工程說明
工程關鍵詞：污泥干化,焚燒
工程名稱：油煙凈化工程
工程所屬單位：上海石洞口污水處理廠
技術提供:北京金州工程有限公司
工程介紹：
石洞口城市污水處理廠設計水量為40 萬m3/ d。采用具有除磷脫氮功能的一體化活性污泥法作為污水處理工藝,處理對象為城市污水(含有大量以化工、制藥、印染廢水為主的工業廢水) ,產生的污泥量為64 t/ d 干泥,經脫水后含水率為70 % ,污泥體積為213 m3/ d。
上海市石洞口城市污水處理廠污泥干化焚燒工程由北京金州工程有限公司總承包。上海石洞口設計污泥的干化和焚燒，污泥熱值高，能源平衡有余。污泥流化床焚燒爐，溫度在800℃以上，爐內有砂粒循環使用，外排氣體要適當處理。污泥焚燒爐遠比固廢焚燒爐的工藝簡單得多，且污泥焚燒不會產生二惡英。
1） 污泥特性分析
采用不同的脫水工藝其脫水污泥的含水率是不同的,大致范圍是65 %～85 %。對于后續干化焚燒處理工藝,脫水污泥的含水率直接影響到后續處理構筑物的規模以及干化焚燒的熱量平衡,理論上越低越好,但是機械脫水程度越高,設備投資會增加,加藥量也會增加,處理成本隨之提高,因此合理選擇設計含水率很重要。
理論上脫水污泥含水率在70%時,可以不加輔助燃料,實現直接燃燒,但是由于污泥中的水分在高溫下蒸發(850℃以上),會損失大量熱能,所以必須通過高效的高溫空氣預熱器回收這些熱量,并將助燃空氣預熱到600℃以上。就目前的工程技術水平而言較難實現。采用目前相對較成熟的低溫干化工藝,使污泥中水分在較低的溫度下蒸發,以較少的熱量降低含水率,提高系統的熱效率,使整個系統的熱量處于平衡狀態。
在總結已有工程和現有技術的基礎上,根據石洞口城市污水處理廠特點采取對脫水污泥進行低溫干化高溫焚燒聯合處理的工藝方案。同時污泥焚燒裝置能兼顧焚燒干化污泥和替代燃料。當污泥可以作為綠化基質土或其他用途時,使用替代燃料焚燒,產生的熱量干化污泥,干化污泥綜合利用,當污泥重金屬含量嚴重超標或污泥出路困難時,直接焚燒干化污泥產生的熱量提供干化使用。
干化焚燒聯合處理工藝主要采用低溫干化和高溫焚燒二套系統串聯運行。通過招標,確定采用流化床干化工藝,可將脫水污泥含水率從70 %左右降至10 %左右(最低可至5 %) 。焚燒采用循環流化床焚燒爐,通過焚燒干化污泥,以導熱油(或蒸汽) 形式回收煙氣中熱量,并將回收的熱量用于干化系統。該聯合工藝可以達到能量的自平衡。
2） 干化工藝
干化工藝是本系統的核心工藝。由于干化污泥具有易燃、易分解的特點,為保證安全和衛生,干化系統內必須保證低溫、低氧狀態。同時由于污泥在40%～60%含水率時具有易粘結的特性,因此選用設備必須防止污泥粘結在換熱面,從而降低熱效率,甚至影響運行。
經過多次方案比較和設備招標,最終選用了進口流化床低溫干化系統。該系統干化溫度為85 ℃,系統內控制含氧量< 4 %。該系統的特點是采用流化床干化機。干化過程在流化床內進行,流化床底部布置蒸汽盤管。空氣從床底經過盤管加熱后進入床身,熱空氣一方面使床身中的污泥處于流動化,防止污泥粘結,另一方面也與污泥進行充分換熱,蒸發其中的水分,蒸發出來的水分和空氣一起被引入洗滌冷卻塔內,經噴淋后,水分被去除,余下的干空氣則循環使用。經干化后的污泥含水率降為5%～10%。干化系統每蒸發1t水分,消耗熱能為2800kJ。
3）焚燒工藝
經干化系統處理后的污泥儲存在干污泥料倉中,通過輸料機送入焚燒爐,在投加污泥的同時,可以投加生石灰(用于脫硫) 。投加的干污泥經爐內預置的床砂加熱后迅速升溫,并開始著火燃燒,經燃燒后的污泥被循環流化床床身內的高速氣流帶出,通過熱旋風分離器,將其中比重較大的未燃盡顆粒收集下來,然后重新送入焚燒爐焚燒,燃盡后的輕小顆粒和高溫煙氣一起進入后續煙道。煙道內布置余熱鍋爐、空氣預熱器用于回收熱量。
煙氣排出前通過半干法脫硫和布袋除塵器除塵,參照《生活固廢焚燒污染控制標準》( GB18485 -2001) 的排放標準排放由于干化污泥燃燒特性接近褐煤,經過循環流化床焚燒爐現場試驗,其焚燒特性良好,因此許多國內廠家均有能力配套,技術也相當成熟,采用國產的流化床焚燒爐。
3） 投資及運行費
本工程預計投資8000萬元(含干化和焚燒設備、土建、自控及輔助設施),運行費用160元/t濕污泥(含水率為70%,并包含電費、藥劑費、人工費、維修費等)。
