某煉化污水場污泥干燥-焚燒一體化處理工藝設(shè)計
行業(yè)動態(tài)
某煉化企業(yè)污水處理場在運行過程中產(chǎn)生大量的污泥：生化剩余污泥、油泥及浮渣。該污水場將污泥混合后只進行了離心脫水處理，脫水后污泥外委處置，由于外委處置費用高，且當(dāng)?shù)氐挠匈Y質(zhì)的危廢處置單位能力有限，因此必須要進行污泥減量化處理。
本文考察了國內(nèi)幾家煉廠的污泥處理與處置案例，比較了污泥減量化處理技術(shù)，通過現(xiàn)場試驗并結(jié)合以往的工程設(shè)計經(jīng)驗。設(shè)計了污泥干燥-焚燒一體化處理技術(shù)對該企業(yè)的污泥進行處理，以此達到污泥的減量化要求。
1 污泥的來源及污泥量
該煉化企業(yè)污水場的污泥主要有三種：含油污泥（來源于調(diào)節(jié)除油罐和隔油池），占總污泥產(chǎn)生量的5%；浮渣（來源于氣?。伎偽勰喈a(chǎn)生量的55%；剩余污泥（來源于生化系統(tǒng)），占總污泥產(chǎn)生量的40%。
三種污泥混合后，經(jīng)離心脫水機脫水，脫水污泥的含水率≤85%，含油量為5%～8%，脫水污泥的總量為3000噸/年。
2 污泥的組分和性質(zhì)
2.1 剩余污泥
含有大量的生物絮團，少量的油，可揮發(fā)性固體含量占總固體含量的80%以上。含水率高，比重較?。s為1.006～1.02）。
2.2 浮渣
主要成分為油粒、泥、渣、灰等，含有較多油類、化學(xué)藥劑和大量氣泡。含水率高、粘性大，屬于危險廢棄物。
2.3 油泥
主要成分為比重較大的重油、懸浮物等。含油量高、粘性大，屬于危險廢棄物。
3 脫水污泥減量化技術(shù)
目前，國內(nèi)煉化企業(yè)污水場脫水污泥的減量化技術(shù)主要有污泥干化、污泥焚燒等。
3.1 污泥干化
常用的污泥干化設(shè)備主要有薄層干化機、帶式干化機、真空圓盤干化機、低溫真空脫水干化機、旋風(fēng)干燥機等。
3.2 污泥焚燒
目前，主流的污泥焚燒設(shè)備主要有流化床和回轉(zhuǎn)窯。
4 工藝選擇
通過比較污泥干化和污泥焚燒工藝，調(diào)研了正在運行的國內(nèi)若干家煉化企業(yè)的實際工程案例：常用的污泥干化設(shè)備不適用于干化含油量（＞3%）較高的污泥，煉化企業(yè)的混合污泥及油泥浮渣的含油量均高于3%，因此尚未有干化混合污泥和油泥浮渣的工程案例，只是對剩余污泥進行干化。
目前，絕大多數(shù)煉化企業(yè)的混合污泥及油泥浮渣均通過脫水后外委，極少部分企業(yè)進行了焚燒。
本項目的混合污泥中含油量超過了3%，因此不能采用常規(guī)的干化工藝。
經(jīng)過實地考察天津某地一種用于處理市政脫水污泥的干燥-焚燒一體化設(shè)備，并利用該設(shè)備進行了含油污泥的處理實驗，實驗結(jié)果顯示：設(shè)備的安全性及處理效果均優(yōu)良，本項目采用污泥干燥-焚燒一體化工藝進行設(shè)計，并對原設(shè)備進行了部分優(yōu)化和調(diào)整。
5 工藝設(shè)計
5.1 工藝介紹
污泥干燥-焚燒一體化工藝與常規(guī)的污泥干化+焚燒在設(shè)備形式上是有區(qū)別的，常規(guī)的污泥干化焚燒是分別設(shè)置污泥干化設(shè)備和污泥焚燒設(shè)備，將污泥先干化，再進焚燒爐焚燒。污泥干燥-焚燒一體化則是巧妙的將干燥與焚燒結(jié)合，設(shè)計成一體，在干燥段采用特殊設(shè)計的噴嘴將進料污泥進行霧化干燥。
在污泥干燥-焚燒一體化爐內(nèi)完成污泥的焚燒、煙氣二次燃燒和污泥一次干燥。該設(shè)備自下而上分為流化焚燒段、煙氣二燃段和噴霧干燥段。
