盧義程
[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]
2018 年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部統(tǒng)計(jì)[1]全國(guó)3 919 座污水處理廠市政污泥產(chǎn)生量達(dá)1 353.3 萬(wàn)t/a,折合80%含水率脫水污泥6 766 萬(wàn)t/a。國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀污泥處置方式仍然是以填埋和土地利用為主。借鑒國(guó)外行業(yè)發(fā)展比較成熟的管理經(jīng)驗(yàn),在發(fā)達(dá)大中城市宜推行包括獨(dú)立焚燒和協(xié)同焚燒等為主的技術(shù)方向。如2016 年德國(guó)環(huán)保局統(tǒng)計(jì)[2]全國(guó)市政污泥焚燒處置占比64.4%,其中獨(dú)立焚燒占比25%,大型煤電廠協(xié)同焚燒占比26%,水泥窯協(xié)同焚燒占比7%,垃圾焚燒廠協(xié)同處置占比3%。2017 年修訂的污泥法[2]詳細(xì)描繪了“焚燒增加、農(nóng)用減少和土地利用逐步禁止”的大趨勢(shì),并計(jì)劃于2032 年關(guān)閉所有大中型污泥農(nóng)用處置途徑,單獨(dú)污泥焚燒和結(jié)合燃煤電廠協(xié)同焚燒成為今后一段時(shí)間內(nèi)德國(guó)的主流技術(shù)途徑。
上海市政府于2018 年12 月底批復(fù)了《上海市污水處理系統(tǒng)和污泥處理處置規(guī)劃(2017—2035)》,明確了獨(dú)立焚燒為主、協(xié)同焚燒為輔、建材或統(tǒng)籌利用兼顧的主流方向[3]。污泥獨(dú)立焚燒投資成本均相對(duì)較高,今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)結(jié)合大中型燃煤電廠摻燒仍是市政污泥焚燒不可或缺的主流技術(shù)方向。以揚(yáng)州市為例,污泥干化廠選址位于經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)古渡路,總占地約2.67 hm2。一期工程占地約1.87 hm2,建筑面積8 359 m2;二期工程占地約0.8 hm2,建筑面積5 300 m2。一期工程設(shè)計(jì)規(guī)模300 t/d(80%含水率,以下同),二期工程設(shè)計(jì)規(guī)模200 t/d。設(shè)計(jì)采用熱干化和熱電廠協(xié)同焚燒的技術(shù)路線。設(shè)計(jì)中充分運(yùn)用低碳和循環(huán)經(jīng)濟(jì)先進(jìn)理念,廠址選擇緊鄰揚(yáng)州第二發(fā)電有限責(zé)任公司和揚(yáng)州港口污泥發(fā)電有限公司,周邊還有揚(yáng)州市亞?wèn)|水泥廠。污泥全干化產(chǎn)品可作為補(bǔ)充燃料與燃煤摻燒發(fā)電,電廠協(xié)同焚燒的粉煤灰結(jié)合水泥廠生產(chǎn)水泥。干化熱源利用揚(yáng)州港口污泥發(fā)電有限公司的余熱蒸汽或者來(lái)自第二熱電廠的余熱蒸汽。工藝設(shè)備選擇兩段式干化,經(jīng)國(guó)內(nèi)實(shí)踐驗(yàn)證能耗較低,污泥干化單位蒸發(fā)量綜合能耗0.69 kWh/kgH2O。一期運(yùn)行驗(yàn)證單位污泥量多年平均蒸汽消耗量?jī)H0.7~0.75 t/t,在同行業(yè)中蒸汽消耗量處于較低水平。一期工程成功投運(yùn)五年后順利啟動(dòng)了二期工程的建設(shè)。
市政污泥與燃煤電廠協(xié)同焚燒,單純從技術(shù)角度分析,脫水污泥、半干污泥和全干污泥均能結(jié)合電廠循環(huán)流化床或煤粉爐焚燒,德國(guó)和我國(guó)均有大量的試驗(yàn)工程驗(yàn)證。國(guó)內(nèi)如常州、蘇州等地均曾嘗試循環(huán)流化床機(jī)組直接摻燒市政脫水污泥的試驗(yàn)工程,過(guò)去曾作為緩解污泥出路的重要手段之一使用。國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)均表明直接利用脫水污泥摻燒,有效的做法是利用飛灰回混的調(diào)質(zhì)方式[4]。