淺談污泥干化焚燒處理
隨著我國城市化進程的加快，城市污水處理率逐年提高，城市污水處理廠的污泥產(chǎn)量也急劇增加。未經(jīng)適當處理的污泥進入環(huán)境后，直接會給水體和大氣帶來二次污染，不但降低了污水處理系統(tǒng)的有效處理能力，而且對生態(tài)環(huán)境和人類活動構(gòu)成了嚴重威脅。
目前，污泥的處置方法主要是填埋、堆肥農(nóng)用和焚燒三種。污泥填埋對土地資源浪費較大，且在運輸過程及在填埋場里的滲濾液均易對環(huán)境造成二次污染；污泥堆肥或制復合微生物肥時，由于不能有效去除污泥中的重金屬和有害物質(zhì)，重金屬離子易在土壤和植物體內(nèi)積累，使土地利用受到限制。干燥后的污泥可產(chǎn)生16.65～20.93MJ/t的熱能，是一種低熱值的燃料，而且焚燒后的灰渣不會造成二次污染。因此，污泥焚燒是目前污泥無害化、減量化處置最有效的途徑。
1 我國污泥處置的現(xiàn)狀
據(jù)估算，2003年我國城市污水處理廠每年排放的污泥量（干重）大約為130萬噸，而且年增長率大于10%。
如果國內(nèi)的城市污水全部得到處理，則每年將會產(chǎn)生污泥（干重）約840萬噸，約占我國固體廢棄物總量的3.2%。在我國城市化水平較高的幾個城市與地區(qū)，污泥處置問題已十分突出。
目前，在我國污泥處理處置的主要方法中，污泥農(nóng)用約占44.8%、陸地填埋約占31.0%、其它處置約占10.5%、未經(jīng)處置約占13.7%。據(jù)統(tǒng)計，我國用于污泥處理處置的投資約占污水處理總投資的20%～50%。從以上數(shù)據(jù)可以看出，我國目前污泥的處理處置處于嚴重滯后狀態(tài)。
國內(nèi)早期建設(shè)的污水處理廠，由于沒有嚴格的污泥排放監(jiān)管，普遍將污水和污泥處理單元剝離開來，為了追求簡單的污水處理率，盡可能地簡化、甚至忽略污泥處理處置單元；有的還為了節(jié)省運行費用將已建成的污泥處理設(shè)施長期閑置，甚至將未做任何處理的濕污泥隨意外運、簡單填埋或堆放，致使許多大城市出現(xiàn)了“污泥圍城”現(xiàn)象，并已開始向中小城市蔓延，給生態(tài)環(huán)境帶來了隱患。目前我國雖然開始關(guān)注污泥問題，但仍停留在技術(shù)層次。
2 污泥性質(zhì)及燃燒可能性
污泥的顆粒較細，密度較小，含水率高且不易脫水，并且有機物含量較高，容易腐化發(fā)臭。城市污水中還混有醫(yī)院排水和工業(yè)廢水，污泥中常常含有寄生蟲卵、細菌和重金屬等有害物質(zhì)。但污泥中還含有氮、磷、鉀等植物營養(yǎng)素，可作為肥料。干燥污泥具有一定量的熱值，可以燃燒。干化污泥作為燃料，開發(fā)潛力很大。
污泥的燃燒熱值與污泥的性質(zhì)有關(guān)，詳見表1。
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3 污泥的干化處理及焚燒
3.1 污泥的干化處理
干化和干燥是污泥深度脫水的一種形式，其應(yīng)用的能量（推動力）主要是熱能，即用熱能將污泥中的水汽化。污泥干化形式有傳統(tǒng)的自然干化和強化自然干化。干化、干燥技術(shù)主要有直接加熱轉(zhuǎn)鼓干化技術(shù)、間接加熱轉(zhuǎn)鼓干化技術(shù)、離心干化技術(shù)、間接式多盤干燥技術(shù)和流化床污泥干化技術(shù)。其特點見表2。
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3.2 污泥的焚燒
