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文档简介
污泥处置最佳路径:干化焚烧
目录
1.概述..........................................................................2
2.污泥干化和焚烧有什么区别?..................................................2
3.污泥介绍.....................................................................3
4.污泥干化与焚烧技术的关系:一场环境资源的华丽转身..........................4
5.各种常用的污泥处置途径分析..................................................6
5.1.概述......................................................................6
5.2.土地利用..................................................................6
5.3.卫生填埋..................................................................6
5.4.污泥焚烧..................................................................7
6.干化焚烧工艺..................................................................7
6.1.污泥干化机理..............................................................7
6.2.流化床干化工艺...........................................................8
6.3.设备结构及工作原理.......................................................8
6.3.1.概述..................................................................8
6.3.2.污泥细粒流程.........................................................9
6.3.3.循环气体流程.........................................................9
6.3.4.系统特点:..........................................................10
6.4.桨叶干燥机干化工艺......................................................10
6.4.1.设备结构及工作原理.................................................10
6.4.2.干化气体系统........................................................10
6.4.3.桨叶干燥技术特点...................................................11
7.污泥焚烧技术................................................................11
7.1.工艺原理................................................................11
7.2.工艺流程及产污环节.....................................................11
8.焚烧系统....................................................................12
8.1.概述.....................................................................12
8.2.回转窑焚烧炉十二燃室.....................................................13
9.污泥焚烧工艺类型............................................................13
9.1.前处理技术...............................................................13
9.2.单独焚烧.................................................................14
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9.3.混合焚烧技术.............................................................15
9.3.1.污泥与生活垃圾混烧..................................................15
9.3.2.污泥的水泥窑协同处置...............................................16
9.3.3.污泥的燃煤电厂协同处置.............................................16
10.消耗及污染物排放...........................................................16
10.1.焚烧物料消耗...........................................................16
10.2.焚烧能量消耗...........................................................16
