市政污泥的干化焚烧工艺应用思考

市政污泥的干化焚烧工艺应用思考

陈林，沈坤，刘银聪

中国联合工程有限公司 浙江 杭州 310051

摘要：市政污泥处理是城市废污处理中的一项重要内容，做好市政污泥处理对于环境保护、减少二次污染具有重要意义。污泥干化焚烧技术可以到达污泥稳定化、减量化与无害化的处理目的。本文对市政污泥干化焚烧工艺系统作了详细介绍，对于后续工程设计具有一定的指导意义。

关键词：市政污泥；干化焚烧；干化焚烧系统；

市政剩余污泥为城镇污水处理过程中污染物转移、转化的产物，这类产出物如果处理不当就会对城市环境以及人体健康产生负面影响。因此，近些年我国一直在探索与发展市政污泥处理技术。经研究与实践证明，以焚烧为核心的污泥处置方法是目前最安全彻底的方法，可以大幅度减少污泥体积，使有机物全部碳化，并消除臭味。^【1】下面结合实际项目，对市政污泥处理工艺做具体分析。

1市政污泥干化焚烧总工艺

以上海市某污泥干化焚烧处理项目为例：该市污泥产出量较大且土地资源较为稀缺，没有多余的土地填埋污泥。经多方面考虑，确定采用干化焚烧工艺对市政污泥进行处置。结合该市污泥产出量及相关文件要求，确定新建一座日处理脱水污泥450t/d（以含水率80%计）的干化、焚烧中心。此污泥处理中心采用的技术路线是圆盘干化+流化床焚烧。污泥焚烧产生的高温烟气用作污泥干化所需热源，节能环保且有利于降低污泥处理成本。^【2】

污泥处理工艺流程为：城市运作过程中产生的污水统一搜集、运送到城市各生活污水处理厂进行脱水处理，经过脱水处理后，污泥沉淀下来，泥饼含水率也大大降低，然后将从污水中脱离出的泥饼运输到干化焚烧处置中心，于脱水污泥贮存仓内贮存，最后由新建干化焚烧单元处理。污泥干化系统主要包括以下系统：湿污泥接收及给料系统、污泥干化系统、蒸汽供应及其凝结水回收系统、干污泥输送系统、尾气处理系统、电气系统、仪表自控系统等。具体流程图见图1：

图1市政污泥干化焚烧处理工艺流程图

2市政泥污干化焚烧处置中心构成及具体应用

2.1始端污泥储运系统

始端污泥储运系统建在储泥池旁，系统核心为一个污泥泵组，通过该泵组向污泥脱水系统等其它系统输送始端污泥。

2.2污泥脱水系统

将始端污泥运输进污泥脱水系统，由该系统对污泥进行脱水处理。通过脱水降低泥饼含水率，减小污泥体积，使污泥更便于干化焚烧。脱水完成后，将污泥送到泥污料仓暂时贮存，之后由干化系统对污泥做干化处理。^【3】

2.3污泥干化系统

该系统主要起到干化污泥的作用。污泥经脱水系统处理后，由泵送到污泥干化前料仓，污泥存储仓底部污泥泵根据运行负荷情况将湿污泥输送到干燥机内。干燥机内具有能促进湿泥干化的热能，在干燥机内的流化状态下，湿污泥与蒸汽管束产生充分的热交换，湿污泥逐渐干化并最终形成干污泥颗粒。

2.4污泥焚烧系统

在整个干化焚烧处理工艺中，污泥焚烧是非常重要的一环。用于焚烧污泥的系统由6台焚烧炉（鼓泡流化床焚烧炉）组成。焚烧炉接收来自污泥缓冲仓中的干化污泥，在接收到污泥后，焚烧炉中的砂层就会拖起污泥使污泥翻滚，焚烧炉快速焚烧污泥。焚烧过程中产生的大部分飞灰会随烟气散出，小部分从炉底排渣口排出。焚烧过程中产生的高温烟气在排出后又会进入余热锅炉，将热能转移到蒸汽中，并与泥污的干化，获得一个资源循环利用的效果。^【4】

2.4.1流化床焚烧炉

为使污泥燃烧更加充分，采用立式的流化床炉，炉内流动层采用炉底送风以使砂粒和进料以沸腾状搅拌混合运行。流化床焚烧炉的运作过程是：干污泥进入焚烧炉内，在炉内发生激烈翻腾与连续不断的流化，在流化床的高温作用下（流化床运行温度一般为850~900⁰C），干污泥在炉床上方迅速燃烧，床内气体燃料释放出的挥发性组分从床内流出进入稀相区进行焚烧。立式流化床焚烧炉中的砂粒有很大的表面积与热容量，能以直接传热的形式迅速燃烧污泥，让污泥在短时间内得到处理。