在焚燒段采用流化床爐焚燒工藝完成污泥顆粒的焚燒，焚燒溫度大于850℃。
在二燃室采用天然氣助燃，實現(xiàn)煙氣1100℃，停留時間大于2s的二次燃燒。燃燒充分，并有效分解二惡英等有害物質(zhì)。
直接利用污泥焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庾鳛闊峤橘|(zhì)，采用“噴霧干燥工藝”的干燥方式完成污泥的一次干燥，將泥霧干燥成含水率約30%的半干污泥微粒，連同余熱煙氣和蒸汽一起從干燥塔塔頂排出，進入二級噴霧干燥塔。與該塔入口氣流霧化器噴射的高濕泥霧混合干燥，干燥后的污泥含水率為40%～50%，經(jīng)過造粒后進入振動干燥機進一步干燥至含水率約20%，輸送到焚燒爐進行焚燒。
5.2 工藝參數(shù)
干燥處理能力：含水率85%的脫水污泥≥2000kg/h。
污泥焚燒能力：含水率20%的干化污泥≥400kg/h。
污泥（爐膛）焚燒溫度：≥850℃。
煙氣（二燃室）焚燒溫度：≥1100℃；停留時間≥2s。
燃燼率：≥98%。
生產(chǎn)負荷率：60%～100%。
尾氣處理量：≥8000m3/h。
占地面積約600㎡。
5.3 工藝安全性
（1）二惡英的控制
①污泥及煙氣焚燒滿足“3T”要求，可以使大部分二惡英高溫分解。
②高濕污泥噴霧干燥的同時可以使煙氣溫度從1100℃驟降至250℃以下，避開了300～500℃的溫度環(huán)境，可有效防止二惡英的合成。
③二級污泥噴霧干燥、活性炭、袋式除塵等工藝，能有效地吸附煙氣中的飛灰和二惡英。
（2）重金屬的控制
重金屬污染物在焚燒過程中被蒸發(fā)。熔點高的重金屬隨溫度降低會凝結(jié)成粒狀物而被捕集。熔點低的重金屬會在飛灰表面催化作用下，形成熔點溫度較高且較易凝結(jié)的氧化物或氯化物，特別是汞和鎘大部分吸附在飛灰顆粒上而被捕集下來。必要時，向布袋除塵器捕集的粉塵中加入螯合劑，使其中的重金屬在焚燒時進入螯合態(tài)，進入污泥殘渣。
（3）粉塵及揮發(fā)性氣體混合爆炸控制
采用并流式污泥噴霧干燥技術(shù)，可以有效地防止爆炸的風(fēng)險：高溫?zé)煔馀c霧化污泥同向（并流）進入噴霧干燥塔并混合，使高溫?zé)煔馓幱诟邼竦奈勰囔F滴包圍中得到極速蒸發(fā)降溫；在污泥霧滴被蒸發(fā)干燥成半干顆粒時，煙氣溫度已經(jīng)下降至250℃以下；煙氣自身的含氧量較低（通常＜12%）；系統(tǒng)運行始終處于引風(fēng)機抽風(fēng)形成的快速氣流流通狀態(tài)。由此形成低含氧量、高濕、溫度驟降、快速流通的環(huán)境，有效地降低了爆炸的風(fēng)險。
將污泥焚燒爐與噴霧干燥塔一體化設(shè)計，構(gòu)成在持續(xù)明火中的污泥噴霧干燥，更能防止粉塵和有機揮發(fā)性氣體混合爆炸的風(fēng)險。
在噴霧干燥塔、振動干燥床設(shè)置應(yīng)急水噴淋裝置。當(dāng)污泥霧化噴嘴發(fā)生堵塞等故障時，系統(tǒng)自動切換至水噴淋，以降低煙氣溫度，防止自燃和粉塵爆炸的發(fā)生。
6 結(jié)束語
本項目設(shè)計的污泥干燥-焚燒一體化技術(shù)，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，干燥、焚燒效果好，外加輔助燃料少，污泥焚燒徹底，減量化效果顯著，工藝安全性較高。
本項目總投資約1900萬元，遠低于傳統(tǒng)的污泥干化+污泥焚燒工藝（約4000萬元）。
該工藝的運行廢液約900元/t脫水污泥，低于傳統(tǒng)的污泥干化+污泥焚燒工藝（約1800元/t污泥）。
