【資料圖】

對多種市政污泥焚燒工藝進(jìn)行比較，認(rèn)為市政污泥與生活垃圾協(xié)同焚燒處理是一種安全、穩(wěn)定、環(huán)保的污泥處理方案，適應(yīng)我國現(xiàn)階段的環(huán)保形勢。通過分析污泥干基熱值與干化程度之間的關(guān)系，闡述了其對干化工藝和干污泥輸送方式的影響。結(jié)合國內(nèi)協(xié)同焚燒的工程實(shí)例，總結(jié)了不同干化系統(tǒng)的特點(diǎn)和適用性。

引用本文：祁司亮，洪光. 市政污泥與生活垃圾協(xié)同焚燒處理探討［J］. 給水排水，2023，49（2）：50-55.

01污泥焚燒工藝對比

近年來污水處理設(shè)施在全國范圍內(nèi)大規(guī)模建設(shè)。據(jù)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部的統(tǒng)計(jì)，截至2020年，全國城市污水處理廠（含縣城）共有3 878座，年處理污水量665.89億t，污水處理率95%以上。污水處理會產(chǎn)生污泥，富含難降解的有機(jī)物、重金屬、致病菌等，如不妥善處理，會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全國干污泥年產(chǎn)量達(dá)1333.2萬t，折合含水率80%的污泥6 600萬t。

2021年6月，國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《“十四五“城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》提出：到2025年，城市和縣城污泥無害化、資源化利用水平進(jìn)一步提升，城市污泥無害化處置率達(dá)到 90%以上；長江經(jīng)濟(jì)帶、黃河流域、京津冀地區(qū)建制鎮(zhèn)污水收集處理能力、污泥無害化處置水平明顯提升。到2035年，全面實(shí)現(xiàn)污泥無害化處置。

我國自“十一五”就開始從政策層面規(guī)范和指導(dǎo)污泥處理處置技術(shù)的選擇和應(yīng)用。《城鎮(zhèn)污水廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策》（試行）指出，經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的大中城市，可采用污泥焚燒工藝。鼓勵(lì)采用干化焚燒聯(lián)用的方式，提高污泥的熱能利用效率；鼓勵(lì)污泥焚燒廠與垃圾焚燒廠合建；在有條件的地區(qū)，鼓勵(lì)污泥作為低質(zhì)燃料在火力發(fā)電廠焚燒爐、水泥窯或磚窯中混合焚燒。我國幅員遼闊，各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、污泥泥質(zhì)情況和相關(guān)設(shè)施差距較大，應(yīng)因地制宜地確定工藝路線。

上文提到4種污泥焚燒工藝：①燃煤電廠協(xié)同處理污泥工藝（簡稱燃煤電廠）；②水泥窯協(xié)同處理污泥工藝（簡稱水泥窯）；③污泥獨(dú)立焚燒工藝（流化床焚燒，非協(xié)同工藝，簡稱流化床）；④垃圾焚燒廠協(xié)同處理污泥工藝（主流為爐排爐，簡稱垃圾焚燒廠）。總結(jié)見表1。

表1 多種污泥焚燒工藝的對比

綜上，通過4種工藝的比較可得下列結(jié)論：

（1）流化床焚燒爐適宜處理市政污泥，上海、深圳、成都建設(shè)了一批示范性的污泥獨(dú)立焚燒設(shè)施。多數(shù)地區(qū)的市政污泥干基熱值仍偏低，尚無法自持燃燒，且污泥獨(dú)立焚燒工藝復(fù)雜、運(yùn)營成本高，更適宜污泥產(chǎn)量集中、財(cái)政實(shí)力強(qiáng)的地區(qū)。

（2）燃煤電廠、水泥廠的爐窯處理容量大、爐溫高，分解有害物質(zhì)很徹底。但有四方面的劣勢：①各地產(chǎn)業(yè)差異大，部分地區(qū)有污泥處理需求，但無臨近的燃煤電廠或水泥廠，不滿足屬地處理的原則。②國家的政策導(dǎo)向使各地的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在持續(xù)變化，作為節(jié)能減排重點(diǎn)企業(yè)的燃煤電廠和水泥廠能否持續(xù)作為污泥處理的輔助設(shè)施，需統(tǒng)籌考慮。③燃煤電廠和水泥廠分屬電力和水泥行業(yè)，涉及物料與市政污泥差異極大，采用協(xié)同處理需要考慮對其整體工藝的穩(wěn)定性的影響。④市政污泥處理、燃煤電廠、水泥廠行業(yè)不同，協(xié)同處理需要在建設(shè)、運(yùn)營、環(huán)保等方面進(jìn)一步協(xié)調(diào)。

（3）生活垃圾與市政污泥均屬城市固廢，協(xié)同處理的優(yōu)勢如下：①全國各地焚燒廠較為常見，污泥協(xié)同處理的區(qū)位條件相對便利，垃圾、污泥處理設(shè)施集中規(guī)劃也有先例。②市政污泥相較生活垃圾的水分大、灰分高，但兩者的成份依然是最接近的，在摻燒比例合理的情況下，對生產(chǎn)影響是可控的。③垃圾焚燒與污泥處理在建設(shè)、運(yùn)營、環(huán)保等標(biāo)準(zhǔn)制度上相對統(tǒng)一。④污泥干化工藝需要蒸汽、壓縮空氣、冷卻水等，可由垃圾焚燒廠提供；同時(shí)，污泥干化產(chǎn)生臭氣、污水可由焚燒廠設(shè)施消納，互補(bǔ)性很強(qiáng)。

02市政污泥與生活垃圾協(xié)同焚燒處理的工藝路線

“污泥熱干化+生活垃圾摻燒”是市政污泥與生活垃圾協(xié)同焚燒的基本工藝路線（見圖1）。市政污泥進(jìn)行熱干化處理，隨著水分蒸發(fā)，污泥減量的同時(shí)提高熱值。蒸汽源于垃圾焚燒廠汽輪機(jī)的抽汽，用于干化污泥后產(chǎn)生冷凝水，仍可循環(huán)利用。臭氣輸送至垃圾倉，由一次風(fēng)機(jī)抽送至焚燒爐燃燒。干化污泥和生活垃圾按照一定比例焚燒協(xié)同處理，終產(chǎn)物為爐渣。

圖1 市政污泥與生活垃圾協(xié)同焚燒處理的工藝流程

此類工程業(yè)績在國內(nèi)已有很多。陳海軍、呂家揚(yáng)等人通過實(shí)例研究，發(fā)現(xiàn)半干市政污泥摻燒比例低于15%的情況下，煙氣中HCl、SO2、重金屬、二噁英等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。劉濤研究了不同摻燒比例下的成本收益，認(rèn)為10%以內(nèi)的摻燒比例對全廠的經(jīng)濟(jì)性的影響低于5%。

垃圾焚燒須用熱干化對入廠濕污泥進(jìn)行熱干化，依據(jù)市政污泥的干化程度可分為三類：①全干污泥（含水率15%以下）。②半干污泥（含水率30%~40%）。③半干污泥（含水率55%~65%）。污泥不同干化程度的技術(shù)比較可見表2。

表2 污泥的三種干化程度的比較

注：干化機(jī)中，槳葉、圓盤、薄層為間接干化原理，帶式干化機(jī)為直接干化原理。

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