污泥單獨(dú)干化焚燒與電廠摻燒的綜合對(duì)比分析

陳汝超

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

污泥單獨(dú)干化焚燒與電廠摻燒的綜合對(duì)比分析

陳汝超

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

我國污泥處理處置的目標(biāo)是減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化。在污泥的全量處置、電廠鍋爐輸煤、電廠鍋爐安全運(yùn)行、煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)、粉煤灰的利用方面，將污泥單獨(dú)干化焚燒處置工藝與污泥電廠摻燒處置工藝進(jìn)行綜合對(duì)比分析，供類似污泥處置工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參考。

污泥；干化焚燒；電廠；摻燒

0 引言

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、生活水平不斷提高，城市污水處理量每年均在大幅增長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的污泥量也逐年增長(zhǎng)。國內(nèi)污泥處理處置的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，主要處置方式包括污泥焚燒、填埋、消化、土地利用及建材利用等。

美國污泥最終處置方式分布為60%農(nóng)用、3%生態(tài)修復(fù)、17%填埋和20%焚燒[1]。歐盟污泥最終處置方式為50%以上農(nóng)用、20%填埋、20%焚燒[1]。

國內(nèi)上海等一線城市的污泥處置的最終出路方向是焚燒后填埋[2]，污泥焚燒有單獨(dú)干化焚燒和摻燒兩個(gè)方向，本文主要對(duì)污泥單獨(dú)干化焚燒與電廠摻燒進(jìn)行綜合對(duì)比分析。

1 單獨(dú)干化焚燒與電廠摻燒的綜合對(duì)比分析

（1）電廠實(shí)施節(jié)能調(diào)度期間，污泥的全量處置存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)我國多地節(jié)能調(diào)度政策，每年4～6月、9～10月對(duì)部分電廠實(shí)施節(jié)能調(diào)度，節(jié)能調(diào)度期間根據(jù)調(diào)度電量確定發(fā)電量，電廠機(jī)組運(yùn)行受到限制，或只能單機(jī)運(yùn)行，受制于煤粉摻燒污泥的摻燒比，若是電廠單機(jī)摻燒污泥則不能穩(wěn)定保證污泥的全量處置，故所摻燒污泥的全量處置存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

（2）干化污泥不適用于電廠煤粉爐的進(jìn)料方式。

干化污泥送入鍋爐前需要進(jìn)行必要的預(yù)處理，才能使焚燒更有效地進(jìn)行[3]。電廠燃煤是通過磨煤機(jī)磨成細(xì)粉后送至煤粉爐進(jìn)行焚燒。污泥干化機(jī)出口的干化污泥成塊狀，塊狀干化污泥內(nèi)部干濕不均，若是塊狀干化污泥直接送至磨煤機(jī)磨粉，會(huì)造成磨煤機(jī)內(nèi)部黏結(jié)污泥，降低磨煤機(jī)效率，磨煤機(jī)出口煤粉粒度不達(dá)標(biāo)，從而影響煤粉爐燃燒效率。

（3）電廠煤粉爐摻燒污泥會(huì)大大增加爐內(nèi)結(jié)焦風(fēng)險(xiǎn)，降低爐內(nèi)傳熱效率，增大水冷壁爆管事故的風(fēng)險(xiǎn)。

國內(nèi)污水廠污泥中含有約35%的灰分，此灰分的軟化溫度為1 170℃，而電廠煤粉爐爐膛溫度一般在1 200℃以上，故電廠煤粉爐摻燒污泥會(huì)大大增加爐內(nèi)結(jié)焦的風(fēng)險(xiǎn)，軟化的飛灰會(huì)極易黏結(jié)在爐內(nèi)水冷壁、過熱器等換熱面上，造成爐內(nèi)水冷壁和過熱器等換熱面?zhèn)鳠崮芰ο陆?，水冷壁結(jié)焦部分和不結(jié)焦部分受熱不均勻，致使?fàn)t內(nèi)水冷壁爆管事故風(fēng)險(xiǎn)加大，同時(shí)增加了水冷壁定期檢修的頻率，鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性降低。