11.污泥焚烧的污染物排放......................................................17
11.1.大气污染物.............................................................17
11.2.废水....................................................................17
11.3.固体残留物.............................................................17
12.最佳可行工艺流程...........................................................17
13.最佳可行工艺参数...........................................................18
14.污染物削减及污染防治措施..................................................18
15.技术经济适用性.............................................................19
16.最佳环境管理实践...........................................................19
1.概述
在城市污水的收集及处置过程中,必然会产生大量的污泥,一方面污泥中
含有大量的有机质和营养元素,有农用资源化价值,还可以制砖、制生化纤维
板、制陶粒等v另一方面污泥中也可能含有大量的重金属物质、病原体、病毒、
微生物和大量的毒性有机物,如不加以妥善处理和处置,将造成堆放和排放区
周围环境严重的二次污染。
2.污泥干化和焚烧有什么区别?
污泥干化和焚烧是处理污泥的两种常见方式,它们的主要区别如下:
1.干化方法
污泥干化是指将含水率高的污泥通过热量和压力作用下,将其中的水分排
出,使其变成干燥的污泥。干化处理后的污泥体积会减小,并且颗粒会变得更
加细小,便于后续处理。常见的污泥干化方法包括气干法、烘干法和冷冻干燥
法等。
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焚烧方法是指将含水率较低的污泥进行高温燃烧,将其中的有机物质和重
金属等物质彻底氧化,并将其变成灰烬。焚烧处理后的污泥体积会减小,并且
不会改变其化学成分。常见的焚烧方法包括热解法、他化法和熔融焚烧法等。
2.处理效果
污泥干化通常能够减少污泥体积,使其更容易处理和处置。但是,干化后
的污泥仍然含有一定比例的有机物质和重金属等物质,需要进一步处理才能达
到环保标准。
焚烧则能够彻底地将污泥中的有机物质和重金属笔物质氧化,使其变成无
害物质。但是,焚烧会产生大量的烟气和灰烬,处理不当会对环境造成一定的
影响。
3.适用范围
污泥干化通常适用于含水率高、易腐烂的污泥,如市政污水处理厂产生的
污泥。而焚烧则适用于含水率低、不易储存和运输的工业废弃物,如电镀、造
纸等行业产生的污泥。
综上所述,污泥干化和焚烧都是处理污泥的有效方式,但是它们的处理效
果和适用范围略有不同。在选择处理方式时,需要根据实际情况进行权衡和选
择。
3.污泥介绍
污泥从来源上可分为市政污泥、工业污泥、疏浚污泥二类,其中市政污泥
主要来自自来水厂和污水处理厂水处理所产生的污泥,工业污泥主要来自各工
业行业生产过程及工业污水处理产生的污泥,疏浚污泥主要为城市黑臭水体治
理、河道整治等清挖淤泥°由于我国污水未分流,城镇污水处理厂也承接了预
处理后的工业废水,故我国污泥以市政污泥为主。污泥有如下特点:
1)一是高含水率,脱水前可达99%以上;
2)二是有机物含量高,有难闻的恶臭味;
3)三是重金属含量较高;
4)四是含有大量的生物病菌。污泥不经过无害化处理而任意弃置,或简单
填埋,会造成极大的环境污染,对人类健康和环境安全威胁甚大。
随着经济的发展和生活水平的提高,我国污水排放量R益增多,污水处理
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厂污泥产量快速增加。据测算,2020年我国污泥产量约6500万吨,预计2030
年,全国污泥产生量将达到1亿吨。
长期以来,我国污水处理存在着“重水轻泥”现象,市政污水的有效处理率
从2001年就稳步保持在85%以上,而污泥安全处理处置率却不足30%。
2021年12月国家发改委、住建部印发的《“十四五”城镇污水处理及资源化
利用发展规划》,到2025年,基本消除城市建成区生活污水直排口和收集处理
设施空白区,全国城市生活污水集中收集率力争达到70%以上:城市和县城污
水处理能力基本满足经济社会发展需要,县城污水处理率达到95%以上;水环
境敏感地区污水处理基本达到一级A排放标准;全国地级及以上缺水城市再生
水利用率达到25%以上,京津冀地区达到35%以上,黄河流域中下游地级及以
上缺水城市力争达到30%;城市污泥无害化处置率达到90%以上。
4.污泥干化与焚烧技术的关系:一场环境资源的华丽转身
在环保领域,污泥干化与焚烧技术是两个看似独立,实则紧密相连的处理
手段。它们像是环保舞台上的两位舞者,彼此配合,演绎出一场环境资源的华
丽转身。
一、污泥干化的基本就念
污泥干化,又称为污泥脱水,是通过渗滤或蒸发等作用,从污泥中去除大
部分含水量的过程。它就像一位技艺高超的魔术师,将原本湿漉漉、沉甸甸的
污泥,变得干燥轻盈,便于运输和处理。污泥干化有助于减少污泥体积,降低
运输成本,同时也方便了污泥的后续处理和利用。
污泥干化的基本原理是利用热能将污泥中的水分蒸发出来。
这个过程可以分为两个阶段:
一是热量传递过程,二是水分蒸发过程。
在热量传递过程中,外部能源(如热风、太阳能等)通过传热壁将热量传
递给污泥:在水分蒸发过程中,由于温度升高,污泥中的水分逐渐蒸发出来,
最终实现污泥的干化。
二、焚烧技术
焚烧技术是指将固体废弃物经过高温氧化处理,通过燃烧使其转化为无害
的化合物、烟气和灰渣的处理手段。它是一种高效、彻底的废弃物处理方法,
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能够将废弃物中的有害物质彻底去除,同时实现资源的回收和利用。
那么,污泥干化与焚烧技术之间究竟有何关系呢?
