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      安全管理網

      污泥干化焚燒技術及運用

      作者:吳雪梅  來源:安全管理網 
      評論: 更新日期:2020年04月06日

      摘要:隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高,工業廢水和城市污水的產量日益增多,污水在處理的過程中會產生大量的懸浮物質,這些物質統稱為污泥。污泥的成分較為復雜,若任意堆放將會對人類及動植物的健康造成較大影響。減量化、穩定化和無害化是污泥處理的基本原則。污泥焚燒技術具有處理速度快、減量化程度高、能源可再利用等優點,在國內外被廣泛應用。該技術是污泥處置最徹底的方式,當污泥中有毒有害物質含量很高且短期不可降低時尤為實用。

      關鍵詞:市政污泥;干化;焚燒;運用

      一、污泥干化、焚燒技術介紹

      1.1 污泥干化技術

      通過開展污泥干化能夠有效降低污泥體積,通常能夠縮小到4倍以上,生產出穩定、無菌、無臭的原生物,干化后的污泥產品用途非常廣泛,不僅能夠用作于肥料、土壤改良劑等,同時也能夠替代部分能源。將污泥干化設備根據介質與接觸方式進行劃分,能夠分為直接加熱、間接加熱兩種形式。其中,直接加熱又稱之為對流干燥,主要通過熱空氣與污泥直接接觸,從而蒸發污泥表面上的水分。該種方法利用率高、能夠讓污泥的含固率從25%提升到85%以上,但由于是直接與污泥接觸,傳熱介質極其容易受到污泥污染,廢氣需要通過無害處理才能夠排放。直接干燥設備主要是轉鼓干燥器等。但由于直接干燥尾氣處理的成本相對較高,因此可以采用尾氣循環技術進行處理,也就是將尾氣傳輸回熱風爐中,其余會經過再生熱氧化器加溫處理后再次排放。間接加熱不與污泥直接接觸,而是通過熱源加熱容器表面所傳遞的熱量接觸污泥,從而實現干化目的。該種方式能夠不接觸熱介質,避免了介質與污泥分離環節,但是熱傳輸效率與蒸發率相對較差,污泥中的有機物質分解不夠徹底,而且還需要配備單獨熱源系統,會大大提高維護成本。

      1.2 污泥焚燒技術

      污泥焚燒需要在非常高的溫度下進行,在氧氣充足的環境下讓污泥中的有機物質進行燃燒反應,從而轉化為二氧化氮、二氧化碳、水蒸氣等氣體,焚燒產物主要是煙氣與灰渣。焚燒處理技術能夠將有機物質全部分解,并且能夠徹底殺死病原體,提高重金屬穩定性,并且焚燒后的污泥體積只有機械脫水污泥體積的1/10。污泥焚燒設備主要有階梯焚燒爐、多段焚燒爐等。具有干化后焚燒和直接焚燒兩種形式。其中,干化后焚燒設備前期投資相對較大,但處理成本相對較低,從長遠角度和安全角度分析,干化后焚燒形式的經濟性、應用性都非常高。

      二、市政污泥干化焚燒技術的應用要點

      2.1 污染控制與尾氣處理

      根據污泥的特點與來源進行分析,不同泥質的污泥干化焚燒中所產生的氣體多少都會對生態環境造成一定影響,包括酸性氣體、重金屬、二惡英等。因此,我們必須要加強廢氣的處理工作,保障所排放的氣體能夠達到國家要求標準。根據有關文獻顯示,在焚燒爐中添加石灰石或生石灰,能夠有效降低煙氣中的二氧化氮與二氧化硫等有害氣體。其次,對于重金屬來說,包括鎘、汞、鉛等,雖然經過干燥焚燒能夠大大減少飛灰體積和灰渣,但重金屬依然會殘留在殘渣當中,因此,如果重金屬量沒有超標,可以將殘渣進行回收制作砌磚和水泥等;如果重金屬含量超標,為了不對土地造成污染,不能直接填埋處理,需要采用飛灰再燃的形式進行處理,降低重金屬含量后即可進行填埋,或者采用化學制劑將重金屬分解后再利用。二惡英對環境的影響非常大,其主要是含有兩個氧鍵連接兩個苯環的有機氯化物,是一種毒性非常強的致癌物質。二惡英的產生渠道主要有兩種,一是污泥中的氯有機物較高,通過高溫分解能夠產生二惡英,另一種是未完全燃燒所產生的二惡英。在污泥干化焚燒中,為了能夠降低二惡英產生量,通??梢栽诟苫贌刑砑踊瘜W藥劑,在燃燒過程中能夠提高“3T”作用效果,從而使燃燒物和氧氣充分混合,形成富氧燃燒狀態,保障燃燒率,降低二惡英前驅物生成。其次,可以通過袋式除塵器或活性炭,這樣能夠降低二惡英物質重生和吸附率。

