燃煤鍋爐摻燒粘膠纖維水處理污泥及工藝廢氣可行性研究

摘要：指出了纖維素行業(yè)污水處理難度大，污泥產(chǎn)生量較大，且可循環(huán)利用價值低，此外粘膠纖維行業(yè)產(chǎn)生的惡臭影響也較大。一般利用燃煤鍋爐來協(xié)同處置水處理污泥及工藝廢氣，資源化利用污泥燃燒產(chǎn)生的熱值，降低惡臭對大氣環(huán)境的影響。分析研究了目前應(yīng)用較多的熱電廠污泥摻燒模式，對比了實施“高干脫水十半干污泥入爐摻燒”的3個廠家的實際運行效果，以供參考。

關(guān)鍵詞：粘膠纖維行業(yè);水處理;污泥;協(xié)同處置

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（ 2020） 2-0143-02

1 項目概述

目前國內(nèi)纖維素行業(yè)產(chǎn)生的污泥大都按照一般固廢管理，國際上仍沒有可以借鑒的有效資源利用方法，目前仍然采用傳統(tǒng)的焚燒或衛(wèi)生填埋方式處理。由于污泥處理處置運行成本最高可占污水處理總費用的50%，相當(dāng)一部分纖維素企業(yè)的廢水污泥并未得到有效的處理處置。一方面纖維素行業(yè)廢水排放量和污泥量不斷增大，另一方面纖維素行業(yè)又難以承受高額的污泥處理處置費用，污泥處理處置逐漸成為纖維素行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，這一矛盾將隨著纖維素行業(yè)的發(fā)展更加突出。

利用熱電廠鍋爐協(xié)同處置城鎮(zhèn)污泥及一般工業(yè)固廢污泥已經(jīng)成為我國東部地區(qū)及大城市解決污泥處置難題的主要途徑之一。如常州廣源熱電公司與常州市建設(shè)局排水管理處聯(lián)合研發(fā)了循環(huán)流化床鍋爐焚燒污泥技術(shù)，并于2005年利用廣源熱電現(xiàn)有3臺75t/h循環(huán)流化床鍋爐建設(shè)城市污泥處置項目，形成日處理污泥300 t的能力。

為解決粘膠纖維行業(yè)污水處理污泥等一般固廢出路問題，賽得利（福建）纖維有限公司、蘭精南京纖維有限公司、南京法伯耳紡織有限公司等企業(yè)均采用燃煤鍋爐協(xié)同處置方式處理自己產(chǎn)生的污水污泥等一般固廢。如賽得利（福建）纖維有限公司利用廠區(qū)自建l90t/h燃煤循環(huán)流化床鍋爐協(xié)同處置廠區(qū)自產(chǎn)廢水污泥20000t/年。

2 協(xié)同處置模式選擇

目前應(yīng)用較多的熱電廠污泥摻燒模式有：濕污泥直接入爐摻燒、高干脫水+半干污泥人爐摻燒、熱干化十干污泥人爐摻燒3種模式。

濕污泥（含水率80%左右）直接人爐摻燒會嚴(yán)重影響鍋爐溫度和鍋爐出力，采用較少。其余均采用高干脫水或熱干化模式對人爐污泥進(jìn)行預(yù)處理。

污泥的大規(guī)模、工業(yè)化處理工藝中最常見的是熱力干化。事實上，通常人們所討論的“干化”多數(shù)是指熱力干化。熱力干化是指利用燃燒化石燃料所產(chǎn)生的熱量或工業(yè)余熱、廢熱，通過專門的工藝和設(shè)備，使污泥失去部分或大部分水分的過程。這一過程具有處理時間短、占用場地小、處理能力大、減量率高、衛(wèi)生化程度高、外部因素影響小（如氣候、污泥性質(zhì)等）、最終處置適用性好和靈活性高等優(yōu)點。

污泥熱力干化工藝通常有半干化（含水率不高于40%）和全干化（含水率低于20%）兩種，熱干化工藝一般僅用脫水污泥，主要技術(shù)性能指標(biāo)（以單機升水蒸發(fā)量計）為：熱能消耗2940～4200 kj/kg H20，電能消耗0. 04～0. 90 kW/kg H2O。

