城市污水處理廠脫水污泥的焚燒處置

王平

摘 要

如今，我國(guó)污水排放量依舊處于較高的狀態(tài)，而污水處理廠在污水處理過后將產(chǎn)生大量污泥，脫水處理，然后對(duì)其進(jìn)行焚燒是處理污泥一種較為常用的方式。為此，本文簡(jiǎn)要分析了脫水污泥焚燒處置的價(jià)值，并分析污泥脫水前后特性改變情況，并詳細(xì)介紹了一種污泥干化焚燒一體化技術(shù)，以期為城市污水廠處理脫水污泥及其焚燒工作提供一定的參考與幫助。

關(guān)鍵詞

城市污水處理廠;脫水污泥;焚燒處理

中圖分類號(hào)： X703 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.085

基于我國(guó)社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)污水排放量數(shù)值較高且處于不斷增長(zhǎng)的狀態(tài)。而城市污水處理廠在完成污水的處理以及排放之后，將形成大規(guī)模的污泥，也成為污水處理廠所必須考慮的內(nèi)容。若按照傳統(tǒng)方式將污泥全部送往填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋，不僅需要占用大規(guī)模土地面積，且會(huì)對(duì)附近大氣環(huán)境以及地下水產(chǎn)生二次污染。目前，我國(guó)土地資源匱乏，城市對(duì)環(huán)境保護(hù)的也愈發(fā)關(guān)注，如何正確、合理且環(huán)保地完成污泥處理，便成為使許多城市污水處理廠關(guān)注的問題。脫水污泥焚燒處理是目前一種較為常用的污泥處理方式，通過脫水、焚燒兩道關(guān)鍵工序，基本可以實(shí)現(xiàn)無害化、資源化以及減量化的目的，相較于傳統(tǒng)污泥處理方式，該技術(shù)不管在經(jīng)濟(jì)方面，還是環(huán)保方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)，也為城市污水處理廠處置污泥提供參考。

1 脫水污泥焚燒處置的作用

1.1 符合經(jīng)濟(jì)入爐焚燒含水率需要

城市污水處理廠之中形成的污泥，若其中含水率過高，將其直接排放，可能對(duì)附近環(huán)境形成較為嚴(yán)重的二次污染。故而，借助脫水工藝以及焚燒處理，可以最大程度減少污泥之中的含水率，并令其可以更為科學(xué)地滿足經(jīng)濟(jì)入爐焚燒率的需要。從某種程度而言，該種污泥處理方式，大幅縮減了企業(yè)投入的能耗，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 達(dá)到污泥無害化與減量化目標(biāo)

城市污水處理廠借助污泥脫水以及焚燒工藝的合理應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)將污泥無害化處理的目標(biāo)，并令污泥的含水率大幅減少。而通過該工藝進(jìn)行加工之后，污泥的體積也會(huì)隨著水分蒸發(fā)而產(chǎn)生明顯變化。如此，便可通過合理且有效的方式解決環(huán)境污染的問題，同時(shí)也最大程度減少了土地的占用面積。

1.3 避免可燃物與灰分流失

城市污水處理廠在針對(duì)污泥進(jìn)行脫水與焚燒處理之前，可以先對(duì)污泥成分與結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，之后將污泥之中的固體以及水分完全分離，以便令可燃物以及灰分的流失度降至最低。不僅如此，合理的藥劑調(diào)節(jié)也不會(huì)對(duì)污泥的成分形成過于明顯的影響。

1.4 具備優(yōu)秀的環(huán)保價(jià)值

城市污水處理廠靈活運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)，能夠處理大規(guī)模城市生活所產(chǎn)生的污泥數(shù)量，不僅可以縮減城市污水處理廠在污泥處理方面投入的成本，也合理處理了污泥二次污染的問題，本身具備優(yōu)秀的環(huán)境保護(hù)價(jià)值與意義。

2 污泥脫水前后特性變化情況

脫水污泥焚燒處置之前，需先對(duì)污泥脫水前后特性變化有一定的了解。本文簡(jiǎn)要介紹了一種通過初步濃縮所形成的濕污泥開展調(diào)查之后借助機(jī)械設(shè)備壓濾予以深度脫水處理的方法，并針對(duì)該污泥脫水前后，樣本成分變化予以詳細(xì)分析。具體如下表情況所示。

