徐正坦，吳松發(fā)

（1.福建工程學院 環(huán)境與設備工程系，福州 350108；2.廣西省來賓垃圾焚燒發(fā)電廠，來賓 546100）

隨著我國經濟的發(fā)展和城市化進程的加快，城市污水的產生量和處理率不斷提高，城市污水處理廠的污泥產量也快速增加.污泥處理是廢水處理過程中產生的另一個環(huán)境問題，污水處理程度越高就會產生越多的污泥.污泥含水率高且成分復雜，含有N、P、K等可供植物利用的營養(yǎng)元素，但污泥中還含有難降解的有機物、重金屬和病原微生物等，如果污泥的處置處理不當就會產生嚴重的二次污染.垃圾焚燒發(fā)電廠結合自身循環(huán)流化床垃圾焚燒爐適合摻燒污泥的實際生產工藝特點，利用電廠產生的煙氣對市政污泥進行干化，干化后的污泥與垃圾一起焚燒發(fā)電可以取得良好的效果.

1 污泥的焚燒處理

1.1 摻燒污泥工藝特點

污泥中的主要成分是有機質，干燥污泥中的有機質含量一般在50%～70%，可供燃燒，回收熱值.污泥焚燒后病原微生物得到徹底殺滅，體積可得到最大限度的減少，并最大程度地降低重金屬活性，能夠較徹底地做到穩(wěn)定性和無害化［1］.因此，將污泥進行焚燒可以有效解決污泥引起的環(huán)境問題并實現污泥資源化利用.

污泥經過機械脫水后，含水率一般為80%左右，但也具有較高的熱值［1］.污泥焚燒一般可分為兩類：一類是將脫水污泥直接用焚燒爐焚燒；另一類是將脫水污泥先干化再焚燒［2］.如果將脫水污泥直接焚燒，由于污泥含水率高，污泥在焚燒爐中干燥的過程中需消耗大量的能量，會使爐膛溫度下降 ，熱效率降低 ，增加煤耗量，增加污泥焚燒處理的成本.且脫水污泥直接焚燒操作管理復雜，特別是不充分燃燒的過程中會產生二噁英等有害氣體，增加焚燒后尾氣處理難度.綜合考慮運行成本和運行效率等方面因素先對脫水污泥進行干化處理降低含水率然后再進行焚燒是十分必要的.

垃圾焚燒發(fā)電是一種相對成熟的技術，現已成為城市固體廢棄物處理的重要工程措施.污泥的成分復雜，污泥焚燒過程中會產生多種有害氣體和粉塵等污染物，必須通過煙氣凈化裝置加以去除.循環(huán)流化床鍋爐的燃燒溫度一般在900℃以上 ，燃燒溫度穩(wěn)定且均勻 ，煙氣在爐內的停留時間也比較長 ，此外還有脫硫劑石灰石作為吸收劑，因此循環(huán)流化床鍋爐從根本上破壞了有毒氣體的產生環(huán)境 ，由此可見，循環(huán)流化床鍋爐也是最適合污泥焚燒的一種爐型.

1.2 循環(huán)流化床鍋爐污泥摻燒技術

循環(huán)流化床鍋爐因具有燃料適應性廣、燃燒效率高、負荷調節(jié)性能好、易于實現對有害氣體的控制、灰渣綜合利用范圍廣等優(yōu)點，在垃圾焚燒處理中得到了廣泛應用.循環(huán)流化床燃燒借助熾熱的床料（熱載體）對新鮮燃料進行直接混合加熱，即使對低品位的燃料，也能確保著火迅速、燃燒穩(wěn)定、轉化徹底.在焚燒垃圾時，采用幾十倍于垃圾量的爐渣作為床料（熱載體）加熱垃圾燃料，垃圾和床料都處于流化狀態(tài)，可以保證燃料的良好分布，固氣充分接觸，溫度均勻.它們之間的接觸、摻混和熱交換都十分強烈，瞬時即可干燥高水份含量的垃圾，并在幾秒之內把它引燃，使其穩(wěn)定燃燒直到完全燃燼.被吹出燃燒室的顆粒經分離器分離后收集，經返料器返回爐內循環(huán)燃燒.過量空氣系數小，煙氣在爐內的停留時間較長，這些條件可以有效抑制氮氧化物及二噁英的生成［3］.

垃圾焚燒廠處置污泥時，可以充分利用現有的燃燒設備、完整的煙氣凈化和粉塵處理裝置.只需增加污泥儲存設施，進料裝置，污泥輸送設備，污泥干化設備，利用垃圾焚燒發(fā)電的煙氣余熱資源來干化污泥，干化后的污泥與煤及垃圾按照一定比例摻燒發(fā)電，可以有效降低污泥焚燒處理的投資費用和運行費用.

2 污泥干化焚燒處置系統

利用循環(huán)流化床垃圾焚燒爐高溫煙氣干化處置市政污泥，污泥煙氣干化采用旋流噴動式干燥機進行干化處理，干化后的污泥輸送至焚燒爐進行焚燒.污泥干化焚燒處置系統流程如圖1所示.

圖1 污泥干化焚燒處置系統流程

2.1 污泥的緩存?zhèn)}

根據污泥處置量、系統緩沖時間的要求及垃圾焚燒發(fā)電廠的現場條件，污泥緩存?zhèn)}設計為方形結構.主要由倉體、布料滑架、液壓站、液壓缸等部分組成.污泥緩存?zhèn)}的有效容積和外形尺寸及功能配置根據需要進行設計，起到用于儲存污泥并起緩沖作用.倉內可根據需要加設性能可靠的沼氣濃度檢測報警裝置和超聲波料位檢測儀，以便防爆通風和控制給料.

