污泥焚燒系統知識與現狀
一(yi)、污泥焚燒(shao)技術現狀
污泥(ni)焚(fen)(fen)燒是(shi)將脫(tuo)水污泥(ni)直接(jie)送(song)入焚(fen)(fen)燒爐焚(fen)(fen)燒。污泥(ni)焚(fen)(fen)燒技(ji)(ji)術(shu)是(shi)“最(zui)徹底”的污泥(ni)處(chu)理方法,它能使有(you)機物全部碳(tan)化,有(you)效病原(yuan)體,最(zui)大限度地(di)減少污泥(ni)體積(ji)(ji);而且占地(di)面(mian)積(ji)(ji)小,自動化水平高,不受外界條件影響。目(mu)前污泥(ni)焚(fen)(fen)燒成套技(ji)(ji)術(shu)主(zhu)要由國外幾家著名環保公司掌握,主(zhu)流(liu)焚(fen)(fen)燒技(ji)(ji)術(shu)采(cai)用循環流(liu)化床焚(fen)(fen)燒技(ji)(ji)術(shu),但在干燥(zao)、煙(yan)氣(qi)處(chu)理等方面(mian)各具特點。
1、法(fa)國(guo)Colombes污水(shui)處理廠(威立雅污泥焚(fen)燒系統)
Colombes污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)廠擁有(you)(you)(you)4座流化(hua)床型污(wu)泥焚燒爐,總(zong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)量(liang)(liang)(liang)100tDS/d。焚燒爐由兩(liang)段同軸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓柱(zhu)體(ti)(ti)組成(cheng)并通過錐形部分(fen)(fen)連接。底部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)筒體(ti)(ti)帶有(you)(you)(you)風箱、燃燒空氣分(fen)(fen)配和(he)(he)壓力室,上部筒體(ti)(ti)是燃燒發生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)燃燒室,兩(liang)者均(jun)為內(nei)襯(chen)(chen)耐火(huo)磚的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼結構,具有(you)(you)(you)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)容積,能適應1200℃高和(he)(he)磨(mo)蝕(shi)。燃料和(he)(he)污(wu)泥直接放置(zhi)在(zai)(zai)砂床的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)底部被(bei)燒棄。熱交換器(qi)通過安(an)裝在(zai)(zai)爐子(zi)頂部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)噴(pen)淋(lin)(lin)裝置(zhi)保護額(e)外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱量(liang)(liang)(liang)沖(chong)擊(ji)或過熱。當(dang)度超過870℃噴(pen)淋(lin)(lin)系統(tong)將啟動以(yi)(yi)減輕(qing)對(dui)熱交換器(qi)機械強度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。風箱是一個內(nei)襯(chen)(chen)耐火(huo)磚豎向軸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼質圓柱(zhu)體(ti)(ti),在(zai)(zai)風箱進(jin)氣管(guan)中(zhong)空氣被(bei)預(yu)熱到(dao)550℃,通過對(dui)排放氣體(ti)(ti)中(zhong)剩(sheng)余氧含量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)監測來(lai)控制調(diao)節風箱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)氣量(liang)(liang)(liang)。在(zai)(zai)空氣進(jin)口相對(dui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi),設置(zhi)燃油氣體(ti)(ti)燃燒器(qi),用于在(zai)(zai)調(diao)試、啟動和(he)(he)長(chang)期停爐后預(yu)熱焚燒爐。系統(tong)煙(yan)道廢氣處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)采用半濕法處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)工(gong)藝,3臺焚燒爐共同工(gong)作可(ke)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)3200tDS/月,每(mei)臺焚燒爐每(mei)天(tian)可(ke)以(yi)(yi)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)含水(shui)率(lv)30%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)泥120t。實際(ji)運(yun)(yun)行時(shi),年(nian)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)總(zong)量(liang)(liang)(liang)僅為處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)能力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)60%,高峰(feng)時(shi)可(ke)以(yi)(yi)達(da)到(dao)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)能力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)90%。污(wu)泥處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)燃料(油脂)消耗為11-12L/m3,最大焚燒爐冷卻水(shui)用量(liang)(liang)(liang)為20L/m3。試運(yun)(yun)行期間(jian)(jian),2臺焚燒爐在(zai)(zai)75%負荷情況下運(yun)(yun)轉良好,但還(huan)是有(you)(you)(you)部分(fen)(fen)時(shi)間(jian)(jian)(站運(yun)(yun)行總(zong)時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3.1%)由于脫水(shui)污(wu)泥和(he)(he)油脂混合物內(nei)有(you)(you)(you)水(shui)囊等原因無(wu)法正常進(jin)料。
