污泥干燥焚燒技術(shù)在印染企業(yè)中的應(yīng)用

王 偉，顏 奇 ， 文 磊， 任澤鳳 ， 紀(jì)德峰

(1.濟(jì)寧市技師學(xué)院 ， 山東 濟(jì)寧 272100 ；2.濟(jì)寧如意印染有限公司， 山東 濟(jì)寧 272021)

污泥干燥焚燒技術(shù)在印染企業(yè)中的應(yīng)用

王 偉1，顏 奇2， 文 磊2， 任澤鳳2， 紀(jì)德峰2

(1.濟(jì)寧市技師學(xué)院，山東濟(jì)寧272100；2.濟(jì)寧如意印染有限公司，山東濟(jì)寧272021)

文章分析了國(guó)內(nèi)外污泥處理的現(xiàn)狀，闡述了污泥焚燒處理的方法和優(yōu)勢(shì)，以及影響污泥焚燒工藝的主要因素，并介紹了污泥干燥燃燒技術(shù)和工藝流程，分析了經(jīng)濟(jì)效益。

印染污泥； 處理方法； 干燥； 焚燒 ；經(jīng)濟(jì)效益

印染污泥由于含有染料、漿料、助劑等，成分非常復(fù)雜，其中染料的結(jié)構(gòu)具有硝基和氨基化合物及銅、 鉻、鋅、砷等重金屬元素，具有較大的生物毒性，對(duì)環(huán)境的污染很強(qiáng)，屬危險(xiǎn)廢物。每處理1000噸染整廢水將產(chǎn)生10 噸濕污泥。

1 世界各國(guó)及我國(guó)污泥處理現(xiàn)狀

我國(guó)污泥處理技術(shù)起步較晚，存在著管理規(guī)范不健全、資金投入不足、缺少成套的處理技術(shù)以及足夠數(shù)量的管理和科技人才等問題。現(xiàn)在已應(yīng)用的污泥處理技術(shù)中，技術(shù)水平普遍偏低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足對(duì)污泥控制的需要。

污泥的處理先后經(jīng)歷了海洋投棄、土地掩埋、堆肥化、焚燒、干燥等多種實(shí)踐的處置方法。目前，世界范圍內(nèi)污泥處置雖沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但有一點(diǎn)是達(dá)成了共識(shí)，即禁止污泥傾倒入海、禁止污泥堆埋。

目前，焚燒工藝是污泥處理中的最佳使用技術(shù)之一。在歐洲、美國(guó)、日本等國(guó)家，該工藝已日漸成熟，它以處理速度快，減量化程度高，能源再利用等突出特點(diǎn)而著稱。并且由于近年來(lái)，世界各國(guó)的環(huán)境條件均對(duì)廢棄物所花費(fèi)的時(shí)間和所占的空間提出了更為嚴(yán)格的要求，因而污泥焚燒技術(shù)已逐步成為污泥處理的主流技術(shù)。

污泥的焚燒在污泥的最終處置方法中占有比較大的優(yōu)勢(shì)。由于它具有其它工藝不可替代的優(yōu)點(diǎn)，特別在污泥量的減量化、穩(wěn)定化和無(wú)害化都有其它工藝無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，已在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。

2 污泥焚燒處理的方法和優(yōu)勢(shì)

污泥焚燒(熱分解)是指在高溫(500～1000℃)下，污泥固形物在無(wú)氧氣或者低氧氣中分解成氣體、焦油以及灰等殘?jiān)@三部分的過(guò)程。污泥處理的對(duì)象主要是脫水泥餅。脫水泥餅含水率仍達(dá)45%～86%，含水率高，體積大，可將其進(jìn)行干燥處理后再焚燒。干燥處理后，污泥含水率可降至20%～40%，焚燒處理含水率為0，體積很小，便于運(yùn)輸和處理。用于焚燒污泥的焚燒爐型有回轉(zhuǎn)型如回轉(zhuǎn)式焚燒爐、多段型如立式多段爐(多段豎爐)及流化床型等。