干化处理为焚烧提供r更好的条件。通过干化,污泥的水分含量大幅降低,
使其在焚烧过程中更易于燃烧,提高了焚烧的效率和稳定性。干化过程还能够
去除污泥中的部分有害物质,减少焚烧过程中二次污染物的生成。这样,焚烧
处理的效果和安全性都得到了显著提升。
焚烧技术为干化过程樨供了能量支持。焚烧产生的热能可以用于干化过程
的预热或供热,形成能量的循环利用。这种能量的互补利用,不仅提高了能源
利用效率,还降低了处理成本,实现了环保与经济的双赢。
污泥干化与焚烧技术的结合,还促进了污泥的资源化利用。干化后的污泥,
其热值得到了提高,可以作为焚烧炉的燃料,为焚烧过程提供能量。焚烧产生
的灰渣也可以作为建材原料或土壤改良剂,实现废物的资源化利用。这种处理
方式不仅减少了对自然资源的依赖,还降低了环境污染,为可持续发展提供了
有力支持。
三、污泥干化与焚烧技术的结合挑战
如何进一步提高干化效率、降低能耗;
如何优化焚烧过程,减少污染物的排放;
如何更好地实现能量的循环利用和废物的资源化利用等。
这些问题都需要我们不断地进行研究和探索,以期找到更加高效、环保的
处理方案。
四、发展政策建议
为了更好地推动污泥干化与焚烧技术的发展和应用,我们还需要加强相关
政策的制定和实施。
政府可以出台相关法规和标准,规范污泥干化与焚烧技术的操作流程和处
理效果,确保其在环保领域发挥更大的作用。
政府还可以加大对相关技术和设备的研发投入,推动技术创新和产业升级,
为环保事业的发展提供有力保障。
此外,我们还需要加强环保知识的普及和宣传。通过举办讲座、展览等活
动,让更多的人了解污泥干化与焚烧技术的基本原理和应用价值,提高公众对
环保事业的关注度和参与度。
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总结
污泥干化与焚烧技术是一对相辅相成的环保处理手段。它们共同助力环保
事业,实现了环境资源的华丽转身。未来,随着技术的不断进步和应用领域的
不断拓展,相信污泥干化与焚烧技术将会在环保领域发挥更加重要的作用,为
我们的地球家园带来更加美好的明天。
5.各种常用的污泥处置途径分析
5.1.概述
目前,发达国家处置污泥的主要方法有:
1)土地利用
2)卫生填埋
3)海洋处置
4)污泥焚烧
各种处置方法各有优缺点,海洋处置因容易引起海洋污染,对海洋生态系
统和人类食物链会造成威胁,随着欧盟各国签订的停止向海洋投弃污泥协议生
效,现已基本不再采用。
5.2.土地利用
污泥用于土地利用必须满足以下3个基本条件:
1)一是污泥中含有较高的植物所必须的营养成分;
2)二是污泥中的有毒有害物质含量不得超标;
3)三是污泥必须经过严格的无害化处理。
近年来随着污泥农用标准日益严格的趋势,许多国家污泥农川的比例不断降低。
5.3.卫生填埋
操作运行简单,但需要占有大量土地,垃圾贮存所产生的臭气和渗滤液一
直是环保处理领域所公认的难题。
卫生填土法是将垃圾倒弃在低洼地区,利用压实的工程技术使垃圾的面积
及体积减低到最少量,同时在操作时及每天收工之前用土将垃圾覆盖,使垃圾
的处分不会妨害公共卫生及产生可厌的情形。垃圾泛指被丢弃的东西。如果让
其自行腐烂,不仅会产生大量有毒物质,有害人体健康,还会造成严重的环境
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污染。如果在露天焚烧,则会造成严重的火灾隐患,危及附近居民、建筑物、
土地和森林的安全。加拿大采取了一系列措施进行垃圾处理和回收利用。目前,
许多城市都使用一种新改进的垃圾处理方法卫生填土法。首先在地面或地沟铺
上一薄层垃圾,用机动车玉轧,然后再铺压上一层净土。依次类推,铺成一层
层由垃圾、净土交错的地面。久而久之,随着城市扩建,在填平的地沟或堆成
的土墩上建起房屋、工业区以及漂亮的公园。炉内焚烧是最常见的另一种垃圾
处理方法。有些焚烧炉一天能处理200多卡车垃圾。还有此焚烧炉装有热水设
备,利用燃烧垃圾所产生的热量供应热水或蒸汽。近几年在某些省还掀起群众
性的垃圾回收运动,如1988年安大略省就有100多万户家庭参加这一活动。
