我国市政污泥干化焚烧技术简介

  北极星水处理网讯:2013 年全国废水排量为695.4亿t,比2012年增加1.5%,其中工业废水排放量为209.8亿t,城镇生活污水排放量485.1亿t,集中式污染治理设施废水(不含城镇污水处理厂)排放量0.5亿t。据统计, 截止至2013年底,我国重点流域及沿海地区共建成污水厂4408座,污水处理厂日处理能力达到14820万t,全年处理污水量达407.7亿t,假设污泥产率按1.5t干泥(含水率10%)每万t 污水计,则污泥年产量达到550万t。随着我国城市污水处理率逐年提高,污泥作为污水处理过程中的副产物,其产量也急剧增加,污泥处理成为亟待解决的问题。

  市政污泥的最终安全消纳包括处理和处置2个阶段,处理阶段一般为污泥稳定化、减量化和无害化阶段,主要包括浓缩(调理)、脱水、厌氧消化、好氧消化、石灰稳定、堆肥、干化和焚烧等。处置阶段一般为污泥处理后的消纳阶段,一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用等。

  污泥干化是通过蒸发及扩散2个过程去除水分,2个过程持续、交替进行,基本上反映干化机理,但是污泥中大多数水分为结合水和细胞水,其蒸发和扩散速率受到污泥性质的影响,应根据设备构造、污泥特征和干化要求,慎重配置干化机能力。

  污泥热干化按照热工质与污泥的接触方式,分为以下3种工艺类型:直接传热式(热对流式)、间接传热式(热传导式)、直接- 间接联合加热式。其中,直接式干化设备有喷雾干化机、带式干化机、箱式干化机等;间接式干化设备有桨叶式干化机、圆盘式干化机、薄层干化机、转鼓式干化机等;直接- 间接联合加热式设备有混合带式污泥干化机、流化床污泥干化机等。除上述传统干化流派外,一些新兴技术也被逐渐应用于工程中,如太阳能温室污泥干化(国外代表产商:德国Huber 公司)、污泥电渗析深度脱水(国外代表产商:加拿大Cinetik 公司)、污泥热水解+ 脱水干化(国外代表产商:德国Pondus 公司)等。近几年我国污泥处理处置表现出跨越式发展,但干化焚烧技术仍受场地、规模、热源、污泥特性、经济性、干化程度及效率等条件的制约,传统热干化技术仍是主流。

  污泥单独焚烧主要有2种工艺,一是将经过污水处理厂压滤后的污泥(含水率80%~90%)直接投入焚烧炉中进行焚烧,此时污泥热值很小甚至为负值,必须加入辅助燃料进行燃烧;二是将干化后的污泥(含水率50%)投入焚烧炉进行焚烧,使其维持自持燃烧。考虑到污泥颗粒燃烧效率、污泥焚烧后产生的烟气量及经济性等因素,在我国干化焚烧已成为主流技术路线。

  污泥混烧是指污泥与煤、生活垃圾或水泥原料粉等进行混合焚烧,达到彻底处置的目的。污泥混烧一般是利用现有的燃烧设备和技术就近焚烧污泥,节省大量费用,运行成本低,在国内、外已有部分工程应用。但是污泥的含水率和掺混率对焚烧锅炉的热效率、尾气排放、水泥产品质量等带来较大影响,尤其在我国污泥含砂率较高且热值波动较大,使其应用范围受到限制。

  立式多段炉是最早应用于污泥焚烧的炉型,是一个垂直的圆柱形耐火衬里钢制设备,内部由水平耐火材料构成的炉膛,自上而下布置水平绝热炉膛,一层层叠加。按照各段功能,炉体分为3个操作区:最上部干燥区(300~ 500℃),中部焚烧区(750~1000℃),最下部灰渣冷却区。最初多段炉由美国Nichols公司制造,目前多段炉已逐渐被流化床所取代。

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