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以前經(jīng)常談?wù)撝厮p泥,后來大家又開始說治水不治泥,等于白治理,現(xiàn)在大家又開始說污泥減量化、無害化、穩(wěn)定化、資源化。目前,我國污泥處理處置行業(yè)有幾個代表性的污泥處理方式。
比如,厭氧消化、好氧發(fā)酵、污泥熱干化、污泥焚燒等污泥處理技術(shù)。然而在具體選擇工藝路線時,應(yīng)該遵循因地制宜的原則,以污泥無害化處理為核心,以資源化利用為導向,確定近遠期處理處置方式組合。
同時,目前國家政策大力鼓勵推動焚燒,地方政府正積極推進干化焚燒。不難看出,干化焚燒將是大多數(shù)城市十四五期間的主要污泥處理處置路徑。
01、污泥焚燒的市場前景
近日,國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部、住建部印發(fā)《環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平提升行動(2023—2025年)》,《提升行動》指出:加快壓減污泥填埋規(guī)模,提升污泥無害化處理和資源化利用水平。
2022年9月27日,國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部、住建部發(fā)布印發(fā)《污泥無害化處理和資源化利用實施方案》的通知,《方案》要求:合理壓減污泥填埋規(guī)模,特別是有條件的城市要逐步限制填埋處理,積極采用資源化利用等替代方案。
那么,污泥焚燒為什么會被政府大力扶持,和受市場追捧呢?原因有兩點:
一是因為污泥焚燒符合符合可持續(xù)發(fā)展的理念。焚燒后的污泥產(chǎn)物已經(jīng)無害化,可以二次利用,制成有用的成品。此外,污泥焚燒過程產(chǎn)生的熱量回收后可以完全滿足污泥干化的需要,也可用于供熱或者發(fā)電。
二是因為污泥焚燒解決了污泥難分解和填埋可能造成地下水源污染的問題,可從根本上減少污泥最終填埋量,徹底殺滅病菌、病原體等有害有機物,是一種徹底的、完全的污泥處置方式。
02、污泥焚燒的核心競爭力
污泥焚燒是一個復(fù)雜的系統(tǒng)集成,需要多個方面的專業(yè)知識,包括污泥本身、焚燒(熱工)、能量回收、煙氣處理、廢水處理及回用幾個方面。
蘇伊士從上世紀60年代進入污泥處理處置領(lǐng)域,到目前已經(jīng)擁有從污泥濃縮、脫水到消化、干化、熱解、焚燒的全鏈條的技術(shù)和產(chǎn)品,同時還擁有豐富的工程和項目管理經(jīng)驗以及運營經(jīng)驗。
03、污泥焚燒項目案例
?美國克利夫蘭Sourthley污泥焚燒
1360噸/天(272tDS/d),共三條處理線,脫水污泥直接進爐焚燒,煙氣余熱回收進行發(fā)電,發(fā)電量2.4MWh。2015年升級煙氣系統(tǒng)后煙氣排放標準滿足美國新排放標準。
?美國明尼蘇達污泥焚燒
明尼蘇達Saint Paul 市Metropolitan Wastewater Treatment Plant,處理能力1275噸/天,采用蘇伊士Thermylis焚燒工藝,目前共三條處理線。該污水廠污泥從1938年開始即采用焚燒處理,污泥經(jīng)離心脫水后含水率70-72%,脫水污泥直接進入流化床焚燒爐焚燒,余熱回收后用于發(fā)電,夏季每天發(fā)電量4.5MW,冬季一部分余熱用于設(shè)施保溫,發(fā)電量0.8MW。
?加拿大Lakeview污水廠污泥焚燒
目前全球第二大的污泥單獨焚燒項目,處理量2000噸/天(4條線)2009年投運時為當時全球第一大污泥單獨焚燒項目。污泥經(jīng)脫水后(含水率72-74%)直接進入焚燒爐焚燒。
04、污泥焚燒工藝
污泥焚燒可分為直接焚燒和協(xié)同焚燒兩種方式。目前,國內(nèi)不論摻燒還是單獨焚燒,都是將污泥干化后進行,焚燒產(chǎn)生的余熱可以直接用于污泥干化過程。
污泥直接焚燒是利用污泥焚燒爐,添加少量助燃燃料進行焚燒的方式。
在污泥焚燒設(shè)備中,應(yīng)用比較廣泛的爐型有鼓泡式流化床、多膛焚燒爐和回轉(zhuǎn)窯焚燒爐等。各優(yōu)缺點如下:
◎ 鼓泡式流化床焚燒爐具有燃燒速度快、污泥停留時間短、焚燒熱量可直接利用、效率高、適用性強、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小和事故率低等優(yōu)點,但是存在動力消耗較大、飛灰量大等缺點。
◎ 多膛爐以逆流方式運行,加熱表面積和換熱表面積大,燃料消耗量少。但是多膛爐機械設(shè)備較多,易出現(xiàn)機械故障,需要經(jīng)常維修與保養(yǎng)。
◎ 回轉(zhuǎn)窯焚燒爐具有強大的廢物焚燒處理能力,可處理廢物的范圍廣(可同時處理固體、液體及氣體廢物),適用性強、作穩(wěn)定、焚燒安全,但多用于危險廢物的焚燒處置。
協(xié)同焚燒主要是在垃圾焚燒發(fā)電廠、燃煤熱電廠和水泥窯中摻入少量污泥,對其進行協(xié)同處置的方式。各優(yōu)缺點如下:
◎ 水泥窯協(xié)同焚燒的灰分能直接作為水泥熟料加以利用,且煙氣余熱用于污泥干化,其具有一定的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢,在環(huán)保和水泥行業(yè)得到極大關(guān)注。
◎ 垃圾焚燒發(fā)電廠協(xié)同焚燒是將污泥與垃圾協(xié)同焚燒,相較于水泥窯協(xié)同焚燒和燃煤熱電廠協(xié)同焚燒,其對鍋爐的影響較小,運行成本較低。
但由于垃圾成分變化較大,焚燒過程溫度控制較難,焚燒灰通常需要按照危險固廢處置,因而不利于污泥焚燒灰分的資源化利用。
◎ 燃煤熱電廠協(xié)同焚燒是干污泥與煤摻混后直接進入鍋爐進行焚燒,既可解決污泥的處置問題,又能為熱電廠節(jié)省鍋爐燃料,降低發(fā)電成本。
但隨著污泥摻燒比例的提高,混合燃料的灰熔點逐漸降低,化合物容易燒結(jié),受熱面的磨損程度與煙氣流速也受到污泥摻燒比例制約,污泥摻燒比例一般控制在5%以下。
值得一提的是,國內(nèi)目前污泥焚燒或者各類摻燒,受到非議的最根本原因還是因為煙氣排放標準的缺失,因此污泥各種形式焚燒的煙氣排放標準應(yīng)當盡快出臺并完善。
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