专家认为50%的垃圾可以回收利用。
5.4.污泥焚烧
此处理方法被广泛用于污泥处理领域也是世界上广泛使用的用于彻底处置
污泥的最有效方法之一。焚烧法能在高温下破坏废物的组织结构、消除有害成
分,迅速而大幅度地减少垃圾的容积,并可回收利用能源,可一次性实现工业
垃圾处理无害化、减量化、资源化的目的。
6.干化焚烧工艺
6.1.污泥干化机理
干化是为了去除污泥中的水分,提高污泥的热值,水分的去除要经历两个
主要过程:
(1)蒸发过程:物料表面的水分汽化,由于物料表面的水蒸气压低于介质(气
体)中的水蒸气分压,水分从物料表面进入介质。
(2)扩散过程:是与汽化密切相关的传质过程。当物料表面水分被蒸发掉形
成的物料表面湿度低于物料内部湿度,此时,需要热量的推动力将水分从内部
转移到表面。上述两个过程的持续交替进行基本反映了干化的机理。污泥干化
的加热方式可以分为直接干化和间接干化。不同的加热形式决定了不同类型的
干化工艺,直接干化是将高温烟气直接引入干化器,通过气体与湿物料的接触、
对流进行换热,直干化将:曾加污染性气体。代表设备有流化床干燥机;间接干
化是将高温烟气的热量通过热交换器传给热介质(导热油或蒸汽),热介质在一个
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封闭的环路中循环,与污泥没有接触。间接干化存在一定的热损失,但需要处
理的烟气量小,不会产生二次污染。代表设备有桨叶式干燥机
6.2.流化床干化工艺
6.3.设备结构及工作原理
6.3.1.概述
目前国外焚烧处理污泥的技术很多,但主要应用的主要是两种方法:
1)流化床干化技术
2)浆叶式干化技术
流化床干化工艺采用流化床干燥机。流化床干燥机从底部到顶部基本由三
部分组成:
(1)风箱:用于通过气体分布板将循环气体分送到流化床装置的不同区域。
(2)中间段:通过其中的热交换器将热量传递给污泥,并使之干化。
(3)抽吸罩:使流化的干颗粒脱离循环气体,而循环气体带着污泥细粒和蒸
发的水分离开干化机。
流化床干化机工作原理如图所示。流化床干化系统的密封设计避免系统内
的气体泄漏到大气中,同时避免大气进入干化系统。密封设计是严格安全标准
的前提,通过保证系统内部的惰性气体化(V6%容积,在开机、停机和运行等不
同工况)实现。通过冷却,循环气体以及水蒸汽的温度由85℃降到60℃o而冷
却水重新循环到污水处理厂。而经过冷却及洗涤的循环气体通过风机回到流化
床内。流化床中出来的干化颗粒则通过惰性气体回路中的振动型冷床将温度降
到V40℃。冷却器中的循环气体用和干化系统循环气体相似的处理方法。回路
的气体在洗涤器中,通过风扇压缩然后送入到流化床冷却器。干燥的颗粒通过
螺旋输送机送入成品料仓,并通过卸料装置卸料到运输卡车中。
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6.3.2.污泥细粒流程
采用旋风分离器使灰尘和污泥细粒与流化气体分离。计量螺旋输送机及螺
旋输送机把灰尘从灰仓输送到螺旋混合器。在那里,灰尘与脱水污泥进行混合,
并通过螺旋输送机再送回到流化床干化机。
6.3.3.循环气体流程
干化机系统和冷却器系统的流化气体均保持在一个封闭式防尘气体回路。
起流化作用的循环气体将污泥细粒和蒸发的水分带离流化床干化机。污泥细粒
在旋风分离器内进行分离.而蒸发的水分在一个冷凝换热器内采用直接逆流喷
水方式进行冷凝。蒸发的水分本身以及其他循环气体在85c左右的温度水平冷
却到60c左右,然后冷凝,冷凝下来的水离开循环气体,排至厂区污水管道系
统。来自冷凝器的气体中含有微小水珠在一台汽水分离器内进行分离。通过2
台风机将干净而冷却的流化气体再循环到干化机。其中,1台风机通过变频器
适当调节循环气体流量。流化床冷却器同路内的循环以同样方式处理,但无旋
风分离器,因为无污泥细粒。此外,冷却器气体回路中的冷却洗涤器用冷却水
冷凝气体。汽水分离器之后回路气体只要用一台简单的小型风机进行压缩,然
后供应给流化床冷却器。干化污泥由冷却回路气体冷却到低于40℃。冷却回路
