效果并不顯著。但因為之前對污泥的處理處置沒有高度重視，因此目前僅有非常少的適合我國情況的污泥處理處置技術路線，對污泥的處理和利用形成了嚴重的制約。

二、大型燃煤鍋爐資源化處置技術

污泥的處理處置過程主要分為兩個階段：既污泥處理和污泥處置。宗旨是對污泥進行深度無害化處理。為了避免污泥進入環境后帶來二次污染，需要將污泥的含水率降低，并且將污泥中的病原微生物、重金屬等物質去除。污泥的處理階段是指實現污泥穩定化、無害化和減量化的全過程，污泥濃縮、脫水、穩定和干化，是污泥的主要處理技術。而污泥的處置階段是指在污泥處理階段后，再利用污泥的過程，以此實現污泥的資源化。相比于國外先進的處理處置技術，我國污泥處理處置起步較晚，和國外的差距還比較大。

我國現階段污泥處理處置的主要方法，有無害焚燒處理、深埋、發酵做成肥料等。而只有焚燒法與污泥處理減量化、無害化、資源化的要求相符。污泥的焚燒是在有充分氧氣的情況下，完全焚燒污泥，使污泥中的有機物體向二氧化碳、水和污泥灰轉變，并將污泥中的病原體徹底徹底殺死。通過焚燒，能將污泥容積最大程度的減少，還能將污泥處理時間縮短。焚燒后，污泥體積只有原來的20%-30%。同時，還可以再次利用污泥焚燒后的剩余物質，例如從污泥焚燒中的廢氣中獲取剩余能量來發電，還能用作水泥添加劑等。目前，單獨焚燒和干化焚燒，是污泥焚燒的兩種主要方式。單獨焚燒是在大型燃煤鍋爐中單獨放入污泥，通過燃料的輔助作用進行焚燒。而干化焚燒是先干化處理污泥，在大幅降低污泥的含水率之后在進行焚燒。

焚燒法的主要優勢為可利用余熱、基本完全無害、具有較快的行程、簡單的工藝、良好的減容和減重效果。通常情況下，污泥都有80%左右的污泥含水率，也具有很低的熱值。如果單獨在鍋爐內焚燒，焚燒狀態很難穩定，所以污泥要和油和煤等混燒。立足于我國的實際情況，我國主要是使用火力發電。如果在大型煤鍋爐中混燒處理污泥與煤，不單單能將電廠煤炭的使用量減少，將二氧化碳的排放減少，同時還能有效利用污泥資源，使污泥處理的難題得到有效解決。目前，大型燃煤鍋爐資源化處理城市污泥，主要是應用于發達地區。

結論：在大型燃煤鍋爐進行污泥摻燒，能夠使NOX和SO2的排放有效減少。在摻燒過程，各運行可控因素具有不一樣的影響程度，其中質量分數具有較強的敏感性。所以，運行中要對鍋爐運行在最佳質量分數提供保障。總而言之，摻燒污泥能夠贏利，可大幅提升電廠的經濟效益。

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*支持基金：“KH-2018-06 協同大型燃煤鍋爐處置污泥廢棄物關鍵技術研究項目”，