李晓明
黑龙江省水利水电集团冲填工程有限公司 黑龙江 哈尔滨 150027
摘要：我国城镇污泥处理大多采用活性污泥法。近年来，随着城镇污泥厂规模的扩大和数量的增加，伴随而来的剩余污泥含量与日俱增，剩余污泥的妥善处理成为每个城镇亟需解决的问题，也在经济上和环境上影响着城镇的发展，剩余污泥的处理处置问题已成为人们关注的焦点。本文就目前主要几种污泥处理处置技术进行探讨。
关键词：污泥焚烧；灰渣处理模式；环境资源效益；比较
引言
随着我国城镇化进程加快，市政污泥处理覆盖面不断扩大，作为污泥处理重要副产物的污泥也大量产生，但与高污泥处理率形成鲜明对比的则是较低的污泥无害化处置率，污泥具有含水率高、体积庞大、易腐烂、气味恶臭、含有大量病菌、寄生虫卵等特点。未经处置的污泥随意堆放，通过雨水的侵蚀和渗漏，对地下水、土壤易造成二次污染，直接危害人类身体健康。
1污泥焚烧方式
目前主要有:机械炉排焚烧炉、脉冲抛式炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转式焚烧炉等。由于污泥来料含水率，受污泥厂脱水机械稳定性、滤布老化、药剂加量多少等影响，污泥脱水经常有一定程度的波动，导致实际出厂的污泥含水率难以保持稳定。生产中发现，不同的污泥焚烧方式，对来料的污泥含水率波动的适应能力也会产生较大差异，继而影响焚烧效果。各种炉排焚烧炉，原本为燃煤锅炉，适合用于固定燃料的焚烧方式(如燃煤供热)，焚烧冗余调节能力有限。实践发现，其用于污泥焚烧，因污泥含水率的波动，可能导致最后处理工序的焚烧单元经常出现焚烧不完全现象。流化床焚烧炉、回转式焚烧炉有一定的冗余调节能力，尤其回转式焚烧炉，冗余度高、调节范围广、生产可控性强。此外，回转式焚烧炉焚烧处理固结细小飞渣(灰)的能力，明显优于流化床焚烧炉。
2污泥焚烧条件
污泥焚烧是在氧气充足的条件下，在焚烧炉内对脱水后污泥进行焚烧的一种高温热处理技术，焚烧过程中有机物被碳化，病原菌被杀死。污泥焚烧可分为单独焚烧和协同焚烧，单独焚烧是将脱水后的污泥置于单独建设的焚烧设备内，通过辅助燃料的作用单独进行焚烧;协同焚烧是利用已有工业设施对污泥进行焚烧，与发电厂、水泥窑进行协同焚烧是目前的主要焚烧方式。污泥焚烧具有占地面积小，处理时间短及适用范围广等特点，经焚烧后的污泥减量化程度彻底，无害化效果稳定，同时焚烧产生的热量可用于电厂发电和供热热源，焚烧后的剩余物可作为土壤改良剂和水泥添加剂，实现污泥的资源化利用。但污泥焚烧存在能耗大、投资成本高等缺点，污泥焚烧的投资成本约为卫生填埋的3倍，为污泥堆肥的2倍。污泥焚烧过程中会产生大量废气、飞灰等有毒有害物质对大气环境造成二次污染，因此在焚烧过程中应加强对废气和飞灰的控制和回收处理。目前污泥焚烧技术主要在日本、美国、欧洲等发达国家和地区得到广泛应用，日本污泥焚烧比例占60%左右，德国焚烧比例在50%以上，而我国焚烧技术应用较少，主要集中在深圳、山东以及江浙一带。
3污泥焚烧炉温度控制
焚烧炉点火升温开始即进入启动燃烧器升温控制阶段，此升温阶段按照升温程序对温度进行控制，通过已设定的升温曲线，缓慢对炉进行升温。升温过程中，在焚烧炉砂层的六个测温点中，选择最高温度与升温曲线的阶段设定温度进行比较，以此调节天然气调节阀开度。当砂层温度≥650℃时，满足辅助燃烧器运行条件，启动辅助燃烧器，与启动燃烧器共同升温；当炉内最高温度达到730℃以上时，启动燃烧器温度控制结束，燃气流量逐步减少，燃气调节阀关至0%，进入下一阶段。焚烧炉设计温度主要分为三段，砂层温度为650℃~750℃，稀相段温度为840℃~860℃，炉出口温度为830℃~850℃。