而采用脫水污泥直噴入爐的方式并不成功,脫水污泥掉落到風(fēng)嘴附近發(fā)生干化造成爐內(nèi)溫度分布不均勻,脫水污泥超量投加易造成爐床內(nèi)15℃~25℃以上的溫度下降。尤其鍋爐機(jī)組在低于60%負(fù)荷運(yùn)行因風(fēng)帽附近的爐床溫度下降造成機(jī)組無(wú)法運(yùn)行。還有脫水污泥因工業(yè)污染的重金屬Cu2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+等離子超標(biāo)時(shí),以SiO2、CaO2為主的灰分熔流點(diǎn)無(wú)序波動(dòng)[5],煙道內(nèi)積灰難以清除,還易造成靜電除塵和布袋除塵效率的急劇下降從而引起電廠系統(tǒng)產(chǎn)能大幅度減少造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
參照德國(guó)類(lèi)似的污泥干化結(jié)合電廠或水泥廠的摻燒經(jīng)驗(yàn),極個(gè)別污泥干化廠由于建設(shè)時(shí)間較早,污泥干化至40%~70%TS 含固率結(jié)合循環(huán)流化床燃煤鍋爐協(xié)同焚燒,其余污泥干化廠均將污泥干化至75%TS 甚至90%TS 后結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐或煤粉爐實(shí)施協(xié)同焚燒[4]。針對(duì)含水率偏高的脫水污泥或半干污泥摻燒須注意鍋爐受熱面或空預(yù)器受熱面因污泥中氯、硫等污染物造成煙氣酸露點(diǎn)升高引起的侵蝕和耐熱材料的疲勞破壞。當(dāng)電廠鍋爐煙道受熱面和煙氣處理系統(tǒng)改造費(fèi)用太高時(shí),首選按全干污泥實(shí)施協(xié)同焚燒可能更經(jīng)濟(jì)。
污泥干化裝置的設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)十分依賴實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn),末端協(xié)同焚燒的政策或技術(shù)特點(diǎn)決定了進(jìn)料污泥品質(zhì)控制。借鑒熱電廠大氣污染控制的政策法規(guī),京都議定書(shū)規(guī)定了六項(xiàng)主要的溫室氣體排放控制,包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCs)、全氟化合物(PFCs)和六氟化硫(SF6)。二氧化碳以外的溫室氣體均折算成二氧化碳當(dāng)量實(shí)施配額和碳交易管理[4]。參照歐洲委員會(huì)的決議2007/589/EC,市政污泥和沼氣可以作為生物質(zhì)替代燃料實(shí)現(xiàn)碳中和的指標(biāo)交易,尤其全干化或半干化市政污泥熱值接近褐煤,替代熱電廠燃煤可以計(jì)算為零排放。全干化污泥可以折算的二氧化碳排放當(dāng)量大約0.7~1.1 tCO2/t,單純脫水污泥協(xié)同焚燒因?yàn)闊嶂堤驮谔贾泻蛯?shí)現(xiàn)碳減排交易方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。市政污泥與燃煤電廠協(xié)同焚燒在大氣有機(jī)污染物控制方面因?yàn)殡姀S鍋爐焚燒溫度高且停留時(shí)間充足,不存在污染排放的風(fēng)險(xiǎn)。
上海結(jié)合外高橋電廠和上電漕涇發(fā)電廠等試點(diǎn)項(xiàng)目于2021 年4 月頒布《燃煤耦合污泥發(fā)電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/1291—2021),為市政污泥結(jié)合燃煤電廠摻燒處置明確了各項(xiàng)技術(shù)條件和污染控制的基本考核目標(biāo)[6]。上海地標(biāo)于2021 年6 月1日正式實(shí)施,標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定燃煤耦合污泥電廠二噁英類(lèi)污染物的排放限值為0.02 ngTEQ/m3,遠(yuǎn)高于《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18485—2014)中規(guī)定的0.1 ngTEQ/m3;利用煙氣混合稀釋作用降低二噁英類(lèi)污染物排放基本杜絕。汞及其化合物排放限值明確為0.01mg/m3。燃煤耦合污泥發(fā)電鍋爐的污泥摻燒率不應(yīng)大于5%,該干污泥摻比控制與德國(guó)干污泥與燃煤電廠協(xié)同焚燒后灰渣實(shí)施建材利用的限制類(lèi)似[4]。
