淺析生活垃圾焚燒爐焚燒生活污泥

郗青旗

（太倉(cāng)協(xié)鑫垃圾焚燒發(fā)電有限公司江蘇太倉(cāng)215416）

根據(jù)有關(guān)資料，截止到2009年年底，全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理量達(dá)到280億立方米，濕污泥（含水率80%）產(chǎn)生量突破2000萬噸。我國(guó)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥，有80%沒有得到妥善處理。污泥散發(fā)的臭氣污染空氣，病原菌對(duì)人類健康產(chǎn)生潛在威脅，重金屬和有毒有機(jī)物污染地表和地下水系統(tǒng)，因此當(dāng)前污泥處置面臨不少問題。

本文將從生活污泥的無害化處置角度出發(fā)，對(duì)生活垃圾焚燒爐處理生活污泥的影響展開進(jìn)一步的分析。

1 城市生活污泥的處置趨勢(shì)

1.1 生活污泥的來源

城市污泥成分及其復(fù)雜，通常是由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的非均質(zhì)體。從外觀上看，城市污泥呈黑色或黑褐色的流體狀或泥餅狀物質(zhì)，含水量高、易腐敗、有惡臭、有毒有害的特點(diǎn)，如果不加處理，任意排放，將會(huì)引起嚴(yán)重的二次污染。

1.2 生活污泥處置趨勢(shì)

目前生活污泥處置的主要方法有污泥填埋、污泥焚燒和污泥回收利用三種，從處置的效果看，以焚燒為核心的污泥處理技術(shù)是最徹底的污泥專業(yè)化處理方法。它可以使污泥中有機(jī)物全部碳化、燒死病原體，可以對(duì)含有重金屬或化學(xué)污染物的污泥實(shí)現(xiàn)完全的惰性化處理，可最大限度減少污染。

2 生活污泥處理方法的確定

污泥干化處理是對(duì)生活污泥的預(yù)處理，是任何處置方法的第一步。污泥的干化分為全干化和半干化兩種方式。在確定污泥處理方案時(shí)，不僅要考慮到技術(shù)的可行性，還要考慮投資和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。合理的技術(shù)方案應(yīng)該是先將含水率80%左右的脫水污泥干燥到含水率為55%左右的顆粒狀污泥，機(jī)械干燥后的污泥與生活垃圾混合后進(jìn)入焚燒爐焚燒。

3 目前焚燒污泥存在的主要問題

當(dāng)前濕污泥直接焚燒的主流技術(shù)是：與煤混燒，同時(shí)必須采用油氣助燃，所用的燃燒方式主要有循環(huán)流化床混燒、煤粉混燒、造粒后在火床爐內(nèi)混燒。隨著國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)趨于嚴(yán)格，焚燒生活污泥主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)問題：

3.1 二惡英問題

二惡英是一類劇毒物質(zhì)，其急性毒性相當(dāng)于氰化鉀的1000倍，大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明很低濃度的二惡英類就對(duì)動(dòng)物表現(xiàn)出致死效應(yīng)。二惡英類屬于高度持久性化合物，對(duì)土壤和底泥具有強(qiáng)烈的親和性，很容易在生物組織中積累。

3.2 重金屬問題

重金屬一般以固態(tài)和氣態(tài)形式存在于煙氣中。因此重金屬的凈化主要是在“高效捕集”和“低溫控制”兩個(gè)方面采取措施。由于重金屬的凈化工藝與有機(jī)類污染物相似，即噴入活性炭進(jìn)行吸附，然后由袋式除塵器對(duì)其捕集，在有機(jī)物凈化工序中，重金屬被同時(shí)凈化。

3.3 惡臭問題

嚴(yán)格控制整個(gè)濕污泥系統(tǒng)以及爐膛內(nèi)都處于可靠的負(fù)壓狀態(tài)，以保證處理現(xiàn)場(chǎng)無惡臭外溢，這需要增加相應(yīng)的設(shè)備投資和精細(xì)的運(yùn)行管理；同時(shí)燃燒室內(nèi)必須維持高溫，爐膛出口煙氣溫度不低于850℃，以保證消除煙氣的惡臭。