      再者,通過改進燃燒裝置與廢氣處理系統,將被吸附二惡英的灰粒轉移到灰渣系統中,之后對灰渣進行加熱處理,加熱溫度至少在1200℃以上,這樣能夠在高溫中迅速分解、燃燒二惡英。

      2.2 污泥焚燒產物利用

      雖然污泥干化焚燒產物能夠進行堆肥和填埋,但其污泥干化焚燒產品計數依然非常大。因此,為了避免污泥產品遇水或在潮濕環境下產生二次污染,我們必須要強化污泥產品的利用率。由于污泥焚燒后的化學成分與黏土化學成分類似,所以可以將污泥焚燒產物進行燒灰制磚,在制作過程中加入少量的硅砂、黏土,還能夠制造出高質量的空心磚,具有質量輕、保溫性好、強度高、抗震性強等特點,這樣不僅能夠降低填埋場所占用的土地空間,同時也能夠為建筑行業提供更多的材料。

      2.3 降低污泥處理成本

      由于不同的干化焚燒工藝所造成的成本不同。從本質上分析,污泥處理成本主要有設備成本與運行成本。例如流化床焚燒爐,國產設備相比國際要便宜25%~50%左右,因此,可以重點考慮國產焚燒設備。對于特殊行業所產生的污泥,需要根據污泥特點選擇適用性強的污泥處理技術,這樣能夠降低污泥處理成本,提高熱能利用效率,降低運行損耗。

      三、問題與建議

      3.1 在現有燃煤鍋爐上直接摻燒污泥。目前部分城市,嘗試將不超過總燃料量10%的濕污泥直接摻入循環流化床燃煤鍋爐中混燒。由于污泥組分復雜,污泥中的有害組分會導致尾部受熱面腐蝕和二次污染物的潛在排放,對原有電廠運行和周邊環境造成影響。此外,這種方式污泥處理量不能太大,對于污泥產生量多的城市難以滿足要求。目前尚無相應的污泥燃煤鍋爐排放標準,從環境保護和能源利用綜合考慮,目前的研究積累還不足以支撐大規模工業性推廣活動,只能在個別項目中因地制宜,謹慎實施。

      3.2 來料污泥脫水不到位。從溫州項目的實際運行情況來看,來料污泥脫水不到位是影響污泥干化焚燒項目處理處置成本的關鍵原因。大多數污水處理廠僅重視凈化水的指標參數是否滿足相應規范的要求,而忽視所產生污泥的品質是否滿足國家標準規范。例如污泥的含水率、礦物油脂含量等指標大部分污水處理廠無法達到,這將大大增加了污泥處理處置的難度。因此,建議對污水處理廠產生的污泥進行統一監測和管理。

      3.3 缺乏具有自主知識產權的污泥焚燒系統。目前已經運行的污泥處理系統中,通常的污泥干化設備有傾斜槳葉式干燥機、中溫帶式干燥機、流化床低溫干化機等,對污泥進行干化。設備投資高,運行成本為200~300元/t,我國大部分城市財政難以支撐;而目前國內還缺乏系統成熟的技術和設備,未能形成標準化和系列化。因此,限制了我國污泥焚燒技術的提高和發展。

      3.4 加強對污泥焚燒飛灰屬性的研究。生活垃圾焚燒爐的飛灰被認定為危險廢物,而污泥焚燒飛灰的毒性,應進行充分的研究后再進行定義。

      四、結束語

      加強污泥處理對社會經濟發展、提高生態環境質量中有著重要意義。探究污泥干化處理、焚燒處理兩種技術,旨在提高我國污泥處理質量與利用效率。

      參考文獻:

      [1]顧楊.我國市政污泥干化焚燒技術及應用[J].中國市政工程,2016(3):45~48+124.

      [2]張玉強,周建輝,周學坤,夏興家,李新波,肖培蒙.市政污泥干化焚燒工藝探討[J].干燥技術與設備,2011(6):325~328.

      [3]李黎杰,田輝,顏廷山,李旭東,石曉東,程益峰.污泥干化焚燒技術的應用[J].環境衛生工程,2015(2):60~62.

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