2021 年12 月9 日,江蘇省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 32/4148—2021),新標(biāo)準(zhǔn)[7]于2022 年7 月1 日起正式執(zhí)行;針對(duì)單臺(tái)出力65 t/h 以上發(fā)電鍋爐明確了與污泥摻燒有關(guān)的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物、煙氣黑度等排放限值。其中規(guī)定汞及其化合物排放限值為0.02 mg/m3。與上海地標(biāo)不同,江蘇省標(biāo)似乎沒(méi)有針對(duì)二噁英提出特別的限值要求。
參照江蘇省和上海市新近頒布的有關(guān)污泥干化后與燃煤電廠耦合發(fā)電的大氣污染控制排放限值要求,污泥干化后送燃煤電廠除了注意與燃煤的摻比控制外,電廠自身的大氣污染物排放須兼顧自身燃料相關(guān)的大氣污染控制和有關(guān)摻燒污泥更高的排放要求。意味著電廠的制粉系統(tǒng)、鍋爐煙道系統(tǒng)和煙氣處理環(huán)節(jié)須引起高度關(guān)注。如循環(huán)流化床鍋爐有可能涉及輸煤破碎環(huán)節(jié)、煙道省煤器、砂回流、煙氣脫硫脫硝等子系統(tǒng)的更新改造實(shí)現(xiàn)高可靠度的達(dá)標(biāo)。
參照德國(guó)排水協(xié)會(huì)技術(shù)規(guī)范ATV-DVWK M379[8],干化后產(chǎn)品含固率小于85%(TS)屬于半干化,干化產(chǎn)品含固率不小于85%(TS)是全干化。全干污泥產(chǎn)品在粉塵控制、臭氣控制和輸送便利性方面均有較大優(yōu)勢(shì);借鑒德國(guó)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合大型燃煤電廠和水泥廠摻燒均采用全干污泥協(xié)同焚燒方式實(shí)現(xiàn)處置。揚(yáng)州市污泥干化廠采用的兩段式干化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)75%(TS)至90%(TS)的目標(biāo)含固率入爐,末端處置循環(huán)流化床爐和煤粉爐均存在。一期工程設(shè)計(jì)污泥干化生產(chǎn)線按照100 t/d 一條線,計(jì)3 條生產(chǎn)線。二期工程按照100 t/d 一條線,計(jì)2 條生產(chǎn)線。年生產(chǎn)按照7 500 h/a 考核,干化產(chǎn)品溫度不大于40℃,產(chǎn)品含固率75%~90%(TS)。
與干化摻燒密切相關(guān)的另一項(xiàng)指標(biāo)是污泥含砂量,揚(yáng)州主城區(qū)因存在部分合流制改造分流制不徹底的區(qū)域,污水污泥含砂量相對(duì)較高;據(jù)檢測(cè)分析反饋,最高含砂量接近40%;直接影響污泥干化工藝和設(shè)備的設(shè)計(jì),以及污泥輸送環(huán)節(jié)的耐磨選材設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備采購(gòu)環(huán)節(jié)均按最高含砂量40%作為控制條件執(zhí)行。
污泥處理流程包括污泥卸料站、污泥儲(chǔ)料倉(cāng)、污泥干化生產(chǎn)線、干污泥卸料等高度集約化設(shè)計(jì),全過(guò)程封閉生產(chǎn)。全干化的產(chǎn)品利用成品料倉(cāng)短時(shí)儲(chǔ)存后裝車(chē)密閉外運(yùn)至附近熱電廠摻燒發(fā)電,熱能利用熱電廠余熱蒸汽。污泥處理工藝基本流程見(jiàn)圖1。
圖1 污泥處理工藝基本流程示意圖
污泥干燥采用兩段式或稱兩級(jí)干化工藝(一級(jí)處理后污泥干度達(dá)到40%~55%(TS),二級(jí)干化處理后污泥含固率可達(dá)到75%~90%(TS))。污泥在可塑性階段切碎成顆粒配合帶式干燥機(jī)出口粉塵含量低于3‰。針對(duì)揚(yáng)州市污泥含砂量特別高的特征,設(shè)計(jì)和調(diào)試階段設(shè)定相對(duì)較高的一級(jí)干化含固率50%~55%(TS),提高切碎機(jī)入口的污泥粘度,降低磨損和阻力;確保產(chǎn)能穩(wěn)妥可靠。系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶式干燥機(jī)的補(bǔ)充熱源采用一段廢熱(污泥廢氣余熱和蒸汽冷凝水余熱)和補(bǔ)充蒸汽相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)能量的最大限度回收。