中的氯含量由一台氧分析仪连续测量。通过连续补充氮气,使冷却气体保持低
氧环境。整个系统工艺过程如图所示:
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6.3.4.系统特点:
(1)干颗粒含固率90%左右,从病原体学说,保证了颗粒的生物稳定性,大
大提高了使用的安全性。
(2)颗粒直径:1〜5mm,干颗粒的体密度一般为600kg/m3,体积明显减少,
运输成本大为减少。
(3)颗粒热值类似于褐煤,使一种很好的能源,可以直接焚烧。
6.4.桨叶干燥机干化工艺
6.4.1.设备结构及工作原理
桨叶干燥机是一种热传导型干燥设备,是污泥干化的核心设备之一,其主
要由热轴、机身、端板、上盖及传动系统等组成,其结构见图。桨叶干燥机采
用导热油或水蒸汽作为热媒,工作时桨叶干燥机的空心热轴和空心夹套都通入
热介质,通过金属壁面对湿物料进行加热干燥,同时湿物料在空心热轴反向转
动的搅拌下逐渐向出料口移动。达到干化要求后从桨口I干燥机尾部排出。蒸发
的水分通过载气(如空气)带走并洗涤冷凝。
6.4.2.干化气体系统
干燥机干燥过程产生的干化气体被载气带至洗涤塔,在洗涤塔中,干化气
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体与喷入的大量冷凝水接触并迅速降温,干化气体中水蒸气冷凝的同时使颗粒
粉尘得以去除,去除水蒸气和颗粒粉尘的载气从洗涤塔排出,在抽风机的作用
下,不凝性气体进入焚烧炉处置,剩余的载气进入干燥机循环。洗涤塔出水进
入污水处理厂的原水槽。
6.4.3.桨叶干燥技术特点
(1)搅拌均匀,干燥效果好,桨叶对污泥的搅拌使污泥受热均匀,干燥均匀,
传热系数高。
(2)热轴可以互相啮合,具有自清作用,可防止污泥粘壁
(3)粉尘夹带小,损耗少。
(4)能耗低,操作费用少。桨叶干燥热效率可达90%。
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7.污泥焚烧技术
7.1.工艺原理
污泥焚烧是指在一定温度和有氧条件下,污泥分别经蒸发、热解、气化和
燃烧等阶段,其有机组分发生氧化(燃烧)反应生成co2和50等气相物质,无
机组分形成炉灰/渣等固相惰性物质的过程。
7.2.工艺流程及产污环节
污泥焚烧系统主要由污泥接收、贮存及给料系统、热干化系统、焚烧系统(包
括辅助燃料添加系统卜热能回收和利用系统、烟气净化系统、灰/渣收集和处理
系统、自动监测和控制系统及其他公共系统等组成。污泥干化焚烧工艺流程及
产污环节见图1。
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图1污泥干化焚烧工艺流程及产污环节
污泥焚烧过程排放的主要污染物有恶臭气体、烟气、灰渣、飞灰和废水。
8.焚烧系统
8.1.概述
经脱水处理并干燥后的污泥和一定比例的石灰石/石英砂由螺旋给料机从
炉本体的密柏区加入,污泥中的固定碳主要集中在密相区燃烧,而挥发份大部
分在稀相区燃烧。当污泥的热值较低时,可向炉内加入轻柴油等辅助燃料以维
持污泥的正常燃烧。燃烧过程中产生的炉渣经排渣阀由炉底排出。随烟气飞离
焚烧炉的细灰则由尾部的除尘装置分离。污泥流化床焚烧炉采用分级送风技术,
一次风通过密相区底部的布风板送入床内,保证床料良好流化的同时为污泥和
辅助燃料的充分燃烧提供足够的空气;适量的二次风在流化床的稀相区的下部,
切向喷入炉内,在稀相区形成漩涡气流,加强流化床的稀相区的扰动,使得空
气与固体间的混合十分充分,保证了区的可燃成分的充分燃尽和飞离密相区的
细灰的进•步燃烧。加旋二次风对烟气中细灰具有•定的分离作用,可以降低
炉膛出口处烟气的含尘浓度,以减轻对尾部受热面的磨损并降低尾部除尘装置
的负荷。尾部受热面布置有省煤器、空气预热器。省煤气和空气预热器利用尾
部高温烟气的冲刷来回收污泥焚烧所产生的部分热量加热导热油或冷空气。导
热油加热后用于污泥的干化处理,空气经加热后再送入焚烧炉。污泥的焚烧主
要在炉膛内进行。考虑到宰相区内床料的运动十分剧烈,为防止受热面的磨损
泄露,故炉膛的受热面全部布置在烟速较低的稀相区上部。确保焚烧炉的安全