2、安德里茨污泥干化焚燒系統
安德里茨(ci)污(wu)(wu)泥(ni)干(gan)(gan)(gan)(gan)化(hua)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)系(xi)(xi)統(tong)是基于(yu)(yu)干(gan)(gan)(gan)(gan)化(hua)和(he)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)兩段工(gong)序基礎之上的(de)。干(gan)(gan)(gan)(gan)化(hua)設(she)備從(cong)(cong)原理上分(fen)為(wei)間接干(gan)(gan)(gan)(gan)燥器和(he)直接干(gan)(gan)(gan)(gan)燥器。分(fen)別(bie)建(jian)立(li)在對流(liu)和(he)傳導上理論(lun)基礎上的(de);從(cong)(cong)形(xing)式(shi)(shi)上分(fen)為(wei)轉(zhuan)鼓(gu)式(shi)(shi)(DDS)、流(liu)化(hua)床式(shi)(shi)(CDS)、帶(dai)式(shi)(shi)(BDS)。帶(dai)式(shi)(shi)干(gan)(gan)(gan)(gan)化(hua)系(xi)(xi)統(tong)在低蒸(zheng)發熱量以及(ji)廢氣較(jiao)多的(de)情(qing)況下具有一定(ding)優勢(shi),適(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)小型污(wu)(wu)泥(ni)處理廠。流(liu)化(hua)床干(gan)(gan)(gan)(gan)化(hua)系(xi)(xi)統(tong)適(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)高蒸(zheng)發量和(he)工(gong)業污(wu)(wu)泥(ni)干(gan)(gan)(gan)(gan)化(hua)過(guo)程。對于(yu)(yu)中(zhong)等(deng)蒸(zheng)發量,污(wu)(wu)泥(ni)性質不(bu)穩定(ding),顆粒(li)(li)度要求高以及(ji)沒有蒸(zheng)汽鍋爐(lu)的(de)條(tiao)件下適(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)轉(zhuan)鼓(gu)式(shi)(shi)干(gan)(gan)(gan)(gan)化(hua)系(xi)(xi)統(tong)。安德里茨(ci)污(wu)(wu)泥(ni)干(gan)(gan)(gan)(gan)化(hua)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)系(xi)(xi)統(tong)的(de)代表(biao)是EcoDry系(xi)(xi)統(tong),脫水污(wu)(wu)泥(ni)和(he)干(gan)(gan)(gan)(gan)燥顆粒(li)(li)經(jing)過(guo)混合(he)系(xi)(xi)統(tong)被送至(zhi)轉(zhuan)鼓(gu)前端,被來自熱交換系(xi)(xi)統(tong)的(de)熱風送入轉(zhuan)鼓(gu)式(shi)(shi)干(gan)(gan)(gan)(gan)燥器,然后經(jing)過(guo)分(fen)離器污(wu)(wu)泥(ni)顆粒(li)(li)從(cong)(cong)熱氣流(liu)中(zhong)分(fen)離出來進(jin)入篩選設(she)備,細小顆粒(li)(li)作為(wei)基料進(jin)入后混合(he)系(xi)(xi)統(tong),粗大(da)顆粒(li)(li)被送入粉碎(sui)機粉碎(sui)后作為(wei)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)爐(lu)的(de)能源。焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)爐(lu)產生的(de)高煙氣經(jing)過(guo)熱交換裝置后,分(fen)別(bie)經(jing)過(guo)吸收器1、2凈化(hua)處理后排放。
3、Cpenhagen市污(wu)泥(ni)(ni)處理(li)系(xi)統(西格斯污(wu)泥(ni)(ni)焚燒(shao)系(xi)統)
Copenhagen市污(wu)泥處理(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)采用西格斯流化(hua)(hua)床(chuang)焚(fen)燒(shao)爐系(xi)統(tong)(tong)(tong),該系(xi)統(tong)(tong)(tong)具有(you)分級燃燒(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)特點,確保良好的(de)(de)(de)(de)(de)度控(kong)制和完(wan)全燃燒(shao),并可(ke)以促使(shi)一氧(yang)化(hua)(hua)碳和氮氧(yang)化(hua)(hua)物排放量(liang)(liang)降低(di)(di)(di),而(er)且(qie)可(ke)以在(zai)過氧(yang)量(liang)(liang)較低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下運行。流化(hua)(hua)床(chuang)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)泥蒸(zheng)發/燃燒(shao)裝置(zhi)內(nei)有(you)一個內(nei)部能(neng)量(liang)(liang)回(hui)收(shou)系(xi)統(tong)(tong)(tong),能(neng)使(shi)低(di)(di)(di)熱(re)值(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)泥用自身熱(re)量(liang)(liang)燃燒(shao),即讓參(can)與燃燒(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)空氣在(zai)內(nei)部熱(re)回(hui)收(shou)系(xi)統(tong)(tong)(tong)中預熱(re)至650°C,從而(er)降低(di)(di)(di)輔助燃料的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗。該系(xi)統(tong)(tong)(tong)可(ke)以焚(fen)燒(shao)6MJ/kg以下的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)(di)(di)熱(re)值(zhi)污(wu)泥,
