污泥焚燒工藝存在的問題和對策
雖然焚燒法與其它方法相比具有突出的優點,但是另一方面隨著焚燒工藝的使用,它所存在的若干問題也日漸暴露出來。其一,焚燒需要消耗大量的能源。而能源價格又不斷上漲,焚燒的成本和運行費均很高;其二,存在煙氣污染、噪聲、震動、熱和輻射以及產生成為環境熱點的二惡英污染問題。各發達國家都在制定更嚴格地固體焚燒爐煙氣的排放標準,這也將給剩余污泥的焚燒提出更高的要求。所以,開發熱效率高,并能把環境污染控制在最小限度的焚燒工藝成為當務之急。
眾所周知(zhi),在污泥焚燒的過程(cheng)中(zhong)會(hui)(hui)產生一定量的有(you)(you)害(hai)氣(qi)體,例如(ru)HCl,HF,SO2等等。這些有(you)(you)毒(du)有(you)(you)害(hai)氣(qi)體勢(shi)必會(hui)(hui)對空氣(qi)造成(cheng)嚴重的危害(hai)。針對這一問題(ti),歐洲各(ge)國都(dou)制定了嚴格(ge)的標準(zhun),如(ru)表1所示(shi)。
表(biao)1 焚燒(shao)爐有毒(du)有害物質的釋(shi)放(fang)限制(mg/m3)
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美國紐約州能(neng)源研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)和(he)發(fa)(fa)展(zhan)機構(NYSERDA)就增加(jia)(jia)氧氣(qi)(qi)(qi)量(liang)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)技(ji)術(shu)進行了(le)(le)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)結果(guo)表明(ming):富氧氣(qi)(qi)(qi)系統的(de)(de)(de)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)爐(lu)(lu)運行更具靈活性(xing)且(qie)(qie)(qie)(qie)反應速度(du)(du)快(kuai),一(yi)方面(mian)可(ke)使(shi)產率提(ti)高(可(ke)提(ti)高約55%左右),另(ling)一(yi)方面(mian)又可(ke)使(shi)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)消耗量(liang)減少,并(bing)(bing)(bing)且(qie)(qie)(qie)(qie)在(zai)(zai)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)過(guo)程(cheng)中所產生(sheng)的(de)(de)(de)氮(dan)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(NOx),一(yi)氧化(hua)(hua)(hua)碳(tan)(tan)(CO)或總(zong)碳(tan)(tan)氫化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)(THC)和(he)異味(wei)不會增加(jia)(jia);2001年意大(da)利研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)者lotito等人針對循環式流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)爐(lu)(lu)處(chu)理污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)工藝進行了(le)(le)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。多(duo)核芳(fang)香族碳(tan)(tan)氫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu) (PAH)的(de)(de)(de)產生(sheng)量(liang)要(yao)比意大(da)利10g/m3的(de)(de)(de)標準限量(liang)低得(de)(de)多(duo)。并(bing)(bing)(bing)且(qie)(qie)(qie)(qie)發(fa)(fa)現,二惡英(PCDDs)以(yi)及(ji)PCDFs這些有毒(du)物(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)雖然超過(guo) 0.1ng/m3(TE)的(de)(de)(de)限量(liang),但是在(zai)(zai)飛灰中的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)卻低得(de)(de)多(duo),由此驗(yan)證了(le)(le)在(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)階段被(bei)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)。并(bing)(bing)(bing)且(qie)(qie)(qie)(qie)PAHs和(he)PCDD/PCDFs的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)并(bing)(bing)(bing)不能(neng)依賴補(bu)燃(ran)(ran)器的(de)(de)(de)操(cao)作控(kong)制(zhi);英國研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)者Gillian Hand Smith論(lun)證了(le)(le)在(zai)(zai)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)工藝中,氮(dan)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)NOx和(he)爐(lu)(lu)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)關系,并(bing)(bing)(bing)為運行參數的(de)(de)(de)最優化(hua)(hua)(hua)設計提(ti)供了(le)(le)非常(chang)寶(bao)貴的(de)(de)(de)建議;加(jia)(jia)拿(na)大(da)McGill大(da)學和(he)加(jia)(jia)拿(na)大(da)能(neng)源與礦物(wu)(wu)(wu)(wu)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中心碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)實(shi)驗(yan)室對污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)鼓泡流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)和(he)循環流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)都(dou)進行了(le)(le)能(neng)量(liang)回收(shou)(shou)(shou)和(he)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