城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置工藝及污染控制分析

文_王超凡 江蘇龍環(huán)環(huán)境科技有限公司

1 干化焚燒工藝

污泥干化焚燒工藝主要含污泥處理工藝和煙氣處理工藝兩個流程，以常州市某城鎮(zhèn)污水處理廠污泥焚燒處置項目為例，污泥干化焚燒工藝流程見圖1。

圖1 污泥干化焚燒工藝及產(chǎn)排污情況

1.1 污泥處理流程

含水率80%左右的濕污泥通過地磅稱重后進(jìn)入卸料站，再通過污泥輸送泵定量分別輸送進(jìn)直接式滾筒干燥機(jī)和空心槳葉式間接干燥機(jī)。

直接攪拌式滾筒干燥機(jī)內(nèi)設(shè)有攪拌設(shè)備，根據(jù)該效果投入含80%水分的污泥由缸體上安裝的刮板提升后落下，在落下的過程中反復(fù)與攪拌棒接觸并與干燥熱源的熱風(fēng)高效率的混合并流后迅速破碎攪拌成細(xì)小顆粒，通過增加污泥表面積高效率地實現(xiàn)干燥，獲得含水率約20%的干燥污泥。直接式攪拌式滾筒干燥機(jī)干化采用焚燒爐的高溫焚燒煙氣干化污泥，污泥中的水分隨著高溫?zé)煔馀懦觥?/p>

槳葉式間接干燥機(jī)：濕污泥通過輸送泵定量進(jìn)入干燥機(jī)后通過葉片的攪拌，將污泥向前推進(jìn)。同時通過飽和蒸汽進(jìn)入空心軸、葉片以及外套夾層、葉片攪拌不斷地更換換熱面，使蒸汽的熱能傳導(dǎo)給污泥，從而蒸發(fā)污泥中的水分，干污泥通過出口堰溢出，獲得含水率約20%的干燥污泥，輔助干化的熱源過熱蒸汽，加熱介質(zhì)被引入殼體和兩個中空螺旋槳葉片中，以傳導(dǎo)加熱的方式加熱和干燥材料。加熱后以凝結(jié)水排出干燥機(jī)，經(jīng)板式熱交換器繼續(xù)降溫進(jìn)入凝結(jié)水水箱，熱蒸汽凝結(jié)水部分用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)添加水，部分作為清下水排放。

焚燒爐爐渣在回轉(zhuǎn)式懸臂的攪拌后集中在焚燒爐中央后，再通過中央下部安裝的排灰設(shè)備排至焚燒爐外。由焚燒爐內(nèi)排出的爐渣通過排灰輸送機(jī)傳送、再由爐渣輸送機(jī)輸送到密閉的渣坑內(nèi)臨時儲存，定期清理灰渣，渣倉開啟過程中會有惡臭氣體產(chǎn)生。

焚燒爐內(nèi)飛散出的粉塵被集塵器收集后通過粉塵輸送機(jī)傳送、再通過飛灰輸送機(jī)輸送至密閉的飛灰倉內(nèi)臨時儲存。在飛灰倉內(nèi)臨時儲存的飛灰由料斗的上限信號控制料斗卸出輸送機(jī)起動、輸送至混煉機(jī)。混煉機(jī)內(nèi)加入水和藥劑對飛灰進(jìn)行穩(wěn)定化處理，穩(wěn)定化后的飛灰儲存后卸料至車載拉臂車內(nèi)再外運(yùn)填埋。

1.2 煙氣處理流程

焚燒爐內(nèi)部由爐床部到循環(huán)空氣入口部的燃燒氣體處理部、循環(huán)空氣入口部到頂蓋部，和排出氣體脫臭處理部等構(gòu)成。

燃燒氣體處理部為回轉(zhuǎn)式懸臂提供燃燒空氣及干燥污泥，900℃以上燃燒溫度、時間維持3s以上可抑制二噁英的產(chǎn)生。同時具有處理后的燃燒氣體被提升至排氣脫臭處理部，與循環(huán)空氣混合后在700～800℃狀態(tài)下維持2s以上，可完全對干燥機(jī)排出的臭氣實施脫臭處理。

焚燒爐上部處理的一部分排出氣體可以作為污泥干燥機(jī)的污泥干燥。700℃～800℃的焚燒爐排出氣體受干燥機(jī)出口部的負(fù)壓控制導(dǎo)入干燥機(jī)入口部。依靠干燥機(jī)攪拌軸的破碎攪拌效果，高效率地與污泥接觸混合，排出氣體在干燥機(jī)出口部溫度降低至200℃左右。

污泥攪拌筒式直接干燥機(jī)所使用的排出氣體通過循環(huán)送風(fēng)機(jī)輸送至1#熱交換器內(nèi)約從200℃加熱到500℃后再次被送回至焚燒爐內(nèi)實施脫臭處理。

焚燒爐煙氣在1#熱交換器內(nèi)由700℃～400℃放熱，熱回收后被輸送至2#熱交換器內(nèi)被焚燒爐燃燒空氣的升溫所使用，焚燒爐燃燒氣體是以污泥卸料站上部空間含有臭氣的空氣為介質(zhì)，為抑制NOx的生成，采用的干燥機(jī)內(nèi)部分煙氣循環(huán)使用，從而降低爐內(nèi)氧濃度含量。在2#熱交換器內(nèi)約由20℃加熱至150℃后被輸送至焚燒爐下部的風(fēng)箱，并通過主軸后、由回轉(zhuǎn)式懸臂上作為燃燒氣體所使用。