污泥減容的主要方法是濃縮、脫水以及焚燒。污泥焚燒在日本、德國、奧地利等國應(yīng)用比例較高（日本污泥焚燒比例達55%），一般大型污水處理廠的污泥均通過焚燒達到無害化處理處置，污泥減容減量化程度高，而且產(chǎn)生的熱能可回收利用，如利用熱交換裝置（如余熱鍋爐）將產(chǎn)生的蒸汽用作供熱采暖或驅(qū)動汽輪機發(fā)電等。但由于污泥焚燒發(fā)電投資較大，操作管理較為復雜，能耗和運行費用均較高，我國幾乎沒有采用，少數(shù)發(fā)達國家尚在籌建之中。
干化技術(shù)特點
直接加熱轉(zhuǎn)鼓干化技術(shù)
在無氧環(huán)境中，不產(chǎn)生灰塵；干化污泥呈顆粒狀，粒徑大小可控制；采用氣體循環(huán)回用設(shè)計，減少了尾氣的處理成本。
間接加熱轉(zhuǎn)鼓干化技術(shù)流程簡單，污泥的干度可控，干化器終端產(chǎn)物為粉末狀。
離心干化技術(shù)
流程簡單，省去了污泥脫水機及從脫水機至干化的存貯、輸送、運輸裝置。
間接式多盤干燥技術(shù)干燥和造粒過程氧氣濃度為2%，避免了著火和爆炸的危險。顆粒呈圓形，堅實、無灰塵且均勻、具有較高的熱值，可作燃料。尾氣經(jīng)冷凝、水洗后送回燃燒爐，將產(chǎn)生臭味的化合物徹底分解，其尾氣能滿足嚴格的排放標準。
流化床污泥干化技術(shù)
無返料系統(tǒng)，間接加熱，干燥機本身無動部件，故不需維修，但干化顆粒的粒徑無法控制。
3.3 污泥焚燒處理的設(shè)備
污泥焚燒的核心設(shè)備是焚燒爐。目前國內(nèi)使用的焚燒爐主要有立式多層爐、回轉(zhuǎn)窯爐、流化床爐、噴射焚燒爐等。目前應(yīng)用較廣泛的是循環(huán)流化床焚燒爐，其主體設(shè)備為圓柱形塔體，底部裝有多孔板，板上放置載熱體砂作為燃燒床，塔內(nèi)壁襯有耐火材料，氣體從下部通入，并以一定速度通過分配板，使床內(nèi)載體“沸騰”呈流化狀態(tài)，污泥由塔側(cè)或塔頂加入，在流化床層內(nèi)與高溫熱載體及氣流交換熱量而被干燥、破碎并燃燒，廢氣從塔頂排出，夾帶的載體粒子及灰渣經(jīng)除塵器捕集后返回流化床內(nèi)。
循環(huán)流化床焚燒爐采用分級送風技術(shù)，從不同角度向鍋爐里流動送風，使氣體與氣體及氣體與固體顆粒充分混合，在溫度達到850℃～900℃時，只需3秒鐘，就能使污泥徹底燃燒。污泥燃盡后通過水和氣的形態(tài)達標揮發(fā)。該技術(shù)減少了污泥燃燒的氮氧化物排放量，而且加入一定量的石灰石，還可使污泥在爐內(nèi)完成脫硫、脫氮。焚燒產(chǎn)生的酸性氣體、二噁英和煙塵，可通過吸附塔和纖維濾袋收集器粘附。
循環(huán)流化床燃燒是介于鼓泡床燃燒和煤粉懸浮燃燒之間的一種燃燒方式，它具有這兩種燃燒方式燃燒效率高、低污染的優(yōu)點，且克服了鼓泡床燃燒難大型化和煤粉爐燃燒脫硫、脫硝費用高等缺點，近年來得到了快速發(fā)展。
4 結(jié)語
與填埋、堆肥相比，污泥干化焚燒可節(jié)省大量土地，減少二次污染，同時還充分利用了再生能源，達到了對污泥處理的減容化、無害化、資源化的目的，社會效益顯著。
我國城市污泥焚燒技術(shù)日趨成熟，已實現(xiàn)了污泥焚燒設(shè)備全部國產(chǎn)化，并顯示了其可靠性和穩(wěn)定性。城市污泥焚燒發(fā)電供熱屬一項新興產(chǎn)業(yè)，可解決城市污泥造成的污染。
城市污泥焚燒發(fā)電供熱工程具有巨大的社會效益，屬于綜合利用高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)項目。其發(fā)展需要各級政府及有關(guān)行業(yè)的支持配合，因此國家應(yīng)加大力度研究落實扶持政策，促進該項目的順利實施。目前我國的污泥焚燒發(fā)電供熱事業(yè)已初露端倪，并已納入產(chǎn)業(yè)化軌道，發(fā)展勢頭迅猛。
參考文獻：（略）
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