4 垃圾焚燒爐排爐處理污泥的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

4.1 先進(jìn)的污水處理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)廢水的綜合治理

垃圾焚燒發(fā)電廠采用的污水工藝多為MBR+超濾+納濾+反滲透工藝，處理后達(dá)到《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）表三標(biāo)準(zhǔn)，出水指標(biāo)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：即指標(biāo)COD<60mg/L、氨氮<8mg/L、pH6－9。處理的垃圾滲濾液COD濃度高達(dá)80000mg/l左右，完全有能力處理生活污泥機(jī)械干化排放的污水。

處理后的反滲透產(chǎn)淡水至垃圾焚燒電廠循環(huán)水池，用于主輔機(jī)冷卻水，并循環(huán)使用。處理后的納濾及反滲透濃水經(jīng)鍋爐回噴、鍋爐出渣機(jī)冷卻水、煙氣處理急冷塔用水全部?jī)?nèi)部消化，最終實(shí)現(xiàn)了中水回用和零排放。

4.2 先進(jìn)的焚燒控制系統(tǒng)，杜絕產(chǎn)生二次污染。

垃圾焚燒爐排爐優(yōu)先采用控制焚燒技術(shù)避免二惡英類物質(zhì)的產(chǎn)生：a、在焚燒過程中對(duì)生活垃圾進(jìn)行充分的翻動(dòng)和混合，確保燃燒均勻與完全；b、控制煙氣在焚燒爐爐膛內(nèi)850℃以上的高溫區(qū)停留時(shí)間大于2秒，保證二惡英類物質(zhì)的充分分解；c、盡量縮短煙氣在300～500℃溫度區(qū)的停留時(shí)間，減少二惡英類物質(zhì)的重新生成。

此外，在后續(xù)過程中也采取了必要的治理措施，即將活性炭噴入反應(yīng)塔后的煙氣管道中，用以吸收煙氣中的微量二惡英?；钚蕴糠劢?jīng)計(jì)量裝置計(jì)量后，以壓縮空氣為動(dòng)力，經(jīng)噴嘴送入袋式除塵器煙氣入口管道內(nèi)，使煙氣中的二惡英類物質(zhì)、重金屬顆粒吸附在活性炭粉上，被袋式除塵器捕獲，達(dá)到凈化的目的。

4.3 可靠的惡臭處理系統(tǒng)，防止臭氣外溢

垃圾焚燒爐排爐在運(yùn)行時(shí)，其一次風(fēng)從設(shè)置在垃圾倉(cāng)上部的吸風(fēng)口取風(fēng)，垃圾倉(cāng)中含有臭味物質(zhì)的空氣作為燃燒空氣被送入焚燒爐內(nèi)，在高溫的焚燒爐內(nèi)臭氣污染物被燃燒、氧化、分解，同時(shí)抽氣使垃圾倉(cāng)內(nèi)形成微負(fù)壓，能防止臭氣外逸，保持垃圾倉(cāng)外空氣清新和使得大氣環(huán)境不受臭氣污染。

5 生活污泥焚燒的影響分析

5.1 生活污泥焚燒對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)性影響分析

由于泥污含水率在50%左右，雖然其有機(jī)質(zhì)存在一定的發(fā)熱量，但是污泥中大量的水分汽化吸熱量大大高于其發(fā)熱量，使鍋爐的效率有一定程度下降：

①燃燒過程中需要吸收大量的爐排熱量，這樣使鍋爐一次風(fēng)量和二次風(fēng)量明顯升高，同時(shí)使排煙容積增大，排煙熱損失增大，鍋爐效率降低，增大鍋爐引風(fēng)量。