2.2 正壓給料機供料

正壓給料機為雙軸齒形結構，采用變頻電機驅動.可以根據設定給料壓力自動調整輸送量.當出料斗中污泥的壓力升高時，自動降低轉速從而減少輸送量，當出料斗中污泥的壓力降低時，自動提高轉速從而增大輸送量，保證以一定的正壓力向膏體泵供料，提高膏體泵輸送污泥的效率.

2.3 污泥的輸送系統

由于污泥屬于非牛頓流體，粘度大、自流動性差難于輸送，污泥的干化焚燒系統又要求根據具體工況對污泥輸送量隨時做到精確調節(jié)，因此選用北京中礦的膏體泵.該泵是一種新型膏體泵送設備，具有出口壓力大、輸送距離遠；輸出量可無級調節(jié)；換向閥結構簡單，吸、排料無阻礙；料缸直徑大，便于含水量低的濃稠物料吸入；采用閉式液壓系統，具有壓力沖擊小、管路壓力損失小、高效、節(jié)能、無級調節(jié)泵送輸出量、出料穩(wěn)定等優(yōu)異功能；主要易損件表面經過特殊強化處理，使用壽命長，并可方便地進行維修和更換等特點.專用的雙缸電液比例高壓柱塞式泵，可將高濃度原生污泥（不含添加劑）進行大高度、遠距離的輸送；還具有“正壓入料”和污泥流量“變流量恒壓力”控制的特點.

污泥輸送管道采用ZST膏體輸送復合管.ZST膏體輸送管采用內噴涂超高分子材料涂層技術，其具有摩擦系數小、耐磨損、耐腐蝕、耐沖擊、使用壽命長等特點.管道的聯接采用耐振快裝法蘭，密封效果好，并能夠吸收管道的軸向振動，能防止由于管路壓力波動及振動而造成的法蘭聯接面泄漏.管路的固定采用具有阻尼吸振的管路附件，能夠吸收管道的振動.

2.4 污泥的干化焚燒過程

污泥被輸送至緩沖斗后通過螺旋輸送機給料至SNT－1500旋流噴動干燥機.螺旋輸送機為無軸形式的螺旋輸送機，主要由驅動裝置、支架、輸送螺旋、U型槽、襯板、蓋板、進料口等組成.無軸螺旋輸送機結構簡單，物料由進口輸入，經螺旋推動后由出口輸出，整個傳輸過程可在一個密封的槽中進行，降低了噪聲，減少了異味的排出.由于設備中沒有高速運轉零件，因此螺桿磨損低，設備能耗低，幾乎不需維修.

在煙道里的煙氣，約170℃，分成兩部分進入干燥機：一小部分煙氣由底部的旋轉葉片進入干燥室內，其作用是將濕污泥送入干燥室內，并使?jié)裎勰囔F化呈懸浮狀態(tài)；另一部分煙氣通過鼓風機切向送入旋流噴動干燥機，濕污泥經污泥泵送進干燥室內，與切向進入的高溫高速旋轉干燥介質相撞擊，使之微?；⒊始ち业膰妱恿骰癄顟B(tài).較大、較粘的濕污泥一邊干燥一邊由安裝在干燥室底部的干燥攪拌裝置進行機械破碎.處于流化狀態(tài)的污泥顆粒，由于增加了比表面積及氣固間的傳熱傳質系數，濕污泥中的水份迅速蒸發(fā)、干燥.干燥室底部采用噴動床技術，提高了干燥室底部的氣速，以防較大污泥顆粒沉入底部堵住進風口.達到一定干度的干污泥顆粒被氣流帶出干燥室外，進入捕集系統而被捕集.干燥過程控制參數為干燥室內的溫度、差壓及干燥攪拌電流.經過干化處理后的污泥顆粒和生活垃圾按照一定比例進行摻混，然后進行焚燒發(fā)電.利用完畢后的煙氣再送入煙道與其它煙氣經煙氣凈化系統進行環(huán)保處理，凈化達標的廢煙氣通過一臺引風機進入煙囪排放.

3 結 語

利用生活垃圾焚燒發(fā)電廠排放的煙氣余熱資源干化污泥，并將干化后的污泥顆粒與垃圾一起焚燒發(fā)電，有效地克服了污泥焚燒處理過程中投資和運行費用高的問題，充分回收利用了煙氣余熱及污泥中含有的熱值.應用這種新技術后 ，鍋爐尾氣和灰渣中的污染物指標全部合格，防止對環(huán)境造成二次污染，爐渣和水泥還可制成混凝土多孔砌塊磚.因此，循環(huán)流化床鍋爐摻燒城市污泥是實現污泥無害化、減量化、資源化處理的有效途徑，具有良好的經濟效益、環(huán)境效益和社會效益和推廣應用價值.

［1］吳 越，時 劍，童 紅.應用循環(huán)流化床鍋爐摻燒城市污泥的技術研究［J］.環(huán)境保護科學，2009，35（5）：35－37.

［2］翁煥新.污泥無害化、減量化、資源化處理新技術［M］.北京：科學出版社，2009.

［3］楊 敏，汪 磊.循環(huán)流化床鍋爐在污泥焚燒中的工藝特性的研究［J］.鍋爐制造，2008（4）：69－71.