)排(pai)放分(fen)析(xi),結果(guo)表明(ming)采用(yong)(yong)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)技(ji)術(shu)處(chu)理廢棄物(wu)(wu)(wu)(wu)不僅回收(shou)(shou)(shou)了(le)(le)可(ke)用(yong)(yong)能(neng),而且(qie)(qie)(qie)(qie)煙氣(qi)(qi)(qi)排(pai)放可(ke)滿足(zu)苛刻的(de)(de)(de)環保(bao)要(yao)求,既提(ti)高了(le)(le)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)處(chu)理廠(chang)的(de)(de)(de)經濟性(xing)又保(bao)護了(le)(le)環境;曾庭華在(zai)(zai)1997年就污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)凝聚結團特性(xing)、燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)過(guo)程(cheng)、熱解特性(xing)及(ji)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)時產生(sheng)的(de)(de)(de)二次污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)進行了(le)(le)相關研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu);奉華在(zai)(zai)2001年以(yi)高碑店污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)廠(chang)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)為主要(yao)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)對象,分(fen)析(xi)了(le)(le)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)成分(fen)特點(dian)和(he)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)特性(xing),并(bing)(bing)(bing)在(zai)(zai)預防二次污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)方面(mian),通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)重金(jin)屬(shu)元素在(zai)(zai)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)中的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)形(xing)式及(ji)對污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)前(qian)后(hou)重金(jin)屬(shu)含量(liang)的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)進行檢(jian)測,研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)重金(jin)屬(shu)在(zai)(zai)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)過(guo)程(cheng)中的(de)(de)(de)遷(qian)移特性(xing),并(bing)(bing)(bing)提(ti)出污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)灰渣處(chu)理的(de)(de)(de)建議;臺灣研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)者Rong-Chi Wang和(he)Wen Chih Un研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)用(yong)(yong)固體吸(xi)收(shou)(shou)(shou)物(wu)(wu)(wu)(wu)捕獲(huo)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)爐(lu)(lu)內(nei)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)中的(de)(de)(de)殘(can)余金(jin)屬(shu)(如Pb、Zn、Cd等),他們采用(yong)(yong)了(le)(le)一(yi)個(ge)90mmI.D.的(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)室規模的(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)爐(lu)(lu),該(gai)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)使(shi)用(yong)(yong)了(le)(le)不同(tong)種吸(xi)收(shou)(shou)(shou)物(wu)(wu)(wu)(wu),例如石灰石、礬土(tu)、矽土(tu)和(he)火山灰膠狀粘土(tu)。在(zai)(zai)試驗(yan)過(guo)程(cheng)中,通(tong)過(guo)改變爐(lu)(lu)溫(wen)(wen)、吸(xi)收(shou)(shou)(shou)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)種類、空氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)速以(yi)及(ji)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)時間,來(lai)觀(guan)察各種吸(xi)收(shou)(shou)(shou)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)。經過(guo)原子吸(xi)收(shou)(shou)(shou)光(guang)譜(pu)的(de)(de)(de)測定結果(guo)表明(ming),火山灰對于Zn的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)(shou)效果(guo)最好,而礬土(tu)對于Pb又有極(ji)佳(jia)的(de)(de)(de)效果(guo),并(bing)(bing)(bing)且(qie)(qie)(qie)(qie)在(zai)(zai)流(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)爐(lu)(lu)內(nei)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)量(liang)能(neng)夠減少約40%。

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