上海市石洞口城市污水处理厂污泥干化焚烧工程

3、方案选择
污泥处置方案多种多样，但最终目的都是要达到无害化、减量化、资源化的目标。目前国际上已有的主要污泥处理处置工艺包括：填埋、消化、堆肥、干化、焚烧、湿式氧化、冻结熔融法、高温烧结法等等。选用何种工艺必须与当地的实际情况相适应。
国内大多数污水厂的污泥处置以外运填埋为主，主要有：
1）脱水后（含水率70～80％左右）的污泥直接外运。有些是运至生活垃圾填埋场合并处理，由于含水率太高，导致填埋场作业困难，并且也会大量占用填埋场库容。有些则是又倾倒到河道和海洋中，这样会造成严重的二次污染。有些则作为农肥直接施入农田，由于直接脱水的污泥未经高温处理，其中含有大量病原菌，因此这样做会直接影响到人民的身体健康。总之单独的脱水外运工艺还不能称其为污泥的处理、处置工艺。
2）污泥经过消化稳定后脱水处理再外运。该工艺相对有所改进，由于污泥经过消化处理，杀灭了绝大多数病原菌，并且还能产生沼气供生产、生活使用，基本做到了无害化，并且也有一定的资源化意义。但是，该工艺仍未解决处置高含水率脱水污泥的问题。
3）直接焚烧脱水污泥。该工艺虽然理论计算可行，并在一些小型的污水厂已有采用，但实际运行效果欠佳，主要原因是设备不成熟，运行管理难度大，需要添加大量的辅助燃料，运行成本高。
4）干化后的污泥作为农肥使用，采用热工方法烘干脱水污泥。该工艺在上海金山石化总厂污水处理厂已经采用，运行情况尚可。由于干化工艺需要大量使用热量，而金山石化总厂原本就有热能（蒸汽）资源供使用，可以大大降低造价和运行成本，这是它成功的关键。
但是对于大多数污水厂而言不具备这样的条件。
在总结已有工程和现有技术的基础上，根据石洞口城市污水处理厂特点采取对脱水污泥进行低温干化高温焚烧联合处理的工艺方案。同时污泥焚烧装置能兼顾焚烧干化污泥和煤。当污泥可以作为绿化基质土或其他用途时，干化污泥综合利用，当污泥重金属含量严重超标或污泥出路困难时，干化污泥焚烧提供干化所需的热量。
4、方案介绍
污泥处理处置工艺的推荐流程图1。
图1干化-焚烧联合处理工艺流程图（略）
干化焚烧联合处理工艺主要采用低温干化和高温焚烧二套系统串联运行。通过招标，确定采用流化床干化工艺，可将脱水污泥含水率从70％左右降至10％左右（最低可至5％）。
焚烧采用循环流化床焚烧炉，通过焚烧干化污泥，以导热油（或蒸汽）形式回收烟气中热量，并将回收的热量用于干化系统。该联合工艺可以达到能量的自平衡。设计时，考虑到污泥参数可能产生波动，因此我们对系统的整体热能平衡条件进行了反复校核，得到二种最低限度的平衡条件：
1）脱水污泥含水率为75％时，污泥热值必须大于3000kcal/kg干固体，否则添加燃煤辅助燃烧；
2）脱水污泥含水率为70％时，污泥热值必须大于2450kcal/kg干固体，否则添加燃煤辅助燃烧；
本工程设计污泥参数为：脱水污泥含水率70％，污泥燃烧热值2700~3700kcal/kg干固体，从计算结果分析，该系统抗负荷波动的能力是相当强的。
4.1干化工艺
干化工艺是本系统的核心工艺，由于干化污泥具有易燃、易分解的特点，为保证安全和卫生，干化系统内必须保证低温、低氧状态。同时由于污泥在40％～60％含水率时具有易粘结的特性，因此选用设备必须防止污泥粘结在换热面，从而降低热效率，甚至影响运行。
经过多次方案比较和设备招标，最终选用了进口流化床低温干化系统。该系统干化温度为85℃，系统内控制含氧量<4％。
该系统的特点是采用流化床干化机。干化过程在流化床内进行，流化床底部布置蒸汽盘管。空气从床底经过盘管加热后进入床身，热空气一方面使床身中的污泥处于流动化，防止污泥粘结，另一方面也与污泥进行充分换热，蒸发其中的水分，蒸发出来的水分和空气一起被引入洗涤冷却塔内，经喷淋后，水分被去除，余下的干空气则循环使用。经干化后的污泥含水率降为5%～10%。干化系统每蒸发1吨水分，消耗热能为2800kj。
4.2焚烧工艺
经干化系统处理后的污泥储存在干污泥料仓中，通过输料机送入焚烧炉，在投加污泥的同时，可以投加生石灰（用于脱硫）。投加的干污泥经炉内预置的床砂加热后迅速升温，并开始着火燃烧，经燃烧后的污泥被循环流化床床身内的高速气流带出，通过热旋风分离器，将其中比重较大的未燃尽颗粒收集下来，然后重新送入焚烧炉焚烧，燃尽后的轻小颗粒和高温烟气一起进入后续烟道。烟道内布置余热锅炉、空气预热器用于回收热量。
烟气排出前通过半干法脱硫和布袋除尘器除尘，参照《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2001的排放标准排放
由于干化污泥燃烧特性接近褐煤，经过循环流化床焚烧炉现场试验，其焚烧特性良好，因此许多国内厂家均有能力配套，技术也相当成熟，采用国产的流化床焚烧炉。
5、经济性及投资
本工程估算价格为8000万元（含干化和焚烧设备、土建、自控及辅助设施），运行费用约160元/吨湿污泥（含电费、药剂费、人工费、维修费等）。