干化系統(tǒng)共5 條生產(chǎn)線,其特征如下:
生產(chǎn)數(shù)量:5 套;
設(shè)計(jì)進(jìn)泥干度:20%~30%(TS);
設(shè)計(jì)出泥干度:75%~90%(TS);
年運(yùn)行時(shí)間:7 500 h/year。
每一條干化處理線的設(shè)計(jì)參數(shù)如下:
蒸發(fā)能力:3 792 kgH2O/h(20-90%(TS));
設(shè)計(jì)物料通量:975 kg(TS)/h。
每一條處理線包括以下4 個(gè)主要部分:
薄層蒸發(fā)器;
切碎機(jī);
帶式干燥機(jī);
與工藝一體化的熱量回收。
干污泥出料通過(guò)斗式提升機(jī)輸送到干污泥料倉(cāng),再由干污泥料倉(cāng)裝車(chē)運(yùn)送至發(fā)電廠進(jìn)行摻燒。
污泥干化生產(chǎn)污水一般來(lái)源有車(chē)間沖洗污水、干化尾氣冷凝水、除臭殘液等。針對(duì)兩段式或兩級(jí)干化工藝,由于中間環(huán)節(jié)造粒生產(chǎn)沖洗產(chǎn)生大量的顆粒污泥洗滌污水,與干化尾氣洗滌和除臭殘液等構(gòu)成主要的生產(chǎn)污水。每條干化線產(chǎn)生的冷凝污水流量約為3.3 m3/h,按照滿負(fù)荷生產(chǎn)日均計(jì)算污水排放量約588 m3/d,生產(chǎn)工藝排水產(chǎn)污系數(shù)約1.0~1.2 m3/t混合污水。
污泥干化產(chǎn)生污水主要污染集中于干化冷凝液和中間造粒工藝沖洗水,主要特征污染指標(biāo)有CODcr、BOD5、NH3N 等。就NH3N 指標(biāo)而言,一級(jí)間接干化產(chǎn)生污水量少,但污染物濃度高,最高可達(dá)2 500 mg/L;直接干化冷凝液NH3N 最高達(dá)500 mg/L[8]。生產(chǎn)混合污水特征污染物濃度按經(jīng)驗(yàn)TN100~200 mg/L,NH3N100 ~150 mg/L。一期工程生產(chǎn)階段開(kāi)展了300 m3/d 的生產(chǎn)性試驗(yàn)裝置跟蹤摸索工藝技術(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)。污泥干化廠產(chǎn)生的污水經(jīng)預(yù)處理達(dá)標(biāo)后通過(guò)市政管道最終納入3 km 處的六圩污水處理廠。試驗(yàn)工程基本流程見(jiàn)圖2。
圖2 生產(chǎn)性試驗(yàn)污水處理基本流程圖
生產(chǎn)污水處理流程設(shè)計(jì)采用泥水分離后初步沉淀+ 一體化生物接觸氧化裝置方式實(shí)現(xiàn)二級(jí)處理達(dá)到納管標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)連續(xù)三年以上的生產(chǎn)性試驗(yàn)證明污水處理工藝的合理性,為二期工程全面設(shè)計(jì)污水處理站提供了參考數(shù)據(jù)。
一二期工程污泥處理設(shè)計(jì)規(guī)模500 t/d 對(duì)應(yīng)的污水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模建議600 m3/d。據(jù)實(shí)際運(yùn)行監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,執(zhí)行《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 31962—2015)中表1-A 類(lèi)指標(biāo)),污水處理站設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。
表1 不同換撐方式對(duì)比
表1 污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) 單位:mg/L