通過2#熱交換器熱回收的處理排出氣體溫度約300℃進(jìn)入3#熱交換器。3#熱交換器出來的煙氣然后與補(bǔ)充空氣混合降溫至約200℃后送入布袋除塵器。氣體在集塵器入口部與利用干式管道噴射過來的消石灰及活性炭混合后送入袋式除塵器，通過除塵器表面吸附來實施二噁英、重金屬及硫氧化物干式吸附處理，然后再進(jìn)入洗滌塔對煙氣進(jìn)行進(jìn)一步的脫酸和除塵處理，處理后的焚燒爐煙氣通過煙囪排入大氣。

2 污染控制

2.1 廢氣

企業(yè)廢氣主要為焚燒爐焚燒煙氣、卸料及儲泥車間、飛灰及爐渣處理車間以及生產(chǎn)廢水池產(chǎn)生的惡臭廢氣及氨水儲罐蒸發(fā)損耗廢氣。

2.1.1 焚燒爐煙氣

采用的工藝廢氣污染防治工程措施為：焚燒爐的煙氣經(jīng)過余熱利用系統(tǒng)、空氣預(yù)熱器回收熱量后進(jìn)入煙氣凈化系統(tǒng)，煙氣凈化主系統(tǒng)由SNCR脫硝、活性炭吸附、干式中和（消石灰）、袋式除塵器、濕式中和塔、引風(fēng)機(jī)和煙道管組成，焚燒爐密閉，廢氣捕集率100%，經(jīng)凈化后廢氣通過60m高排氣筒排入大氣。

2.1.2 惡臭廢氣及氨水儲罐蒸發(fā)損耗廢氣

企業(yè)惡臭產(chǎn)生源為卸料及儲泥車間、飛灰及爐渣處理車間以及生產(chǎn)廢水池等，主要成分為H2S、NH3等，氨水儲罐蒸發(fā)損耗廢氣主要成分為NH3，惡臭廢氣及氨水儲罐蒸發(fā)損耗廢氣處理主要采用負(fù)壓抽氣，收集率90%，經(jīng)酸洗+堿洗+生物濾池處理后，通過30m排氣筒排入大氣。

除臭技術(shù)路線采用酸洗+堿洗+生物濾池，單級酸洗池停留時間不少于6.5s，炭質(zhì)生物濾池停留時間不少于30s，堿洗池停留時間不少于5s。根據(jù)類似生活污泥焚燒處理工程項目，酸洗+堿洗+生物濾池工藝惡臭去除率可達(dá)90%以上。

2.2 廢水

企業(yè)產(chǎn)生的廢水主要為生產(chǎn)廢水和生活污水，生產(chǎn)廢水包括檢驗室廢水、除臭噴淋塔廢水、干化冷凝廢水及煙氣洗滌廢水等；生產(chǎn)廢水在生產(chǎn)廢水池中混合后和生活污水達(dá)標(biāo)接管進(jìn)污水處理廠集中處理；循環(huán)冷卻廢水及蒸汽冷凝廢水作為清下水通過雨水管網(wǎng)排放。

2.3 噪聲

企業(yè)噪聲源主要來自焚燒爐、干燥機(jī)及各類輔助設(shè)備（如泵、風(fēng)機(jī)等）產(chǎn)生的動力機(jī)械噪聲，企業(yè)根據(jù)設(shè)備情況分別選用隔音箱、消音器、振動阻尼器、減振墊、墻體隔聲等降噪措施，以減輕噪聲影響。

2.4 固廢

企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生爐渣屬一般固體廢物，主要成份是硅、鈣、鋁、鐵、錳、鈉、磷的氧化物以及廢金屬，爐渣外售綜合利用；采用“SNCR脫硝+活性炭吸附＋干式中和（氫氧化鈣中和）+布袋除塵器+濕式中和塔”對焚燒爐所產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行處理，袋式除塵器所收集的污泥中未能焚燒去除的礦物質(zhì)部分、重金屬顆粒、中和反應(yīng)物、某些未完全反應(yīng)的堿劑及廢粉末活性炭形成飛灰，對產(chǎn)生的飛灰采用螯合劑＋水穩(wěn)定化處理，處理達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的各項要求后，外運(yùn)送至垃圾填埋場進(jìn)行衛(wèi)生填埋。

2.5 地下水、土壤

企業(yè)針對污染特點設(shè)置地下水、土壤一般污染防滲區(qū)和重點污染防滲區(qū)。重點區(qū)域為：卸料及儲泥車間、污泥干化焚燒車間、飛灰及爐渣處理車間、廢氣處理車間、事故應(yīng)急池及廢氣處理設(shè)施所在區(qū)域。一般區(qū)域為：廠區(qū)道路、生活辦公區(qū)、垃圾集中箱放置區(qū)等。

重點防滲區(qū)防滲層要求達(dá)到等效粘土防滲層厚度6m以上、滲透系數(shù)不大于10-7cm/s。焚燒爐所在區(qū)域、污泥池、生物濾池防滲措施設(shè)置在地面以上，可直接觀察泄露、滲漏及滴漏等情況；嚴(yán)格按照建筑防滲設(shè)計規(guī)范使用高等級防水混凝土；地坪應(yīng)采取嚴(yán)格的防滲措施；設(shè)置集水設(shè)施，并在四周設(shè)置圍堰和邊溝，確保不污染地下水。其他生產(chǎn)廠區(qū)為一般防滲區(qū)。

3 結(jié)語

本文通過對城鎮(zhèn)污水處理廠污泥干化焚燒企業(yè)的工藝及產(chǎn)污環(huán)節(jié)的分析，提出了廢水、廢氣、噪聲、固廢、地下水及土壤的污染控制措施，為其他污泥干化焚燒企業(yè)的污染防治提供了參考。