（4）必須對(duì)電廠煙氣處理系統(tǒng)進(jìn)行重要技術(shù)改造才能滿足國家及地方燃煤機(jī)組大氣污染物排放限值和污泥焚燒煙氣標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)上海市的情況分析，《上海市煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造工作實(shí)施方案（2015—2017年）》要求：到2017年12月31日前，上海全市所有共用燃煤機(jī)組大氣污染物排放濃度均達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)排放限值（即在基準(zhǔn)含氧量6%的條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于5、35、50 mg/m3）。污泥中氮、硫、氯等污染物含量高于燃煤，電廠鍋爐摻燒污泥后煙氣中二氧化硫、氮氧化物等污染物的含量將顯著增加，必須對(duì)電廠煙氣處理系統(tǒng)進(jìn)行重要技術(shù)改造，才能滿足上海市燃煤機(jī)組大氣污染物排放限值。

上海市污泥單獨(dú)干化焚燒工程的煙氣污染物排放限值參考《生活垃圾焚燒大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 31/768—2013），其中除了對(duì)煙塵、二氧化硫和氮氧化物有排放限值之外，還對(duì)一氧化碳，氯化氫，鎘、鉈及其化合物，銻、砷、鉛、鉻、鈷、銅、錳、鎳、釩及其化合物，二噁英類有排放限值（見表1），而電廠的煙氣處理系統(tǒng)并沒有去除上述污染物的設(shè)施。若是電廠摻燒一定量的污泥會(huì)額外增加相當(dāng)體量的煙氣量，此部分煙氣中的重金屬、二噁英等污染物含量較大。因此，若是電廠摻燒污泥必須對(duì)電廠的煙氣處理系統(tǒng)進(jìn)行重要技術(shù)改造才能滿足國家及地方污泥焚燒的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)。

（5）污泥中的重金屬和二噁英極可能導(dǎo)致大部分電廠粉煤灰無法建材利用。

若是采用污泥單獨(dú)干化焚燒處理方式，可在布袋除塵器前端通過活性炭吸附煙氣中的重金屬，不影響鍋爐爐渣和旋風(fēng)除塵器飛灰的建材利用。若是采用電廠煤粉爐摻燒污泥的處理方式，必須在除塵器前端增設(shè)噴射活性炭的裝置吸附污泥中的重金屬和二噁英，吸附了重金屬和二噁英的煙氣飛灰按照國家規(guī)定屬于危險(xiǎn)廢物，需按照危險(xiǎn)廢物處置。電廠的粉煤灰中大部分是煙氣飛灰，摻燒污泥之后，此部分煙氣飛灰則無法實(shí)現(xiàn)建材利用。

表1 電廠大氣污染物和污泥焚燒污染物排放指標(biāo)對(duì)比

2 結(jié)語

污泥單獨(dú)干化焚燒處置方案是國內(nèi)外主流、成熟、穩(wěn)定的污泥處理處置工藝，能夠穩(wěn)定、全量、達(dá)標(biāo)、高效地處理污水廠的污泥。

污泥電廠摻燒處置方案不能穩(wěn)定保證污泥的全量處置，不利于電廠燃煤進(jìn)料系統(tǒng)和鍋爐系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，不利于電廠粉煤灰的利用和煙氣處理的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

為了確保污水廠產(chǎn)生的污泥能夠全量、可靠、穩(wěn)定、安全地處置，建議采用單獨(dú)干化焚燒的處置方案。

[1]戴曉虎.我國城鎮(zhèn)污泥處理處置現(xiàn)狀及思考[J].給水排水，2012,38(2):1-5.

[2]張永華.上海市污水廠污泥處理處置現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].城市道橋與防洪，2012(9):135-138.

[3]張峰.上海燃煤電廠污泥焚燒試驗(yàn)及環(huán)?？尚行匝芯縖J].西南給排水，2014,36(3):6-12.

X703

B

1009-7716（2017）10-0088-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.025

2017-05-26

陳汝超（1986-），男，山東臨沂人，工程師，從事固廢、危廢、污泥的處理處置工作。