大型燃煤鍋爐資源化處置城市污泥固廢技術(shù)概況

唐勛 伊然 趙雅萱

摘 要：隨著不斷加快的城鎮(zhèn)化步伐，也大幅增長(zhǎng)了城市污泥的產(chǎn)量。為了避免污泥對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染，必須選擇適合的污泥固廢處置技術(shù)。城市污泥的處理追求的是一種資源化、無(wú)害和減量，而火電追求的是高效清潔發(fā)電。在大型燃煤鍋爐資源化處置城市污泥，能實(shí)現(xiàn)二者的有效融合。

關(guān)鍵詞：城市污泥固廢技術(shù);資源化處理;大型燃煤鍋爐

隨著人們不斷上升的生活水平，也逐漸提升了人均用水量，同時(shí)增加了城市污泥量。污水處理的產(chǎn)物，就是城市污泥，主要涵蓋在工業(yè)廢水和生活污水中混入的動(dòng)植物殘?bào)w和纖維、泥沙等固體顆粒及其凝結(jié)的絮狀物。伴有惡臭、腐爛物、具有極高的水分、粘稠流體狀、紫黑色，是污泥的表征，有較多的有機(jī)物質(zhì)，磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分包含在城市污泥中。若是處理措施不及時(shí)，在水中隨意排放，就會(huì)帶來(lái)水體惡化，對(duì)工業(yè)用水和人們的正常生活帶來(lái)影響。若是在農(nóng)業(yè)中直接利用污泥，污泥中的一些金屬會(huì)對(duì)農(nóng)作物和土壤帶來(lái)嚴(yán)重的污染。而微生物分解污泥中的有機(jī)物所發(fā)出的塵埃和有毒氣體，會(huì)使大氣污染進(jìn)一步加重。同時(shí)污泥中的有毒物質(zhì)不易降解的，會(huì)嚴(yán)重威脅周圍的環(huán)境。而采用大型燃煤鍋爐資源化處置技術(shù)，能有效避免對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染。

一、我國(guó)污泥固廢技術(shù)處置存在的問(wèn)題

實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化 是污泥處理處置的最終目標(biāo)，以有效利用污泥，避免污泥帶來(lái)的二次污染。多年來(lái)，我國(guó)存在忽視污泥處理處置必要性的問(wèn)題，對(duì)污泥處理處置具有較小的投資，缺乏監(jiān)管力度，因此頻頻出現(xiàn)環(huán)境污染。

1、污泥處理處置投資問(wèn)題

我國(guó)城市污水處理廠對(duì)污泥處置存在著較少的投資，存在嚴(yán)重的“重水輕泥現(xiàn)象。通常情況下，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家污泥處理處置設(shè)施的資金占總資金的50%-

70 %，而我國(guó)只占到20%- 50%。針對(duì)污泥的處置，大多數(shù)中小型污水處理廠并沒(méi)有進(jìn)行穩(wěn)定化和無(wú)害化處理，只進(jìn)行初步的減量化處理。并且多數(shù)城市對(duì)于污泥處理費(fèi)用不征收，而僅僅征收污水處理費(fèi)用。所以，現(xiàn)階段，污水處理費(fèi)普遍不能覆蓋污泥的處理處置成本。因?yàn)閲?yán)重短缺資金，對(duì)污泥的處理效果產(chǎn)生了直接的影響。

2、污泥處理處置技術(shù)問(wèn)題

我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠具有相對(duì)滯后的污泥處理處置技術(shù)，現(xiàn)階段還沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)間驗(yàn)證，形成規(guī)模化，缺乏良好的設(shè)備和技術(shù)路線，具有較低的無(wú)害化程度和穩(wěn)定化的處理處置。縱觀整體現(xiàn)狀，超過(guò)80%的污泥沒(méi)有得到有效和安全的處理處置，很多污泥只是進(jìn)行了簡(jiǎn)單的濃縮、脫水處理，直接填埋污泥為主要處置方式。在污泥處置方面，多數(shù)污水處理廠采用的方法為兩種：既填埋和污泥農(nóng)用。而這些處理方式會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。一些地區(qū)因?yàn)閷?duì)污泥濫用，會(huì)帶來(lái)重金屬污染和地下水污染，對(duì)人類健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅。而采用焚燒的處置措施時(shí)，大氣和土壤會(huì)摻入污泥中的重金屬，造成嚴(yán)重的二次污染。