2.4.2焚烧辅助系统

以分段进风的方式为焚烧炉输送燃烧所用空气，使焚烧装置能在低过量空气系数下持续运作，减少NO_x的生成。为让污泥得到充分燃烧，焚烧炉空气入口处均设置有气动调节阀，调节阀能根据燃烧炉的负荷变化情况与燃料变化情况自动调节，让污泥燃烧的更加彻底，同时也减少燃烧过程中的资源损耗。当污泥焚烧炉处于正常运行状态时，无需为其添加辅助燃料，正常应用天然气启动燃烧炉，满足焚烧炉高负荷运转需求。

2.5余热锅炉系统

余热锅炉系统由以下几部分构成：锅炉水处理系统、空气预热器、余热锅炉。

该系统的主要功能作用是回收污泥焚烧过程中产生的高温烟气的余热，将余热收集起来用于污泥干化。

2.6烟气处理系统

应用干化焚烧工艺处理市政污泥时，必须按照城市颁布的《生活垃圾焚烧大气污染物排放标准》控制烟气排放量以及烟气浓度，满足节能环保要求。根据试验研究，泥污燃烧过程中，烟气的产量、烟气中污染物的含量等与进料方式、燃烧条件、焚烧炉型及燃烧速率、泥污成分有关。按照以往情况可知，市政污泥干化焚烧过程中产生的烟气内有以下几种污染物质：重金属污染物、酸性气体、粉尘、氮氧化物以及不完全燃烧产物。对于上述污染物质，要按照以下流程进行处理：烟气产生后，先进入空气预热器内接受处理，然后再依次经过静电除尘器、干式反应器、布袋除尘器、湿式洗涤塔及烟气再热器、物理吸附装置处理，最后进入烟囱排入大气。系统中空气预热器对烟气进行初步处理后，将烟气输送到静电除尘器。这一过程中，烟气中的飞灰会被分离出来并进入到静电除尘器的卸灰装置，经过静电除尘器处理过的烟气由排气管排出。在将烟气导入布袋除尘器进行处理前，要先检查烟气中是否有有害成分。如经检查发现烟气中含有有害物质，就应喷适量的活性炭粉末与消石灰，由活性炭分拨与消石灰与烟气中的有害物质进行反应，将烟气中的重金属、呋喃、酸性气体及二噁英有效去除，降低烟气的污染性与危害性。将经过中和去毒处理的烟气输送到布袋除尘滤袋，由该装置分离、截留烟气中的粉尘，将粉尘截留在滤袋外表面，使烟气得到经一步净化。烟气处理系统中的湿式洗涤塔能对烟气中的酸性物质进行中和，具有脱酸的作用。

湿式洗涤塔对烟气脱酸后，通过塔顶烟道将烟气排出，排出后的烟气进入烟气再热器，经过再热处理后又进入引风机。为进一步降低烟气的污染性与危害性，还可在上述处理工艺的基础上再增加一道物理吸附工艺，从而完全地将烟气中的有毒有害物质去除，让烟气达到排放标准。^【5】

2.7除臭系统

采用干化焚烧工艺处置市政污泥时，还要要根据国家及市政府出台的有关标准做好除臭工作。要根据需除臭构（建）筑物位置、臭源特性等，系统、科学地划分出需除臭的区域，然后制定科学的除臭方案。目前，市政泥污干化焚烧处置中心可通过在产生臭气的厂房内设置离子送风装置，洗涤装置及活性炭吸附装置、生物除臭装置等达到除臭目的。

结语

综上所述，市政污泥处理是一项重要工作，做好污泥处理有利于改善城市环境及保障城市环境与居民健康。然而在城市不断发展的情况下，市政污泥种类越来越多，量越来越大，泥质也不断变化，这些问题都增加了污泥处置难度。干化焚烧工艺虽较之传统处理方法有一定优势，但仍无法完全满足污泥处理需求。因此，在当前背景下应持续推进对市政污泥处理工艺的研究优化与推广应用，为城市环境安全提供更有力保障。

参考文献

[1]陈汉银.污泥干化焚烧过程中污染物排放探究[J].绿色环保建材,2021(10):25-26.

[2]刘泽庆.污泥独立干化焚烧系统关键参数节能优化[J].节能与环保,2021(08):51-52.

[3]范中思.污泥干化焚烧技术工程实例分析与探讨[J].黑龙江环境通报,2021,34(02):34-35.

[4]王伟,黄庆.市政污泥干化焚烧工艺分析及应用总结[J].工程建设与设计,2020(12):167-168.DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2020.06.270.

[5]李高波.常州污泥干化焚烧项目若干关键问题探讨[J].化学工程与装备,2019(10):276-277+269.DOI:10.19566/j.cnki.cn35-1285/tq.2019.10.110.