結(jié)合污泥經(jīng)過深度脫水處理前后收到基工業(yè)分析以及元素分析結(jié)果顯示，原本濕污泥含水量處于75%至80%之內(nèi)，污泥經(jīng)過脫水處理之后含水率處于45%至50%之內(nèi)，污泥含水率有了明顯降低。而污泥在經(jīng)過脫水處理之后，污泥空氣干燥基熱度值穩(wěn)定，未發(fā)生明顯變化。收到基灰分、收到基碳以及收到基氫含量數(shù)值則大幅增加，甚至翻倍，證明污泥在經(jīng)過脫水處理之后，水分大量脫離，但是其中的可燃物、灰分在脫水期間并沒有明顯流失，含水率的大幅降低以及可燃物與灰分流失率較低都為后續(xù)焚燒處理奠定良好的基礎(chǔ)，也令后續(xù)污泥入爐焚燒的經(jīng)濟(jì)性得到滿足。

而對(duì)比污泥脫水前后形狀可以發(fā)現(xiàn)，脫水之后的污泥整體呈現(xiàn)塊狀，由于長(zhǎng)時(shí)間限制而沒有自由水析出，若處于自然通風(fēng)環(huán)境之下，污泥之中的含水量將進(jìn)一步下降，也為后續(xù)污泥的處理更為方便與輕松。而經(jīng)過脫水處理的污泥餅在經(jīng)過碾壓破碎之后，整體呈現(xiàn)一種分散的顆粒狀態(tài)，經(jīng)過堆壓之后將不繼續(xù)形成餅狀，大幅減少了后續(xù)污泥儲(chǔ)存、運(yùn)輸堵塞的問題。具體情況表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：

第一，從化學(xué)成分角度而言，脫水處理之后含水量大幅降低，水分明顯的流失，但其他固體物質(zhì)并沒有發(fā)生明顯改變。

第二，從物理形狀角度而言，污泥脫水之前表現(xiàn)為糊狀，而脫水之后則表現(xiàn)為分散狀態(tài)的顆粒狀，或是成塊狀，外形從流體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w。

第三，毒害性方面。污泥本身含有一定的微生物，較大概率出現(xiàn)變質(zhì)的問題。但經(jīng)過脫水處理之后，不會(huì)有明顯的惡臭味道，也不容易出現(xiàn)變質(zhì)現(xiàn)象，整體毒害性有所降低。

3 脫水污泥焚燒處理方案

3.1 污水破碎輸送系統(tǒng)

污泥未脫水情況下，其含水率為80%左右，經(jīng)過脫水處理之后，可以降低至45%至50%之間，而脫水之后污泥自重也將減少60%至65%左右，相較于滿濕污泥直接填埋而言，脫水污泥填埋所占用的土地面積以及造成的環(huán)境污染都有明顯降低，但依舊會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成無法根治的二次污染。因?yàn)閲?guó)內(nèi)污泥處理工作起步相對(duì)較晚。如今較為常用的擴(kuò)大范圍、持續(xù)性且沒有二次污染的污泥處理技術(shù)即為針對(duì)脫水污泥予以焚燒處置。而污泥破碎輸送系統(tǒng)即為其中的首要施工流程。經(jīng)過脫水處理的泥餅通過環(huán)錘式破碎設(shè)備予以破碎處理，然后儲(chǔ)存于干污泥庫之中。工作人員借助抓斗橋式起重設(shè)備將破碎合格且已經(jīng)完全干化的污泥輸送至收料斗之中，然后經(jīng)過振動(dòng)輸送設(shè)備以及皮帶輸送設(shè)備予以中轉(zhuǎn)，借由鏈斗輸送設(shè)備將材料升高至鍋爐之前，使其落在爐前水平皮帶輸送設(shè)備之上，通過水平皮帶輸送設(shè)備運(yùn)輸至爐前，然后借由電動(dòng)犁式卸料設(shè)備將所有干化物輸送至爐前污泥緩沖部分，然后借由無軸螺旋給料設(shè)備放入鍋爐爐膛之中。

3.2 污泥焚燒系統(tǒng)