污泥焚燒與其它污泥處置方法相比具有突出的優(yōu)點(diǎn)：

(1)焚燒可以使剩余污泥的體積減少到最小化，它可以解決其它方法中污泥要占用大量空間的缺陷，這對(duì)于日益緊張的土地資源來(lái)說(shuō)很重要。

(2)焚燒后剩余污泥中的水分、有機(jī)物等被分解，只剩下很少量的無(wú)機(jī)物成為焚燒灰，因而最終需要處置的物質(zhì)很少。

(3)污泥處理速度快，不需要長(zhǎng)期儲(chǔ)存。

(4)污泥可就地焚燒，不需要長(zhǎng)距離運(yùn)輸。

(5)可以回收能量用于發(fā)電和供熱。

3 污泥焚燒工藝的主要影響因素

焚燒的目的側(cè)重于減量(或減容)和燃燒后產(chǎn)物的安全化、穩(wěn)定化方面，這一點(diǎn)與以獲取燃燒熱量為目的的燃燒是有差別的。因此焚燒必然以良好的燃燒為基礎(chǔ)，要使燃料完全燃燒。支配燃燒過(guò)程的有3個(gè)因素：時(shí)間、溫度、廢物和空氣之間的混合程度。

3.1時(shí)間

燃燒反應(yīng)所需的時(shí)間就是燒掉固體廢物的時(shí)間。要求固體廢物在燃燒層內(nèi)有適當(dāng)?shù)耐Ａ魰r(shí)間。燃料在高溫區(qū)的停留時(shí)間應(yīng)超過(guò)燃料的燃燒所需的時(shí)間。固體粒度越細(xì)，與空氣的接觸面越大，燃燒速度越快，固體在燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間就越短。

3.2溫度

燃料只有達(dá)到著火溫度(又稱起燃點(diǎn))，才能與氧反應(yīng)而燃燒。著火溫度是在氧存在下可燃物開始燃燒所必須達(dá)到的最低溫度，因此燃燒室溫度必須保持在燃料起燃溫度以上。若燃燒過(guò)程的放熱速率高于向周圍的散熱速率，燃燒過(guò)程才能繼續(xù)進(jìn)行，并使燃燒溫度不斷提高。一般來(lái)說(shuō)，溫度高則燃燒速度快，廢物在爐內(nèi)停留的時(shí)間短。

3.3廢物和空氣之間的混合程度

為了使固體廢物燃燒完全，必然往燃燒室內(nèi)鼓入過(guò)量的空氣。氧濃度高，燃燒速度快，這是燃燒的最基本條件。

4 污泥干燥燃燒技術(shù)和工藝流程介紹

4.1污泥干燥專利技術(shù)簡(jiǎn)介

采用東南大學(xué)內(nèi)置機(jī)械破碎W底流化床污泥干燥專利技術(shù)(ZL2004 20547949.6)，利用具有一定溫度的鍋爐煙氣與污泥100%接觸二相傳熱，內(nèi)部設(shè)有污泥破碎機(jī)，污泥干燥時(shí)不會(huì)板結(jié)，污泥適應(yīng)性好，可以將75%～85%的各種高水分污泥直接干燥為30%左右的干污泥顆粒，污泥燃燒熱值大幅提高，與煤混合使用，節(jié)約煤耗，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

主要技術(shù)特點(diǎn)：

(1)全負(fù)壓運(yùn)行，并配有卸壓裝置，安全可靠。

(2)煙氣與污泥100%接觸傳熱，并設(shè)有強(qiáng)化傳熱裝置，干燥效率高，熱效率高。

(3)配有強(qiáng)化混合裝置，污泥適應(yīng)性好，不會(huì)形成板結(jié)，系統(tǒng)中高溫機(jī)械設(shè)備少，簡(jiǎn)單可靠，機(jī)械故障少。