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运行。炉膛用高铝质耐磨耐高温材料砌筑,以保证焚烧炉的长期可靠运行。焚
烧炉炉墙内侧为高铝质耐火疲,外侧为保温砖,可适应焚烧炉的热膨胀要求。
8.2.回转窑焚烧炉十二燃室
回转窑式焚烧炉主体是一卧式并可旋转的圆柱型筒体,外壳用钢板卷制而
成,内衬耐火材料;筒体的轴线与水平面保持一定的倾角,污泥或其他物料通
过上料机由高的一端(头部)进人窑内,随着筒体的转动缓慢地向尾部移动,窑体
的转动使物料在燃烧的过程中与助燃空气充分接触,完成干燥、燃烧、燃烬的
全过程,最后由尾部将燃烬的渣排出。为达到完全燃烧都设有二燃室。炉内废
弃物在炉体缓慢转动过程中,分解、气化成为可燃气体进行燃烧,并在二燃室
内实现完全燃烧。干污泥经输送机送入回转窑,在回转窑中,干污泥依次经历
干燥、燃烧和燃烬三个阶段,干污泥的物理和化学性质得到彻底改变,不可焚
烧的物质作为炉渣从回转窑尾部排出,可焚烧的物质转换成气体形态,进入二
燃室继续焚烧,焚烧产生的高温烟气进入后续的导热油炉或其它了换热装置。
干污泥自身的热量不足以维持燃烧,必须投加辅助燃料。另设鼓风机和冷却风
机,鼓风机作为回转窑和二燃室的助燃风,冷却风用于冷却回转窑窑尾材料。
此种炉型具有如下特点:
(1)对焚烧物变化适应性强,含水量高的特种垃圾均能正常燃烧;
(2)焚烧物料翻腾前进,辐射、对流、传导三种传热方式并存一炉,热利用
率高;
(3)温物料接触高温耐火材料,更换炉衬方便,费用低;
(4)传动机理简单,传动机构在窑壳外,设备维修简单;
(5)二燃室可确保有害物质消解所需要的高温,使烟气有足够的停留时间。
9.污泥焚烧工艺类型
9.1.前处理技术
污泥焚烧前处理技术通常指脱水或热干化等工艺,以提高污泥热值,降低
运输和贮存成本,减少燃料和其他物料的消耗。
热干化工艺有半干化(含固率达到60%〜80%)和全干化(含固率达到80%
〜90%)两种。
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热干化工艺一般仅用于处理脱水污泥,主要技术性能指标(以单机开水蒸发
量计)为:
热能消耗2940M200kJ/kgH20;
电能消耗0.04〜0.90kW/kgH2。。
污泥含固率在35%〜45%时,热值为4.8〜6.5MJ/kg,可白持燃烧,通常后
面直接接焚烧工艺。用作土壤改良剂、肥料,或作为水泥窑、发电厂和焚烧炉
燃料时,须将污源含固率樨高至80%〜95%。
9.2.单独焚烧
单独焚烧是指在专用污泥焚烧炉内单独处置污泥。流化床焚烧炉是目前单
独焚烧技术中应用最多的焚烧装置,主要有鼓泡式和循环式两种,其中尤以鼓
泡流化床,焚烧炉应用较多。
污泥单独焚烧时,在焚烧炉启动阶段,可通过安装启动燃烧器或向焚烧炉
膛内添加辅助燃料等方式将炉膛温度预热至850c以上,然后向焚烧炉炉膛内
供给污泥。
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图2鼓泡流化床
9.3.混合焚烧技术
9.3.1.污泥与生活垃圾混烧
在生活垃圾焚烧厂的机械炉排炉、流化床炉、回转窑等焚烧设备中,污泥
可以以直接进料或混合进料的方式与生活垃圾混合焚烧。
污泥与生活垃圾直接混合焚烧时会增加烟气和飞灰产生量,降低灰渣燃烬
率,增加烟气净化系统的投资和运行成本,降低生活垃圾发电厂的发电效率和
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垃圾处理能力。
9.3.2.污泥的水泥窑协同处置
经水泥窑产生的高温烟气干化后的污泥进入水泥窑煨烧可替代部分黏土作
为水泥原料,达到协同处置污泥的目的。干化后的污泥可在窑尾烟室(块状燃料)
或上升烟道、预分解炉、分解炉喂料管(适用于块状燃料)等处喂料。
利用水泥窑系统处置污泥时须控制污泥中硫、氯和碱等有害元素含量,折
合入窑生料其硫碱元素的当量比S/R应控制为0.6〜1.0,氟元素应控制为
