城市污泥“两段式”干化及协同焚烧研究

发布时间：2019-07-10 19:31

【摘要】：城市的污泥处理与处置已成为环保行业中的热点领域。本文以苏州园区污泥干化焚烧项目为研究对象,通过对其两段式污泥干化工艺的系统设置、运行状况以及污泥干化产品的后续利用等方面进行了深入系统的分析和研究,得到了如下的主要研究成果:采用两段式污泥干化工艺,利用干化厂、热电厂协同处置园区污泥,经过优化和改进,1999天实际运行的结果表明,干化1吨湿污泥(含水率大于80%)的蒸汽耗量为0.63吨,电耗为35.6k Wh,冷却水耗量为16.4吨,与原设计值相比分别下降28%、21%和48%。两段式污泥干化工艺的一段干化温度在133℃以下,二段干化温度在105℃以下时,可有效保留污泥热值,并降低排水中COD、TOC、NH4+-N的浓度恶臭污染物的排放,使重金属污染物主要积聚在污泥中。当干化污泥与煤的掺烧比为5.8%时,其排放烟气中各项指标均能达到《城镇污水处理厂污泥处置-单独焚烧用泥质》的要求,二VA英的浓度只有0.018 ng TEQ/m3;污泥中的铜、铬、镍、砷等重金属主要转移到飞灰及炉渣中,二者的浸出毒性检测结果表明掺烧后的飞灰和炉渣均不属于危险废弃物。在长时间的运营过程中,该污泥干化项目取得了良好的资源综合利用效果:通过干污泥与煤在电厂掺烧,每年为热电厂节约标准煤12000吨;热电厂销售发电余热蒸汽每年可获得900多万的收入;污泥干化厂销售干污泥每年可获得300多万元的收入,通过冷凝水回收利用,每年可节约脱盐水66960吨;干化厂的生产废水回排至污水厂减少了干化厂尾水处理设施投资;中水在干化厂的利用每年为污水厂增加120余万元的收入,同时也减少了干化厂内新鲜水的消耗;炉渣飞灰外销至建筑材料商,每年可生产建筑辅料10000吨。
文内图片：污泥干化厂、污水处理厂与热电厂协同发展模式

图片说明：苏州地处长三角，经济发达，土地资源紧张，原有的填埋场趋于饱和，再具有二次污染的隐患和不符合《苏州市污泥处置规划》要求，，苏州工业园区政择引进两段式干化技术，采用产业协同、循环利用模式，以稳定化、无害化并宗旨处置园区内污泥。为尽量降低运营成本，发挥产业协同效应，苏州工业园区污泥处置与资源目选址于中新公用旗下苏州东吴热电有限公司厂区内，项目位置同时也紧邻园水处理厂，距离园区第一污水处理厂仅 8 公里。该布局首先有效地缩短了湿污泥的运输距离，极大地降低了园区处置污泥的综合成本，并通过邻近热电厂高方式实现了彻底的污泥减量，节省了额外建设焚烧炉的投资费用，还将焚烧后为建筑辅材加以利用，解决了干污泥后续处置的问题。干化污泥所需的热能与分别就近利用了热电厂的余热蒸汽与污水处理厂的再生水，利用和节省了能源蒸汽冷凝后的热水又再次返回至热电厂循环利用，污泥干化生产过程中所产生送至就近的污水厂经过处理后达标排放。这一工艺路线设想较好地实现了污泥污水处理厂与热电厂之间资源共享、协同发展的模式，充分体现了循环经济与展的理念(见图 2-1)。
文内图片：二段式污泥干化工艺示意图

图片说明：天津滨海污泥干化项目与重庆鸡冠石污泥干化项目也都采用了两段式干化.1 两段式污泥干化工艺流程介绍两段式干化工艺流程见图 2-2，含固率 20%的湿污泥由全封闭的卡车运至污料池，短时储存后，泵送入第一段薄层蒸发器进行干化。薄层蒸发器以 250 和蒸汽为热源，通过薄层蒸发器间接干化污泥，将脱水污泥的含固率从 20%50%[25]。此时污泥可塑性最好，通过切碎机将污泥做成面条状，经摇摆式输二段带式干化机进一步干化。带式干化机共分三层，上、中层利用循环热风泥，循环热风一部分热量来源于一段薄层蒸发器蒸发出来的废热，一部分来，将污泥含固率提高至 70~90%，下层通入冷风对干污泥进行冷却，保证出摄氏度以下。最终污泥颗粒与煤混合后作为燃料焚烧，这样在对污泥进行量的同时，还能同时利用污泥的能量。第一段薄膜蒸发器产生的废热蒸汽通回用到第二段加热，不足部分再由新鲜蒸汽补充，充分利用了热能。干化工部来自于热电厂的蒸汽，干化过程中形成的冷凝水又回至热电厂作为锅炉工艺废水全部收集后送往邻近污水厂集中处理，并达标排放。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703

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