二、污(wu)泥焚燒技(ji)術在國內(nei)的應用情況
污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)焚(fen)燒(shao)在國(guo)(guo)(guo)內應用(yong)較(jiao)少(shao),主要的(de)應用(yong)領域也限(xian)于(yu)小規模、特殊行(xing)業。大(da)規模市污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)焚(fen)燒(shao)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)應用(yong)開(kai)始于(yu)2004年建成運行(xing)的(de)上(shang)海石(shi)洞口污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)焚(fen)燒(shao)系統。除了(le)引進技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu),國(guo)(guo)(guo)內部分科研(yan)(yan)單(dan)位(wei)也結合我國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)情進行(xing)了(le)相關工藝技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)和(he)(he)實驗。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)科學院工程熱物理(li)研(yan)(yan)究(jiu)所(suo)針對北京高碑店污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠脫水(shui)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)進行(xing)了(le)循環(huan)流(liu)化床污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)焚(fen)燒(shao)中(zhong)試(shi),完成了(le)70~90%含水(shui)率脫水(shui)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)燃燒(shao)特性和(he)(he)排放特性實驗;浙(zhe)江大(da)學、東南大(da)學、機械科學研(yan)(yan)究(jiu)院環(huan)保(bao)所(suo)等(deng)單(dan)位(wei)也在不同層面進行(xing)了(le)相關技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)及設備的(de)研(yan)(yan)究(jiu),但基(ji)(ji)本上(shang)是基(ji)(ji)于(yu)國(guo)(guo)(guo)外(wai)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)基(ji)(ji)礎(chu)之(zhi)上(shang)或僅針對焚(fen)燒(shao)過程進行(xing)較(jiao)為深(shen)入研(yan)(yan)究(jiu),總體還未形成適應自身(shen)特點的(de)成套(tao)工藝技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)。
三、污泥焚燒技術(shu)存(cun)在(zai)問題
污(wu)泥焚(fen)燒(shao)(shao)技術存在諸多問題,其中(zhong)核心問題是投資大(da)、處理費用(yong)高、有機物(wu)燃燒(shao)(shao)產生二惡英(ying)等(deng)劇毒(du)物(wu)質。
1投資問題
相對于填(tian)埋和堆(dui)肥,焚燒系(xi)統的投資(zi)(zi)無疑是巨大的。填(tian)埋、堆(dui)肥、焚燒的投資(zi)(zi)比例一般為1:1.5:3,全部采用國外設備(bei)的投資(zi)(zi)還會(hui)更高。但是考(kao)慮到土地資(zi)(zi)源不可再生(sheng)的因素,在進(jin)行(xing)技術可行(xing)性(xing)研究時,投資(zi)(zi)應該與土地一同考(kao)慮。
2處理成本問題
理(li)論上(shang),焚燒系統的(de)(de)處(chu)理(li)成(cheng)本應該是三種主流技術中(zhong)最低的(de)(de),因為系統運行的(de)(de)動(dong)力(li)主要來自污泥(ni)(ni)自身(shen)的(de)(de)能(neng)量。但是目前(qian)由于脫水污泥(ni)(ni)的(de)(de)含水率(lv)、有(you)機(ji)物含量、成(cheng)份不穩定,需要添加一定量的(de)(de)化(hua)石(shi)燃(ran)料,但前(qian)能(neng)源(yuan)價格動(dong)蕩將(jiang)會直(zhi)接影響到處(chu)理(li)成(cheng)本。
3二(er)次污染問(wen)題
污泥焚燒系煙氣凈化(hua)技術(shu)(shu)相對成熟,但部(bu)分有機物(wu)燃燒還將產生二(er)(er)惡英等(deng)劇毒物(wu)質,目前(qian)消除這一影響主要采用加設二(er)(er)燃室、控制燃燒度等(deng)辦法,但由于二(er)(er)惡英物(wu)質測技術(shu)(shu)尚不成熟,無法真正確保二(er)(er)次(ci)污染問題得到有效控制,這也是焚燒技術(shu)(shu)最大的局限性因素。
四、結語
由于焚(fen)燒(shao)技(ji)(ji)術存在(zai)的(de)(de)上述問題,在(zai)中國推(tui)廣使污泥焚(fen)燒(shao)技(ji)(ji)術還(huan)有(you)一定的(de)(de)困(kun)難,但面(mian)對(dui)日(ri)益緊張的(de)(de)人口和(he)土地問題,減(jian)量化(hua)程度最高的(de)(de)焚(fen)燒(shao)技(ji)(ji)術作為堆肥和(he)填埋的(de)(de)必要(yao)補充,還(huan)是有(you)存在(zai)的(de)(de)必要(yao)性。尤其(qi)是針對(dui)一些產泥量大而且難于資源(yuan)化(hua)處理的(de)(de)行業,如造紙(zhi)、皮革等,污泥焚(fen)燒(shao)技(ji)(ji)術提供了一個污泥處置選(xuan)擇。
污(wu)泥焚(fen)燒(shao)技術今(jin)后(hou)的研究發展方(fang)向(xiang)應該結合我(wo)國特(te)點進行:(1)開發成(cheng)套技術,努力降低投資(zi)和運(yun)行成(cheng)本。(2)針對特(te)定行業開發適應我(wo)國國情的焚(fen)燒(shao)技術。(3)改進水(shui)處(chu)理工藝,考慮污(wu)泥后(hou)處(chu)理要求(qiu),增加污(wu)水(shui)水(shui)質監測項目,確保污(wu)泥處(chu)置系統(tong)的穩定正常運(yun)轉。

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