污泥干化焚烧技术的应用探究

摘 要：污泥减量化、无害化以及稳定化是进行污泥处理的目的。文章通过污泥的回收与利用，实现保护环境，综合利用资源。对典型污泥处理装置进行分析，重点阐述了污泥干化焚烧的必要性，对污泥干化焚烧工艺的应用进行了详细的论述。

关键词：污泥干化;焚烧技术;循环流化床锅炉

中图分类号：TQ610.9 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）26-0038-02

当前，污水处理技术日益完善，污水处理厂建设速度不断提高，从而提高了污水处理的质量，与此同时，污泥量随着污水处理量的增加而不断的增加。污水处理过程中产生的污泥中含有大量的重金属、病菌等各种污染物，当对污泥不进行处理，或者不有效处理，那么就会给环境造成二次污染。但是，当前我国处理污水过程中存在的“重水轻泥”的问题严重，造成了污泥处理不能满足要求。实际上，当前环境污染问题的一个有效解决途径就是无害化处理污泥。

1 典型污泥处理装置分析

当前，填埋法、焚烧法、土地利用法即堆肥法、海洋排放法是世界上常见的典型污泥处理的措施。

第一，填埋法。早在二十世纪的六十年代就出现了利用填埋的方式处理污泥。随着技术的不断发展，填埋法处理污泥的技术发展越来越成熟。采用填埋法处理污泥，突出优势在于处理污泥的容量大，但是需要投资比较小，更重要的是见效非常快。因为采用填埋法处理污泥，要求较高的污泥土力学性质，并且处理污泥的场地要求面积足够大，运输污泥的费用过高，同时，对于污泥处理过程中为了使得地下水不受到污染必须对地基采取防渗措施。目前世界上很多国家与地区已经禁止建造新的污泥填埋场所。随着技术的不断创新，人们环保意识不断提升，近来不断减小污泥填埋的比重。

第二，焚烧法处理污泥。利用焚烧法处理污泥实际上是通过高温技术处理污泥，也就是在焚烧炉中将被处理的有机废物和一定量过剩空气进行混合，从而使其发生氧化分解，在焚烧炉的高温条件下，有机废物含有的有害物质、有毒物质等由于氧化热解从而被破坏。有机废物尽可能的被焚烧，从而使得有机废物变成无害的物质或者有毒有害物质尽可能的减少，并且为了避免二次污染的出现，要确保新污染物的产生尽量得到避免，这是焚烧的主要的目标。目前，随着技术的不断进步，新工艺、新技术不断出现，通过科学的焚烧技术与预处理措施，能够使得污泥热能自足得到满足，同时，能够使得环境保护的要求得到满足。

第三，土地利用法处理污泥。通常在污泥中含有的有机物比较丰富，同时，污泥中的氮磷钾等营养元素比较丰富，包括Ca、Mg，Fe等在内的植物生长所必须要的微量元素的含量丰富。在农田中使用污泥，能够使得土壤结构得到改良，从而使得土地的肥力等级，对于农作物的生长具有促进作用。虽然通过土地利用的方式处理污泥，其能耗比较低，在可以回收利用的污泥中其养分比较多等优势显著，然而，多种重金属污染与病原菌等存在污泥中，所以，世界上各个国家都对农用污泥重金属的标准进行了制定，并且，对无害化要求进行明确，严格限制单位面积土地应用污泥的量。2003年1月1日开始，瑞士政府严禁在农业生产中应用污水厂的污泥，全部污水厂污泥都要求通过焚烧进行处理。如果污泥长期在农业堆肥中得到应用，由于重金属等有害物质使得人们的健康受到影响。

第四，海洋排放法处理污泥。把没有经过处理的污泥向海洋中进行直接的排放是海洋排放法处理污泥。海洋排放法处理污泥的主要的优势在于，经济方便，然而，由于污泥排放物中含有复杂的成分，严重污染海洋，从而使得人类安全受到威胁。因此，早在1991年美国已经通过法律措施对象海洋中进行污泥排放的行为进行严格的制止。1991年5月，欧盟《Directive Concerning Urban Waste Water Treatment》，规定自从1998年12月31日开始， 不能将污泥倾倒入水体中。

2 污泥干化焚烧的必要性

相对于其他的污泥处理方法，污泥焚烧法的优势非常显著：

第一，利用焚烧的方式对污泥进行处理，能够尽可能的减小污泥的体积，从而使得通过其他方法进行污泥处理过程中出现的大量空间问题得到有效解决，当前社会土地资源越来越紧缺，减少土地资源的占用无疑具有非常重要的意义。

第二，污泥被焚烧以后，能够分解剩余的污泥内的有机物以及水分，少量无机物被焚烧成灰，所以，对于最终物质而言，需要处理的物质不多，并且重金属离子问题不存在。污泥通过焚烧之后的第的焚烧灰可以作为建筑原材料。实际上，污泥焚烧处理污泥，不但安全并且具有极大的经济性。

第三，利用干化焚烧方式处理污泥，由于具有非常快的处理速度，因此，长期存储是不需要的。与此同时，通过干化焚烧的方式进行污泥的处理，由于采用了就地焚烧技术，使得长距离运输的问题得到避免。

