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(gè)流程，以常州市某城鎮(zhèn)污水處理廠污泥焚燒處置項(xiàng)目為例，污泥干化焚燒工藝流程見(jiàn)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(guò)地磅稱(chēng)重后進(jìn)入卸料站，再通過(guò)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(guò)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(guò)增加污泥表面積高效率地實(shí)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(guò)輸送泵定量進(jìn)入干燥機(jī)后通過(guò)葉片的攪拌，將污泥向前推進(jìn)。同時(shí)通過(guò)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(guò)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(guò)熱蒸汽，加熱介質(zhì)被引入殼體和兩個(gè)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(guò)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(guò)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(shí)儲(chǔ)存，定期清理灰渣，渣倉(cāng)開(kāi)啟過(guò)程中會(huì)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(guò)粉塵輸送機(jī)傳送、再通過(guò)飛灰輸送機(jī)輸送至密閉的飛灰倉(cāng)內(nèi)臨時(shí)儲(chǔ)存。在飛灰倉(cāng)內(nèi)臨時(shí)儲(chǔ)存的飛灰由料斗的上限信號(hào)控制料斗卸出輸送機(jī)起動(dòng)、輸送至混煉機(jī)。混煉機(jī)內(nèi)加入水和藥劑對(duì)飛灰進(jìn)行穩(wěn)定化處理，穩(wěn)定化后的飛灰儲(chǔ)存后卸料至車(chē)載拉臂車(chē)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(shí)間維持3s以上可抑制二噁英的產(chǎn)生。同時(shí)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(duì)干燥機(jī)排出的臭氣實(shí)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(guò)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(shí)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(guò)主軸后、由回轉(zhuǎn)式懸臂上作為燃燒氣體所使用。

通過(guò)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(lái)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(guò)來(lái)的消石灰及活性炭混合后送入袋式除塵器，通過(guò)除塵器表面吸附來(lái)實(shí)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(duì)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(guò)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(chǔ)泥車(chē)間、飛灰及爐渣處理車(chē)間以及生產(chǎn)廢水池產(chǎn)生的惡臭廢氣及氨水儲(chǔ)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(guò)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(guò)60m高排氣筒排入大氣。

2.1.2 惡臭廢氣及氨水儲(chǔ)罐蒸發(fā)損耗廢氣

企業(yè)惡臭產(chǎn)生源為卸料及儲(chǔ)泥車(chē)間、飛灰及爐渣處理車(chē)間以及生產(chǎn)廢水池等，主要成分為H2S、NH3等，氨水儲(chǔ)罐蒸發(fā)損耗廢氣主要成分為NH3，惡臭廢氣及氨水儲(chǔ)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(guò)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(jí)酸洗池停留時(shí)間不少于6.5s，炭質(zhì)生物濾池停留時(shí)間不少于30s，堿洗池停留時(shí)間不少于5s。根據(jù)類(lèi)似生活污泥焚燒處理工程項(xiàng)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(yàn)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(guò)雨水管網(wǎng)排放。

2.3 噪聲

企業(yè)噪聲源主要來(lái)自焚燒爐、干燥機(jī)及各類(lèi)輔助設(shè)備（如泵、風(fēng)機(jī)等）產(chǎn)生的動(dòng)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(dòng)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(guò)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(duì)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(duì)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(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)要求后，外運(yùn)送至垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生填埋。

2.5 地下水、土壤

企業(yè)針對(duì)污染特點(diǎn)設(shè)置地下水、土壤一般污染防滲區(qū)和重點(diǎn)污染防滲區(qū)。重點(diǎn)區(qū)域?yàn)椋盒读霞皟?chǔ)泥車(chē)間、污泥干化焚燒車(chē)間、飛灰及爐渣處理車(chē)間、廢氣處理車(chē)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?yàn)椋簭S區(qū)道路、生活辦公區(qū)、垃圾集中箱放置區(qū)等。

重點(diǎn)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(jì)規(guī)范使用高等級(jí)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(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)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。