炉温控制方式包括两个阶段，三种方式，分别为焚烧炉升温阶段和污泥焚烧阶段，控制方式包括启动燃烧器升温控制、辅助燃烧器温度控制以及喷雾水控制。污泥热值、入炉污泥含水率、污泥投加量以及焚烧炉一次风量均会影响炉温。其中，焚烧炉温度整体随着日处理量的增大而增大；污泥热值较小，会降低炉温，因此需要更大的污泥投加量维持炉温；焚烧炉稀相区温度随着一次风量的增大而增大。为了维持稳定的炉温，需要保证入炉污泥含水率、热值维持在稳定水平，或根据含水率以及热值变化调整入炉污泥干湿配比和投加量，有利于降低焚烧过程中的能耗。
4污泥投入分解炉
利用水泥生产过程中的废热烟气作为热源，通过烘干系统将热量传递给污泥，将污泥的含水率降低至30%以下，干化后呈细粉状的污泥经输送机送入分解炉焚烧，焚烧灰渣随物料一起进入窑内高温煅烧生成水泥熟料。利用新型干法水泥熟料生产线（6000t/d），日处置300t含水率约30%的生活污泥，已投入运行，实现了污泥一站式的彻底处置利用，资源化程度高，具有很好的环保效益与社会效益。利用此工艺日处置120t污泥，项目依托一条4500t/d新型干法水泥生产线和一条4000t/d新型干法水泥生产线，协同处置当阳市及周边地区城市污泥。市政污泥日处置污泥300t，包括含水率50%的干污泥250t和80%的湿污泥50t，基本能满足株洲市未来10年内污泥处理厂的污泥处置需求。应用实践证明，该工艺优势是：干化污泥给料点处在高于850℃的分解炉，分解炉内热容大且温度稳定，有效地抑制了二噁英前躯物的形成。处置污泥过程中二噁英的排放量为0.026ngTEQ/Nm3，小于0.1ngTEQ/Nm3的国家标准。但是由于含水率低于30%污泥已成散状物料，呈细粉状的污泥经输送机送入分解炉焚烧时极易造成扬尘污染，并且将污泥干化至含水率30%以下投资高，难度大，所以此工艺方案仍需要进一步改进。
5污泥焚烧前注意事项
污泥焚烧前需要经过深度脱水和干化，降低污泥含水率。脱水和干化过程会消耗大量药剂、热量、电力，因此，污泥焚烧属于高能耗行业。碳足迹分析是目前国际上常用的技术能耗评估和资源优化配置的方法。主要通过核算系统全过程温室气体排放，将能源、物料消耗折算成CO2当量，量化技术的能源成本，识别过程中的高能耗单元，并以此为依据提出节能减排措施。对污泥焚烧全链条碳排放进行分析，即核算污泥从浓缩脱水到最终飞灰填埋整个过程的碳排放，从降低碳排放的角度对工艺技术路线提出优化建议，符合当前绿色低碳发展的理念。
结束语
综上所述，针对市政污泥处理厂的考核指标一般包括绿色与循环类标准。绿色类标准包括出水污染物排放标准、污泥排放标准和大气污染物排放标准，循环类标准包括水资源的循环利用标准等，鉴于目前的一些污泥处理工艺符合绿色、循环标准但未必低碳，建议国家发展改革委、住房和城乡建设部、生态环境部等有关部门针对市政污泥处理行业统筹建立绿色、低碳、循环的标准体系，使市政污泥处理企业的运行在成本核算的前提下，既绿色、循环也低碳。在低碳发展指标方面，要设立污泥能源利用、污泥热能利用、企业运营节能、光伏发电、企业碳汇建设五类指标。这意味着新的标准体系发布后，市政污泥处理行业须进行系统的工艺改造和技术升级。对于三类指标都达标的市政污泥处理厂，在市政污泥处理行业低碳发展转型过渡期才能享受奖励、补贴和优惠
参考文献
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