第四，通过干化焚烧技术，能够对能量进行回收利用，在供热与发电方面具有重要应用。处理各种污泥时，污泥干化是需要解决的关键技术。有学者通过研究发现，如果降低污泥的含水量到一定称帝，污泥的形态就会从流态转变为固态，从而极大的缩小了体积。在流态转换为固态的过程中，通过稳定剂的添加等措施，能够使得污泥处理时限无害化、稳定化，确保了资源的有效利用。有关研究数据表明，污泥减量化效果最为显著的含水量为45%-50%左右。当继续降低含水量，会弱化减量化的效果。所以，对于污水处理厂中含水量75%～90%左右的污泥降低含水量，使其大约为50%，能够使得污泥的质量减少，同时，可以充分焚烧，实现二次有效利用资源。

当前，采用干化后的污泥通过热电厂循环流化床锅炉焚烧技术对污泥进行处理，是我国循环经济发展的要求，满足我国国家战略发展提出的“减量化、再利用、再循环”的要求，其经济效益、社会效益以及环境效益非常显著，具有广阔的发展前景。

3 污泥干化焚烧工艺的应用

当前，污水处理厂对污泥进行处理的问题越来越突出，某热电厂基于循环流化床锅炉建设了350 t/d的污泥干化焚烧装置。通过热电厂优势，把品味低的蒸汽作为热源对污泥进行干化，同时，利用循环流化床锅炉通过焚烧的方式处理干化的污泥。利用循环流化床锅炉对干化污泥进行焚烧的流程如下：利用污水厂的运泥车把污泥向污泥缓存料仓进行运输，污泥被利用输送系统向污泥干化车间进行输送，对其干化处理是通过污泥干燥机利用蒸汽间接加热实现的。在封闭状态下实现污泥的干燥，对于废气的冷却是通过冷凝器实现的，向锅炉引入不凝结的气体，同时在锅炉内焚烧不凝结的气体，在城市污水管网中直接排入冷凝的污水，从而使得冷凝的污水被输送到污水处理厂，利用加热蒸汽进行冷凝的方式，进行回收，实现再利用，一方面使得环境污染得到避免，另一方面，使得资源的利用得到提高，节约了能源。利用干化处理的污泥中大约有40%的含水量，把干化处理的污泥向储煤棚进行输送，和原煤进行掺合，一起送入到锅炉内进行燃烧，燃烧以后产生的灰渣，通过锅炉原有的除渣系统进行排出再次进行利用。如图1 所示。

在污泥焚烧系统中，基于污泥焚烧的特征，工业燃煤利用煤的上料系统输送到流化床中，在炉内进行焚烧是基于辅助燃料进行的。在焚烧的过程中，会产生高温的烟气，这些烟气向余热回收系统输送。

新鲜空气与污泥仓臭气提供了焚烧的一次风，同时，对蒸汽加热式一次空气风预热器进行设置，当污泥的热值比较低的时候，或者是污泥具有比较高的含水量的时候，可以把流化的空气进行预热，使其温度升高，达到120 ℃左右，从而使得入炉的热量提升，进而使得添加辅助燃料的量减少。

干化系统部分洗涤的载气提供了二次风，当二次风量不够时，通过新鲜空气进行补充。循环流化床锅炉中燃料的充分燃烧时需要的二次风是通过二次风机提供的，沿着循环流化床锅炉炉膛的高度方向，二次风分层送入到焚烧炉的中部燃尽量室，从而使得燃烧更加的充分。

污泥焚烧中通过将石灰石添加在焚烧炉中使得烟气内产生的一部分酸性气体被脱除。烟气进入到半干脱酸塔中，充分混合喷射的石灰浆液吸收剂，从而使得吸收剂能够和烟气内的酸性气体发生反应，可以除去烟气内的酸性气体。落入到塔底部的粉尘通过灰斗进行排除。之后，烟气被送入到膨胀反应器中，和石灰石进行充分接触，利用石灰石对烟气内剩余的酸性气体进行排除;将活性炭粉末喷到布袋除尘器之前的烟道之上，利用活性炭对烟气内的重金属、二f英类物质进行吸收。最后，利用在线监测系统实时监测烟气，从而对工艺进行及时的调整，使得烟气达标。

污泥焚烧过程中，需要对灰渣进行处理。焚烧炉的出渣通过水冷、冷渣器进行水冷，通过不燃物输送机向振动筛进行筛分，将筛出的石英砂利用砂提升机向焚烧炉进行输送从而实现循环利用，灰渣通过输送机向灰渣间进行输送并且存储。利用装袋外运的方法处理余热锅炉、半感脱酸塔、省煤器等产生的飞灰。

4 结 语

通过对某污泥干化焚烧技术项目的应用分析，基于循环流化床锅炉建设的污泥干化焚烧装置能够使得“减量化、无害化、资源化”的污泥处理的目标得到实现。使得循环经济的理念得到充分的体现。在燃烧过程中应用半干化的污泥作为燃烧的燃料，能够节约大量煤炭资源。同时，能够综合回收利用焚烧后的污泥的灰渣，将其利用在建筑方面。对污泥进行干化的过程中，产生的残余其他能够直接向锅炉进行输送，进行燃烧，实现了处理的无害化，使得对于环境的污染不断减小，从而保护的环境。事实上，基于循环流化床锅炉的污泥干化焚烧装置，使得企业污泥处理的能力得到提高，从而使得区域内污泥安全处理的需要得到满足，得到了比较良好的社会效益、经济效益与环境效益。并且，企业热电联产的发展，实现了经济可持续发展。

与此同时，需要注意的是污泥干化焚烧处理成本受到来料污泥脱水的影响。大部分污水处理对净化水指标给予足够重视，然而对污泥标准比如含水率、矿物含油脂率等指标重视不过，使得污泥处理的难度增加。所以，为了使得污泥处理品质满足国家有关标准的要求，需要实时监测与统一管理污泥的处理。

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