污泥焚燒系統(tǒng)屬于焚燒處置的關(guān)鍵工序，循環(huán)流化床鍋爐是焚燒處置主要使用的設(shè)備，其具備熱容量高、燃燒穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，且如果僅采用中低溫燃燒方式，則所形成的污染物總量相對(duì)較少的特征。所以適合對(duì)脫水污泥這種熱值相對(duì)較低且水分相對(duì)較高的污染物。故而，污泥焚燒處置一般是應(yīng)用循環(huán)流化床鍋爐開展處理。而脫水污泥在進(jìn)入鍋爐爐膛之中，同灼熱的床料以及燃煤混合在一起，自身熱度也將明顯增加，并開始燃燒，直至完全燃燒殆盡。而燃燒過后若依舊存在未完全燃燒的大顆粒污泥，工作人員可以借助鍋爐之中含有的分離設(shè)備，將未完全燃燒的顆粒再次送回至鍋爐爐膛之中加以燃燒。不僅如此，城市污水處理廠焚燒爐還可嘗試借助爐子噴灑石灰石粉固定部分燃料硫，以此降低燃燒處置期間所產(chǎn)生的二氧化硫。

3.3 焚燒灰渣收集系統(tǒng)以及煙氣凈化系統(tǒng)

污泥經(jīng)過充分焚燒處置之后，將有可能形成顆粒直徑較大的爐渣，直接從爐底部的排渣口排放，通過水冷出渣設(shè)備降低熱量之后，再由輸送設(shè)備將其運(yùn)送至灰?guī)?。脫水污泥?jīng)過燃燒之后所形成的灰渣可以運(yùn)送至水泥廠或是磚瓦廠予以再次運(yùn)用，徹底規(guī)避了出現(xiàn)二次污染的可能。而脫水污泥在焚燒處置期間，將形成大規(guī)模煙塵，若不加以控制，將對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。脫水污泥在燃燒期間所形成的污染物主要表現(xiàn)為煙塵、二氧化氮以及二氧化硫等為主。故而，城市污水加工廠需要通過合理方式對(duì)煙氣進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬艋?，建議城市污水處理廠可以采用半干法煙氣凈化設(shè)備針對(duì)鍋爐排放的煙氣予以脫硫以及除塵處理，借助半干法塔內(nèi)熟石灰以及活性炭于反應(yīng)塔之中數(shù)次循環(huán)，使得煙氣之中的酸性氣體能夠同吸收劑之間實(shí)現(xiàn)接觸，進(jìn)而大幅提高污染物脫出的效率。半干法反應(yīng)塔出口位置排放的煙氣借助布袋除塵設(shè)備，可以有效清理煙氣之中存在的煙塵或是脫硫副產(chǎn)物，而經(jīng)過多層凈化的煙氣可以借助高煙囪排放至大氣之中?；以C合運(yùn)用以及尾部煙氣凈化能夠最大幅度避免污泥焚燒所形成的二次污染。

焚燒鍋爐所形成的蒸汽將被輸送至汽輪之中，以供發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，汽輪機(jī)所排放的蒸汽借助分氣缸以及場(chǎng)區(qū)供熱管實(shí)現(xiàn)對(duì)外部的供熱，進(jìn)而達(dá)到產(chǎn)電聯(lián)產(chǎn)的效果。經(jīng)過脫水污泥焚燒處置之后，污泥這一原本對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害的物質(zhì)反而得到最大程度的利用，促進(jìn)了熱電聯(lián)產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到了生態(tài)環(huán)境、節(jié)省能源以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。而該處置方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)基本如下所示。

4 結(jié)束語

我國(guó)目前城市生活污水總量龐大，而污水處理之后的污泥數(shù)量也不斷增加，成為污水處理廠難以處理的內(nèi)容。污水處理廠應(yīng)明確污泥之中依舊有許多可利用的資源尚未得到充分挖掘。故而，污水處理廠針對(duì)污泥應(yīng)嘗試采用脫水以及焚燒的方式，不僅避免直接填埋對(duì)環(huán)境造成二次污染，保證環(huán)境的安全，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)變廢為寶，提高污泥利用的經(jīng)濟(jì)效益。

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