(4)運(yùn)行維護(hù)方便，自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。

(5)對(duì)熱源要求低，可以適應(yīng)煙氣溫度高低變化。

(6)采用立式布置，占地面積少，投資少。

4.2基本工藝流程

利用鍋爐或窯爐排出的煙道廢氣熱量對(duì)高水分污泥進(jìn)行半干燥處理，污泥水分由80%左右降低到30%左右，干污泥具有相當(dāng)?shù)娜紵裏嶂?，是一種低品質(zhì)能源，可替代燃料煤用于鍋爐、窯爐的焚燒。

4.3主要技術(shù)參數(shù)

污泥干燥熱源：30 t/h 循環(huán)流化床鍋爐排出煙道廢氣；

進(jìn)入干燥系統(tǒng)前煙氣溫度：150～180℃；

進(jìn)口煙氣流量：30000～35000 Nm3/ h ；

污泥進(jìn)料水分78%時(shí)，干燥能力30 t/天；污泥干燥量受煙氣進(jìn)口溫度、污泥進(jìn)料水分和進(jìn)口煙氣流量影響而變化，當(dāng)煙氣進(jìn)口溫度降低或污泥進(jìn)料水分提高或進(jìn)口煙氣流量降低時(shí)，污泥處理能力降低，反之升高。

5 效益分析

5.1目前國(guó)內(nèi)污泥主要采用臨時(shí)填埋的方法，每噸印染污泥的平均處理費(fèi)用在200元左右，該項(xiàng)技術(shù)使印染污泥得到資源化處理，直接節(jié)省了填埋費(fèi)用。

5.2印染污泥作為資源利用，直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)保存了印染污泥95%以上的熱值，如果作為輔助燃料，每噸干污泥產(chǎn)生的熱量可以相當(dāng)于三分之一至二分之一噸的標(biāo)準(zhǔn)煤。

5.3利用印染廠煙氣余熱處理印染污泥，使印染廠熱能的利用率增加10%～15%。以總投資：560萬(wàn)元計(jì)算，運(yùn)行費(fèi)用：82元/噸(包括動(dòng)力和人工費(fèi))，回報(bào)率：如按目前含水率為70%的印染污泥平均處理費(fèi)用180元/噸計(jì)，僅全年處理費(fèi)一項(xiàng)就能節(jié)省340萬(wàn)元左右；干化后污泥以燃煤輔助燃料的形式再利用，每千克污泥發(fā)熱量約8374～10467 J，按每3千克干污泥核算1千克標(biāo)煤計(jì)算，每天60噸干污泥的熱值相當(dāng)與20噸標(biāo)煤的發(fā)熱量，每年按330天計(jì)算，可節(jié)約標(biāo)煤6600噸，以每噸標(biāo)煤910元計(jì)，全年可直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益600萬(wàn)元。

6 總結(jié)

6.1污泥焚燒在印染行業(yè)中的應(yīng)用，能夠有效解決目前印染污泥量大的根本問題，實(shí)現(xiàn)污泥減量化運(yùn)行，從而達(dá)到國(guó)家要求的主要污染物排放總量控制的要求。

6.2污泥焚燒能夠?qū)崿F(xiàn)污染物資的減量化運(yùn)行，盡量減少了污泥的二次污染，并能夠達(dá)到污泥的資源化利用。

6.3污泥焚燒在實(shí)現(xiàn)國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排的同時(shí)，又具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

IncinerationTechnologyofDryingSludgeinPrintingandDyeingEnterprises

WangWei1，YanQi2,WenLei2,RenZefeng2,JiDefeng2

(1.Jining Technician College,Jining 272100, China;2.Jining Ruyi Printing and Dyeing Co,Ltd.,Jining 272021, China)

The treatment of sludge at home and abroad was analysed.The methods and advantages of sludge treatment were related,as well as factors effected on incineration of sludge.The technology and process of sludge drying and incineration were introduced.The economic benefits were analysed.

printing and dyeing sludge; treatment; drying; incineration; economic benefit

X791

A

1009-3028(2012)03-0020-03

2012-04-14

王 偉(1970—)，男，山東濟(jì)寧人，助理工程師。