3、污泥性質(zhì)問(wèn)題

我國(guó)污泥中的有機(jī)質(zhì)具有較低的含沙量，工業(yè)污水源頭具有較低的處理率，污泥重金屬具有偏高的含量，對(duì)于污泥能源化處理的發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。如在我國(guó)的污泥的厭氧消化技術(shù)所存在的問(wèn)題是：約束性指標(biāo)要求不穩(wěn)定，缺乏明顯的成本效益，對(duì)操作人員和設(shè)備運(yùn)行管理具有較高的要求。在農(nóng)村化學(xué)肥料具有極高的使用量，閑置了利用和推廣污泥土地農(nóng)用等處置方式。所以，對(duì)國(guó)外的污泥處理處置技術(shù)完全照搬，效果并不顯著。但因?yàn)橹皩?duì)污泥的處理處置沒(méi)有高度重視，因此目前僅有非常少的適合我國(guó)情況的污泥處理處置技術(shù)路線，對(duì)污泥的處理和利用形成了嚴(yán)重的制約。

二、大型燃煤鍋爐資源化處置技術(shù)

污泥的處理處置過(guò)程主要分為兩個(gè)階段：既污泥處理和污泥處置。宗旨是對(duì)污泥進(jìn)行深度無(wú)害化處理。為了避免污泥進(jìn)入環(huán)境后帶來(lái)二次污染，需要將污泥的含水率降低，并且將污泥中的病原微生物、重金屬等物質(zhì)去除。污泥的處理階段是指實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無(wú)害化和減量化的全過(guò)程，污泥濃縮、脫水、穩(wěn)定和干化，是污泥的主要處理技術(shù)。而污泥的處置階段是指在污泥處理階段后，再利用污泥的過(guò)程，以此實(shí)現(xiàn)污泥的資源化。相比于國(guó)外先進(jìn)的處理處置技術(shù)，我國(guó)污泥處理處置起步較晚，和國(guó)外的差距還比較大。

我國(guó)現(xiàn)階段污泥處理處置的主要方法，有無(wú)害焚燒處理、深埋、發(fā)酵做成肥料等。而只有焚燒法與污泥處理減量化、無(wú)害化、資源化的要求相符。污泥的焚燒是在有充分氧氣的情況下，完全焚燒污泥，使污泥中的有機(jī)物體向二氧化碳、水和污泥灰轉(zhuǎn)變，并將污泥中的病原體徹底徹底殺死。通過(guò)焚燒，能將污泥容積最大程度的減少，還能將污泥處理時(shí)間縮短。焚燒后，污泥體積只有原來(lái)的20%-30%。同時(shí)，還可以再次利用污泥焚燒后的剩余物質(zhì)，例如從污泥焚燒中的廢氣中獲取剩余能量來(lái)發(fā)電，還能用作水泥添加劑等。目前，單獨(dú)焚燒和干化焚燒，是污泥焚燒的兩種主要方式。單獨(dú)焚燒是在大型燃煤鍋爐中單獨(dú)放入污泥，通過(guò)燃料的輔助作用進(jìn)行焚燒。而干化焚燒是先干化處理污泥，在大幅降低污泥的含水率之后在進(jìn)行焚燒。

焚燒法的主要優(yōu)勢(shì)為可利用余熱、基本完全無(wú)害、具有較快的行程、簡(jiǎn)單的工藝、良好的減容和減重效果。通常情況下，污泥都有80%左右的污泥含水率，也具有很低的熱值。如果單獨(dú)在鍋爐內(nèi)焚燒，焚燒狀態(tài)很難穩(wěn)定，所以污泥要和油和煤等混燒。立足于我國(guó)的實(shí)際情況，我國(guó)主要是使用火力發(fā)電。如果在大型煤鍋爐中混燒處理污泥與煤，不單單能將電廠煤炭的使用量減少，將二氧化碳的排放減少，同時(shí)還能有效利用污泥資源，使污泥處理的難題得到有效解決。目前，大型燃煤鍋爐資源化處理城市污泥，主要是應(yīng)用于發(fā)達(dá)地區(qū)。

結(jié)論：在大型燃煤鍋爐進(jìn)行污泥摻燒，能夠使NOX和SO2的排放有效減少。在摻燒過(guò)程，各運(yùn)行可控因素具有不一樣的影響程度，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)具有較強(qiáng)的敏感性。所以，運(yùn)行中要對(duì)鍋爐運(yùn)行在最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)提供保障。總而言之，摻燒污泥能夠贏利，可大幅提升電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

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*支持基金：“KH-2018-06 協(xié)同大型燃煤鍋爐處置污泥廢棄物關(guān)鍵技術(shù)研究項(xiàng)目”，