城鎮污水處理廠污泥處置工藝及污染控制分析

文_王超凡 江蘇龍環環境科技有限公司

1 干化焚燒工藝

污泥干化焚燒工藝主要含污泥處理工藝和煙氣處理工藝兩個流程，以常州市某城鎮污水處理廠污泥焚燒處置項目為例，污泥干化焚燒工藝流程見圖1。

圖1 污泥干化焚燒工藝及產排污情況

1.1 污泥處理流程

含水率80%左右的濕污泥通過地磅稱重后進入卸料站，再通過污泥輸送泵定量分別輸送進直接式滾筒干燥機和空心槳葉式間接干燥機。

直接攪拌式滾筒干燥機內設有攪拌設備，根據該效果投入含80%水分的污泥由缸體上安裝的刮板提升后落下，在落下的過程中反復與攪拌棒接觸并與干燥熱源的熱風高效率的混合并流后迅速破碎攪拌成細小顆粒，通過增加污泥表面積高效率地實現干燥，獲得含水率約20%的干燥污泥。直接式攪拌式滾筒干燥機干化采用焚燒爐的高溫焚燒煙氣干化污泥，污泥中的水分隨著高溫煙氣排出。

槳葉式間接干燥機：濕污泥通過輸送泵定量進入干燥機后通過葉片的攪拌，將污泥向前推進。同時通過飽和蒸汽進入空心軸、葉片以及外套夾層、葉片攪拌不斷地更換換熱面，使蒸汽的熱能傳導給污泥，從而蒸發污泥中的水分，干污泥通過出口堰溢出，獲得含水率約20%的干燥污泥，輔助干化的熱源過熱蒸汽，加熱介質被引入殼體和兩個中空螺旋槳葉片中，以傳導加熱的方式加熱和干燥材料。加熱后以凝結水排出干燥機，經板式熱交換器繼續降溫進入凝結水水箱，熱蒸汽凝結水部分用于循環冷卻系統添加水，部分作為清下水排放。

焚燒爐爐渣在回轉式懸臂的攪拌后集中在焚燒爐中央后，再通過中央下部安裝的排灰設備排至焚燒爐外。由焚燒爐內排出的爐渣通過排灰輸送機傳送、再由爐渣輸送機輸送到密閉的渣坑內臨時儲存，定期清理灰渣，渣倉開啟過程中會有惡臭氣體產生。

焚燒爐內飛散出的粉塵被集塵器收集后通過粉塵輸送機傳送、再通過飛灰輸送機輸送至密閉的飛灰倉內臨時儲存。在飛灰倉內臨時儲存的飛灰由料斗的上限信號控制料斗卸出輸送機起動、輸送至混煉機。混煉機內加入水和藥劑對飛灰進行穩定化處理，穩定化后的飛灰儲存后卸料至車載拉臂車內再外運填埋。

1.2 煙氣處理流程

焚燒爐內部由爐床部到循環空氣入口部的燃燒氣體處理部、循環空氣入口部到頂蓋部，和排出氣體脫臭處理部等構成。

燃燒氣體處理部為回轉式懸臂提供燃燒空氣及干燥污泥，900℃以上燃燒溫度、時間維持3s以上可抑制二噁英的產生。同時具有處理后的燃燒氣體被提升至排氣脫臭處理部，與循環空氣混合后在700～800℃狀態下維持2s以上，可完全對干燥機排出的臭氣實施脫臭處理。

焚燒爐上部處理的一部分排出氣體可以作為污泥干燥機的污泥干燥。700℃～800℃的焚燒爐排出氣體受干燥機出口部的負壓控制導入干燥機入口部。依靠干燥機攪拌軸的破碎攪拌效果，高效率地與污泥接觸混合，排出氣體在干燥機出口部溫度降低至200℃左右。

污泥攪拌筒式直接干燥機所使用的排出氣體通過循環送風機輸送至1#熱交換器內約從200℃加熱到500℃后再次被送回至焚燒爐內實施脫臭處理。

焚燒爐煙氣在1#熱交換器內由700℃～400℃放熱，熱回收后被輸送至2#熱交換器內被焚燒爐燃燒空氣的升溫所使用，焚燒爐燃燒氣體是以污泥卸料站上部空間含有臭氣的空氣為介質，為抑制NOx的生成，采用的干燥機內部分煙氣循環使用，從而降低爐內氧濃度含量。在2#熱交換器內約由20℃加熱至150℃后被輸送至焚燒爐下部的風箱，并通過主軸后、由回轉式懸臂上作為燃燒氣體所使用。