污水預(yù)處理工藝流程見(jiàn)圖3。
圖3 污水處理系統(tǒng)工藝流程圖
干化冷凝污水采用板式換熱器降溫后納入污水處理單元,確保進(jìn)入污水處理流程水溫不超過(guò)40℃。污水處理技術(shù)路線擬采用“調(diào)節(jié)池(含事故池)+混凝沉淀+ 生物反應(yīng)池+ 斜板沉淀池+ 排放水池”的工藝,核心生物反應(yīng)池?cái)M采用單段式AO 活性污泥法,水力停留時(shí)間約30 h,按試驗(yàn)工程驗(yàn)證能穩(wěn)妥達(dá)標(biāo)。污泥處理采用“重力濃縮+ 帶式壓濾脫水”,脫水污泥直接泵送污泥卸料站進(jìn)入污泥干化流程。
全流程精細(xì)化臭氣控制是污泥處理工程成敗的關(guān)鍵。臭氣收集處理的基本原則是強(qiáng)化封閉源頭管控、分類(lèi)收集、多途徑末端處理[9]。核心須關(guān)注高強(qiáng)度臭氣盡可能采用磚砌或混凝土砌筑的小空間封閉后高頻次抽風(fēng)除臭。如污泥卸料池、污泥儲(chǔ)存池、切碎機(jī)間等與脫水污泥或半干污泥密切接觸且散發(fā)臭氣的空間抽風(fēng)次數(shù)以18 次考慮,依靠高頻次抽風(fēng)形成高強(qiáng)度負(fù)壓確保臭氣不外溢。其余與臭氣散發(fā)相關(guān)的空間以6~12 次換氣次數(shù)補(bǔ)充除臭以加強(qiáng)封閉除臭效果。臭氣處理按照一期和二期污泥干化車(chē)間單獨(dú)各1 套臭氣收集和處理系統(tǒng)分別處理一期和二期工程產(chǎn)生的臭氣。
一期工程帶式干燥機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的高濃度臭氣總流量約為3×4 000=12 000 m3/h,溫度88℃,相對(duì)濕度為21%。帶式干燥機(jī)產(chǎn)生的高強(qiáng)度熱臭氣須先進(jìn)行冷卻處理,在冷卻塔內(nèi)使之溫度下降至40℃左右;然后再送至化學(xué)洗滌塔單元處理?;瘜W(xué)洗滌塔設(shè)氧化和堿洗兩級(jí)處理方式實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)臭氣控制后由排氣筒排放。一期工程化學(xué)洗滌的臭氣總流量約42 000 m3/h,實(shí)際運(yùn)行特征污染物指標(biāo)達(dá)標(biāo),排氣筒臭氣濃度不超過(guò)500;但氣象條件欠佳時(shí)有微量異味氣體散發(fā)至廠界處。二期工程除臭設(shè)計(jì)在一期工程的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn),干燥機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的高濃度臭氣先進(jìn)入濕式洗滌塔并增加臭氧處理單元再進(jìn)入化學(xué)處理單元。卸料池、儲(chǔ)泥池、污水處理站產(chǎn)生的空間氣體等采用“臭氧氧化+ 次氯酸鈉氧化+ 堿洗+ 氣液分離的方式處理,帶式干燥機(jī)周邊的空間氣體直接納入到生物濾池;生物濾池設(shè)計(jì)規(guī)模同時(shí)兼顧卸料池、儲(chǔ)泥池、污水處理站等空間氣體的風(fēng)量,臭氣排放筒的高度距地面為25 m。計(jì)劃待二期工程除臭設(shè)施調(diào)試成功并取得良好成效后,利用二期工程取得的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)用于一期工程的除臭升級(jí)改造以改善廠區(qū)大氣環(huán)境。擬設(shè)計(jì)排氣筒臭氣濃度目標(biāo)控制在200 以內(nèi)。
接近全干的干污泥安全儲(chǔ)存及輸送主要涉及干污泥的品質(zhì)管理、粉塵防爆、臭氣散逸、甲烷及氫氣集聚引起自燃、與燃煤電廠爐型和輸送制粉系統(tǒng)匹配等多方面難題。85%TS 以上的全干污泥適合采用氣力輸送、螺旋、皮帶、斗提等輸送方式[10]。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐摸索,調(diào)試生產(chǎn)初期曾嘗試85%TS 以上的含固率出料車(chē)輛短駁至電廠煤棚,夏季高溫天氣在卸料堆放和輸送過(guò)程多次發(fā)生偶爾高速風(fēng)吹造成自燃。后續(xù)摸索控制75%~80%TS 的出料含固率,結(jié)合全過(guò)程的封閉輸送控制含氧量和臭氣;基本杜絕了干污泥的自燃和臭氣散逸。