②污泥摻燒后，由于其本身成分較為復(fù)雜，燃燒后會(huì)造成煙氣排放指標(biāo)上升，特別是煙塵、酸性氣體及重金屬指標(biāo)上升，將增加系統(tǒng)石灰耗量和活性碳耗用量。

③生活污泥與生活垃圾配比的分析：焚燒水分為50%的生活污泥是放熱過程，由于熱值低污泥燃燒后溫度不足以升至850度及以上，所以在生活污泥焚燒過程中以吸收爐膛熱量為主，會(huì)使?fàn)t膛溫度下降。生活垃圾熱值普遍在1200大卡左右，是生活污泥的3倍，要通過生活垃圾焚燒放熱平衡污泥熱量的不足，在保證正常燃燒的情況下，每噸污泥需要摻燒8-10噸左右生活垃圾進(jìn)行平衡，因此配比比例應(yīng)在1：8左右為宜。

5.2 生活污泥焚燒后的成本分析

①噸垃圾發(fā)電量：垃圾焚燒爐的噸垃圾平均發(fā)電量在330kWh，根據(jù)配比比例，焚燒污泥和生活垃圾混合物噸垃圾發(fā)電量在300kWh垃圾左右。焚燒污泥后噸垃圾發(fā)電量下降約30kWh左右。經(jīng)推算減少上網(wǎng)電量費(fèi)用約為90元/噸左右。

②污泥由于含有50%的水分，為保持正常燃燒狀況，垃圾焚燒爐將增大風(fēng)量調(diào)整，這樣會(huì)造成鍋爐煙氣量明顯上升，鍋爐風(fēng)機(jī)單耗、排煙溫度也會(huì)同比增長(zhǎng)，鍋爐效率將直接下降。增加的電量費(fèi)用成本約20元/噸。

③根據(jù)污泥成份含量，污泥摻燒對(duì)煙氣環(huán)保排放指標(biāo)有一定的影響，需要增加煙氣凈化系統(tǒng)耗材使用量，即增加石灰及活性碳耗量。這部分環(huán)保耗材耗量約增加成本為30元左右。

④50%水分的生活污泥由于流動(dòng)性較大，單獨(dú)無法直接入爐，必須與生活垃圾進(jìn)行充分的混合，期間會(huì)增加設(shè)備系統(tǒng)的損耗和維護(hù)量，同時(shí)由于生活污泥灰分較大，焚燒爐吹灰設(shè)備系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)維護(hù)量也會(huì)增大，該部分的成本與生活污泥量有關(guān)，經(jīng)初步測(cè)算，生活污泥處置量在50噸/日的情況下，成本費(fèi)用約為20元/噸。

根據(jù)以上的分析，垃圾焚燒爐處理約50噸/日的生活污泥，各項(xiàng)成本費(fèi)用在160元/噸左右。當(dāng)然焚燒生活污泥量應(yīng)與垃圾焚燒爐規(guī)模相適應(yīng)，對(duì)于垃圾焚燒爐規(guī)模為800噸/日的情況下，在保證焚燒爐正常的燃燒和環(huán)保達(dá)標(biāo)排放的情況下，處置生活污泥宜在50噸左右為宜。

6 結(jié)論

生活污泥焚燒處理是生活污泥處置發(fā)展的趨勢(shì)，而生活垃圾焚燒發(fā)電廠焚燒生活污泥具有技術(shù)和環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，是可行的，雖然焚燒生活污泥會(huì)增加生產(chǎn)成本，但隨著國(guó)家環(huán)保要求進(jìn)一步嚴(yán)格，是符合國(guó)家資源無害化處置政策，可徹底解決生活污泥處置問題，并真正做到污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化利用。

[1].張益，趙有才.《生活垃圾焚燒技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社

[2].俞玨瑾.《污泥干化焚燒處理工藝和設(shè)計(jì)要點(diǎn)》，中國(guó)市政工程

[3].污泥處理現(xiàn)狀及發(fā)展前景預(yù)測(cè) 中國(guó)擬在建項(xiàng)目網(wǎng)