通過2#熱交換器熱回收的處理排出氣體溫度約300℃進入3#熱交換器。3#熱交換器出來的煙氣然后與補充空氣混合降溫至約200℃后送入布袋除塵器。氣體在集塵器入口部與利用干式管道噴射過來的消石灰及活性炭混合后送入袋式除塵器，通過除塵器表面吸附來實施二噁英、重金屬及硫氧化物干式吸附處理，然后再進入洗滌塔對煙氣進行進一步的脫酸和除塵處理，處理后的焚燒爐煙氣通過煙囪排入大氣。

2 污染控制

2.1 廢氣

企業廢氣主要為焚燒爐焚燒煙氣、卸料及儲泥車間、飛灰及爐渣處理車間以及生產廢水池產生的惡臭廢氣及氨水儲罐蒸發損耗廢氣。

2.1.1 焚燒爐煙氣

采用的工藝廢氣污染防治工程措施為：焚燒爐的煙氣經過余熱利用系統、空氣預熱器回收熱量后進入煙氣凈化系統，煙氣凈化主系統由SNCR脫硝、活性炭吸附、干式中和（消石灰）、袋式除塵器、濕式中和塔、引風機和煙道管組成，焚燒爐密閉，廢氣捕集率100%，經凈化后廢氣通過60m高排氣筒排入大氣。

2.1.2 惡臭廢氣及氨水儲罐蒸發損耗廢氣

企業惡臭產生源為卸料及儲泥車間、飛灰及爐渣處理車間以及生產廢水池等，主要成分為H2S、NH3等，氨水儲罐蒸發損耗廢氣主要成分為NH3，惡臭廢氣及氨水儲罐蒸發損耗廢氣處理主要采用負壓抽氣，收集率90%，經酸洗+堿洗+生物濾池處理后，通過30m排氣筒排入大氣。

除臭技術路線采用酸洗+堿洗+生物濾池，單級酸洗池停留時間不少于6.5s，炭質生物濾池停留時間不少于30s，堿洗池停留時間不少于5s。根據類似生活污泥焚燒處理工程項目，酸洗+堿洗+生物濾池工藝惡臭去除率可達90%以上。

2.2 廢水

企業產生的廢水主要為生產廢水和生活污水，生產廢水包括檢驗室廢水、除臭噴淋塔廢水、干化冷凝廢水及煙氣洗滌廢水等；生產廢水在生產廢水池中混合后和生活污水達標接管進污水處理廠集中處理；循環冷卻廢水及蒸汽冷凝廢水作為清下水通過雨水管網排放。

2.3 噪聲

企業噪聲源主要來自焚燒爐、干燥機及各類輔助設備（如泵、風機等）產生的動力機械噪聲，企業根據設備情況分別選用隔音箱、消音器、振動阻尼器、減振墊、墻體隔聲等降噪措施，以減輕噪聲影響。

2.4 固廢

企業在生產過程中產生爐渣屬一般固體廢物，主要成份是硅、鈣、鋁、鐵、錳、鈉、磷的氧化物以及廢金屬，爐渣外售綜合利用；采用“SNCR脫硝+活性炭吸附＋干式中和（氫氧化鈣中和）+布袋除塵器+濕式中和塔”對焚燒爐所產生的煙氣進行處理，袋式除塵器所收集的污泥中未能焚燒去除的礦物質部分、重金屬顆粒、中和反應物、某些未完全反應的堿劑及廢粉末活性炭形成飛灰，對產生的飛灰采用螯合劑＋水穩定化處理，處理達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》的各項要求后，外運送至垃圾填埋場進行衛生填埋。

2.5 地下水、土壤

企業針對污染特點設置地下水、土壤一般污染防滲區和重點污染防滲區。重點區域為：卸料及儲泥車間、污泥干化焚燒車間、飛灰及爐渣處理車間、廢氣處理車間、事故應急池及廢氣處理設施所在區域。一般區域為：廠區道路、生活辦公區、垃圾集中箱放置區等。

重點防滲區防滲層要求達到等效粘土防滲層厚度6m以上、滲透系數不大于10-7cm/s。焚燒爐所在區域、污泥池、生物濾池防滲措施設置在地面以上，可直接觀察泄露、滲漏及滴漏等情況；嚴格按照建筑防滲設計規范使用高等級防水混凝土；地坪應采取嚴格的防滲措施；設置集水設施，并在四周設置圍堰和邊溝，確保不污染地下水。其他生產廠區為一般防滲區。

3 結語

本文通過對城鎮污水處理廠污泥干化焚燒企業的工藝及產污環節的分析，提出了廢水、廢氣、噪聲、固廢、地下水及土壤的污染控制措施，為其他污泥干化焚燒企業的污染防治提供了參考。