0.03〜0.04%。利用水泥窑焚烧污泥的直接运行成本为60〜100元八(80%湿污
泥)。
9.3.3.污泥的燃煤电厂协同处置
可利用燃煤电厂的循环流化床锅炉、煤粉锅炉和链条炉等焚烧炉将污泥与
煤混合焚烧。为提高污泥处置的经济性,优先考虑利用电厂余热干化污泥后进
行混烧。
直接掺烧污泥会降低焚烧炉内温度和焚烧灰的软化点,增加长灰产生量,
增加除尘和烟气净化负荷,降低系统热效率3%〜4%,并引起低温腐蚀等问题。
利用火电厂焚烧污泥的单位运行成本为100〜120元八(80%湿污泥),系统
改造成本约为15万元八(80%湿污泥)。
10.消耗及污染物排放
10.1.焚烧物料消耗
污泥焚烧消耗的物料主要是燃料、水、碱性试剂和吸附剂(如活性炭)等。
为加热和辅助燃烧,需添加辅助燃料。将重油作为辅助燃料时,其消耗为
0.03〜0.06m,/t干污泥;将天然气作为辅助燃料时,其消耗4.5〜20m3/t干污泥。
污泥焚烧主要用水单元是烟气净化系统,水耗均值约为15.5n?/t干污泥。
其中,干式烟气净化系统基本不消耗水,湿式系统耗水量最高,半湿式系统居
于两者之间。
碱性试剂如氢氧化钠哨耗为7.5〜33kg/t干污泥,熟石灰乳消耗为6〜22kg/t
干污泥。
10.2.焚烧能量消耗
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污泥焚烧厂主要消耗热能和电能。热能产出量与污泥低位热值高低密切相
关,经由烟气处理和排放造成的热量损失约占污泥焚烧输出热量的13%〜16%。
污泥焚烧厂消耗电能的主要工艺单元是机械设备的运转,电耗通常为
60〜lOOkW•h/t(80%湿污泥)。
H.污泥焚烧的污染物排放
11.1.大气污染物
由于国内污泥焚烧大气污染物排放数据较少,根据对国外污泥焚烧厂大气
污染物排放统计,污泥焚先产生的烟气经净化处理后,通常
3)烟尘排放浓度为0.6〜30mg/n?;
4)二氧化硫排放浓度为50mg/m3以下;
5)氮氧化物(以NO2计)排放浓度为50〜200mg/n?;
6)二嗯英排放浓度在O.lngTEQ/Nn?以下;
7)重金属镉排放浓度为0.0006〜0.05mg/m3;
8)汞排放浓度为0.0015~0.05mg/m3。
H.2.废水
湿式烟气净化系统会产生工艺废水。
灰渣收集、处理和贮存废水:采用湿式捞渣机收集灰渣时,会产生灰渣废
水;污泥露天贮存时,雨水进入产生废水。
热干化过程中产生冷凝水,其化学需氧量(CODCr)含量高(约为2000mg/L),
氮也较高(约为600〜2000mg/L),还含有一定量的重金属。
11.3.固体残留物
污泥焚烧产生的飞灰约占焚烧固体残留物总量的90%(流化床);灰渣和烟
气净化固体残留物合计约占焚烧固体残留物总量的10%(流化床)。
12.最佳可行工艺流程
污泥焚烧污染防治最佳可行技术主要包括污泥接收、贮存及给料系统,干
化系统,焚烧系统,余热回收及热源补充系统,烟气处理系统,臭气收集及处
理系统,给排水系统,压缩空气系统,通风和空调系统,电气系统和自控系统
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等。
污泥干化焚烧污染防治最佳可行技术工艺流程见图3:
图3污泥T化焚烧污染防治最佳可行技术工艺流程
13.最佳可行工艺参数
污泥焚烧高温烟气在850℃以上的停留时间大于2秒,灰渣热灼减率不大
于5%或总有机碳(TOC)不大于3%。
循环流化床焚烧炉流化速度通常为3.6〜9m/s,鼓泡流化床焚烧炉流化速度
通常为0.6〜2m/s。
污泥与生活垃圾混合焚烧时,污泥与生活垃圾的质量之比不超过1:4;利用
水泥窑炉混烧的污泥汞含量小于3mg/kgDS,最大进料比例不超过混合物料总量
的5%。
采用半干法烟气净化处理工艺时;烟气停留时间10〜15s,碱性吸附剂过量
系数1.5〜2.5,脱酸效率>98%。为防止布袋除尘器发生露点腐蚀,入口气体温
度应为130〜140C。
14.污染物削减及污染防治措施
预除尘
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