但熱力干化的缺點在于初建投資大，具有一定的運行風(fēng)險，采用化石燃料提供熱能的成本因燃料價格而相對較高。

高干脫水一般是指采用化學(xué)和物理的綜合方法對污泥顆粒進(jìn)行表面化學(xué)改性，使其顆粒表面的水和毛細(xì)孔道中的束搏水使其成為自由水，然后通過高強度機械壓濾析出達(dá)到高于的目的。一般污泥是通過加藥改性和機械壓濾方式把含水率從80%左右降低至50%以下。

該技術(shù)是從機理、藥劑、機械進(jìn)行匹配。其中所加藥劑可以通過電中和作用、氫鍵作用和架橋作用將水中的微粒凝聚成較大的絮體而聚沉下來。污泥加藥后，泥中的膠體結(jié)構(gòu)因加藥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在膠核上形成結(jié)晶和長大，吸附水轉(zhuǎn)化為結(jié)晶結(jié)構(gòu)水，結(jié)晶結(jié)構(gòu)形成后即實現(xiàn)了生活污水污泥的固態(tài)化。這種固態(tài)化的過程是不可逆的過程從而保證了改性后污泥不致二次污泥化并且污泥形成晶體結(jié)構(gòu)后，其所含水分可被迅速分離蒸發(fā)。高干脫水技術(shù)從污泥含水分的賦存狀態(tài)人手，根據(jù)物化性分段對應(yīng)，按其物性，各得其所。具有學(xué)科交叉，技術(shù)嫁接的創(chuàng)新特點，但改性藥劑會提高污泥中灰分的含量，增加摻燒后的灰渣產(chǎn)生量，需確保新增灰渣的去向穩(wěn)定。

3 實際運行效果

本文選擇了實施“高干脫水十半干污泥人爐摻燒”的3個廠家，對其實際運行效果進(jìn)行分析，該3個廠均利用自備電廠協(xié)同處置水處理污泥及工藝廢氣二硫化碳和硫化氫，3個廠家基本情況見表1。

根據(jù)以上3個工廠2018年廢氣例行監(jiān)測報告，其排放的煙塵、SO2和NOx均能達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求，廠界二硫化碳、硫化氫和臭氣濃度的監(jiān)測值也均能滿足環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。與采用傳統(tǒng)填埋等方式處理污泥相比較，處理每噸污泥約可節(jié)約330元，減輕了企業(yè)污染治理成本。

4 結(jié)語

利用“高干脫水十半干污泥人爐摻燒”來處理粘膠纖維行業(yè)產(chǎn)生的水處理污泥和工藝廢氣，可滿足粘膠纖維企業(yè)產(chǎn)生的污泥等一般工業(yè)固廢的規(guī)范化處置需求，降低污泥處置費用。利用燃煤鍋爐協(xié)同深度處理工藝尾氣，可進(jìn)一步降低項目廢氣對周邊大氣的影響，提高周邊地區(qū)大氣環(huán)境承載力。

參考文獻(xiàn)：

[1]環(huán)資委.關(guān)于促進(jìn)生產(chǎn)過程協(xié)同資源化處理城市及產(chǎn)業(yè)廢棄物工作的意見（發(fā)改環(huán)資[2014]884號）[R].北京：環(huán)資委.2014.

[2]環(huán)資委.城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南[R].北京：環(huán)資委，2014.

[3]劉宇佳，孫靜，趙旭東，等，污泥焚燒項目余熱利用系統(tǒng)熱力分析[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2019（5）：56～58.

[4]劉亞軍，王愛春，鄧文義，市政污泥熱力干化過程中黏滯特性研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2018，37（6）：2378-2385.

[5]劉亞軍，鄧文義，袁曼吳.Ca0作用下污泥的黏附一結(jié)團(tuán)失效及干化特性研究[J].高校化學(xué)工程學(xué)報，2018，32（2）：451-457.

[6]劉亞軍，王 磊，鄧文義，等，市政污泥熱力干化污染物排放研究[J].廣東化工，2017，44（23）：13～14.

[7]錢 煒，樓 波.鍋爐廢氣流化床污泥干化塔的熱力計算與分析[J].環(huán)境工程，2013，31（4）：76-79.

[8]王瑞.污泥干化基礎(chǔ)特性及工藝研究[D].沈陽：沈陽航空工業(yè)學(xué)院，2010.

作者簡介：張黎（1986-），碩士，丁程師，研究方向為環(huán)境規(guī)劃與管理。