顆粒污泥在干化處理線出口處直接落入皮帶輸送機(jī)上,輸送機(jī)全流程包含干污泥料倉(cāng)按照1 用1備方式配備。干污泥顆粒通過(guò)皮帶輸送機(jī)和斗式提升機(jī)直接送至干污泥料倉(cāng)暫存,然后裝車(chē)外運(yùn)與燃煤混合摻燒。為保證干污泥的全封閉裝卸作業(yè),污泥料倉(cāng)下方設(shè)可伸縮卸料管道伸入下方裝卸料斗,卡車(chē)直接搬運(yùn)裝卸料斗外運(yùn)。輸送機(jī)及干污泥料倉(cāng)上方配置水噴霧噴頭配合感溫電纜在超溫時(shí)防護(hù)冷卻確保干污泥輸送的消防安全。
揚(yáng)州市污泥干化廠熱干化的蒸汽熱源有2 路:揚(yáng)州市第二電廠和揚(yáng)州港口污泥發(fā)電有限公司的200℃~250℃@8bar(g)過(guò)熱蒸汽。經(jīng)過(guò)熱干化的干污泥顆粒產(chǎn)品作為低品質(zhì)燃料可以作為揚(yáng)州第二發(fā)電廠或污泥發(fā)電有限公司的補(bǔ)充燃料,與燃煤協(xié)同焚燒的灰渣也可以結(jié)合亞?wèn)|水泥廠作為水泥生產(chǎn)的熟料。六圩污水處理廠產(chǎn)生的再生水作為該循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園的工業(yè)水水源,也是污泥干化廠的工業(yè)用水的補(bǔ)充水源之一。據(jù)2021 年月均生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析,日處理污泥284 t/d,噸污泥干化電耗63.7 kWh/t,單位蒸汽消耗0.75 t/t。干污泥平均含固率81.3%TS,月平均產(chǎn)量58.32 t/d,折合碳減排平均約53 t CO2/d。按今后滿負(fù)荷生產(chǎn)日產(chǎn)干污泥80%TS 含固率125 t/d,折合碳中和指標(biāo)約112.5 t CO2/d。
(1)一期工程竣工結(jié)算總投資約1.55 億元。二期工程總投資約1.2 億元,計(jì)劃2022 年中全面投產(chǎn)。目前揚(yáng)州市政府給予運(yùn)營(yíng)單位的單位脫水污泥處理費(fèi)用約480 元/t,其中電耗占80 元/t,蒸汽消耗占196 元/t。
(2)末端協(xié)同焚燒借力揚(yáng)州第二發(fā)電廠(2×600 MW)和污泥發(fā)電廠(2×24 MW),總?cè)济合募s12 000 t Ce/d,符合干污泥協(xié)同焚燒控制5%摻比的基本條件;對(duì)電廠及其灰渣建材利用影響很小且合規(guī)。
(3)污泥與燃煤電廠協(xié)同焚燒立足粉塵控制、安全防爆、臭氣散逸控制以及輸送便利,宜采用接近全干化的污泥入爐焚燒,即污泥干化至75%~80%TS是經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)安全可靠的最佳范圍。因污泥品質(zhì)如含砂量的差異對(duì)適宜的兩級(jí)干化含固率目標(biāo)有少量影響。接近全干污泥替代化石燃料實(shí)現(xiàn)協(xié)同焚燒能計(jì)入碳中和計(jì)量范疇。
(4)若城鎮(zhèn)污水污泥因接納工業(yè)污水造成重金屬指標(biāo)超標(biāo),須嚴(yán)密關(guān)注協(xié)同焚燒對(duì)爐膛煙道受熱面侵蝕和煙道積灰,甚至靜電除塵和布袋除塵的效率下降等問(wèn)題,經(jīng)科學(xué)評(píng)估適當(dāng)考慮技術(shù)改造措施可望長(zhǎng)效運(yùn)行。
(5)因污泥焚燒造成飛灰量大且飛灰因結(jié)合水分相比單純?nèi)济悍贌w灰粘性高,易產(chǎn)生煙道積灰或煙氣處理單元的積灰問(wèn)題。生產(chǎn)運(yùn)行管理須嚴(yán)格管控加強(qiáng)維護(hù)管理,確保生產(chǎn)運(yùn)行的安全。
(6)污泥干化廠的設(shè)計(jì)建設(shè)須嚴(yán)密關(guān)注生產(chǎn)全過(guò)程的污水排放和臭氣控制,盡可能從源頭管控污水污染物產(chǎn)生、臭氣污染物的精細(xì)化技術(shù)管控和低能耗達(dá)標(biāo);節(jié)約污水處理和臭氣處理等輔助設(shè)施的投資和運(yùn)行費(fèi)用。
致謝:感謝揚(yáng)州中法環(huán)境股份有限公司提供的基礎(chǔ)信息和技術(shù)數(shù)據(jù)。