浅析生活垃圾焚烧炉焚烧生活污泥

郗青旗

（太仓协鑫垃圾焚烧发电有限公司江苏太仓215416）

根据有关资料，截止到2009年年底，全国城镇污水处理量达到280亿立方米，湿污泥（含水率80%）产生量突破2000万吨。我国污水处理厂所产生的污泥，有80%没有得到妥善处理。污泥散发的臭气污染空气，病原菌对人类健康产生潜在威胁，重金属和有毒有机物污染地表和地下水系统，因此当前污泥处置面临不少问题。

本文将从生活污泥的无害化处置角度出发，对生活垃圾焚烧炉处理生活污泥的影响展开进一步的分析。

1 城市生活污泥的处置趋势

1.1 生活污泥的来源

城市污泥成分及其复杂，通常是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的非均质体。从外观上看，城市污泥呈黑色或黑褐色的流体状或泥饼状物质，含水量高、易腐败、有恶臭、有毒有害的特点，如果不加处理，任意排放，将会引起严重的二次污染。

1.2 生活污泥处置趋势

目前生活污泥处置的主要方法有污泥填埋、污泥焚烧和污泥回收利用三种，从处置的效果看，以焚烧为核心的污泥处理技术是最彻底的污泥专业化处理方法。它可以使污泥中有机物全部碳化、烧死病原体，可以对含有重金属或化学污染物的污泥实现完全的惰性化处理，可最大限度减少污染。

2 生活污泥处理方法的确定

污泥干化处理是对生活污泥的预处理，是任何处置方法的第一步。污泥的干化分为全干化和半干化两种方式。在确定污泥处理方案时，不仅要考虑到技术的可行性，还要考虑投资和运行的经济性。合理的技术方案应该是先将含水率80%左右的脱水污泥干燥到含水率为55%左右的颗粒状污泥，机械干燥后的污泥与生活垃圾混合后进入焚烧炉焚烧。

3 目前焚烧污泥存在的主要问题

当前湿污泥直接焚烧的主流技术是：与煤混烧，同时必须采用油气助燃，所用的燃烧方式主要有循环流化床混烧、煤粉混烧、造粒后在火床炉内混烧。随着国家环境标准趋于严格，焚烧生活污泥主要体现在以下几个问题：

3.1 二恶英问题

二恶英是一类剧毒物质，其急性毒性相当于氰化钾的1000倍，大量的动物实验表明很低浓度的二恶英类就对动物表现出致死效应。二恶英类属于高度持久性化合物，对土壤和底泥具有强烈的亲和性，很容易在生物组织中积累。

3.2 重金属问题

重金属一般以固态和气态形式存在于烟气中。因此重金属的净化主要是在“高效捕集”和“低温控制”两个方面采取措施。由于重金属的净化工艺与有机类污染物相似，即喷入活性炭进行吸附，然后由袋式除尘器对其捕集，在有机物净化工序中，重金属被同时净化。

3.3 恶臭问题

严格控制整个湿污泥系统以及炉膛内都处于可靠的负压状态，以保证处理现场无恶臭外溢，这需要增加相应的设备投资和精细的运行管理；同时燃烧室内必须维持高温，炉膛出口烟气温度不低于850℃，以保证消除烟气的恶臭。

4 垃圾焚烧炉排炉处理污泥的技术优势

4.1 先进的污水处理系统，可实现废水的综合治理

垃圾焚烧发电厂采用的污水工艺多为MBR+超滤+纳滤+反渗透工艺，处理后达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB 16889-2008）表三标准，出水指标达到以下标准：即指标COD<60mg/L、氨氮<8mg/L、pH6－9。处理的垃圾渗滤液COD浓度高达80000mg/l左右，完全有能力处理生活污泥机械干化排放的污水。

处理后的反渗透产淡水至垃圾焚烧电厂循环水池，用于主辅机冷却水，并循环使用。处理后的纳滤及反渗透浓水经锅炉回喷、锅炉出渣机冷却水、烟气处理急冷塔用水全部内部消化，最终实现了中水回用和零排放。

4.2 先进的焚烧控制系统，杜绝产生二次污染。

垃圾焚烧炉排炉优先采用控制焚烧技术避免二恶英类物质的产生：a、在焚烧过程中对生活垃圾进行充分的翻动和混合，确保燃烧均匀与完全；b、控制烟气在焚烧炉炉膛内850℃以上的高温区停留时间大于2秒，保证二恶英类物质的充分分解；c、尽量缩短烟气在300～500℃温度区的停留时间，减少二恶英类物质的重新生成。

此外，在后续过程中也采取了必要的治理措施，即将活性炭喷入反应塔后的烟气管道中，用以吸收烟气中的微量二恶英。活性炭粉经计量装置计量后，以压缩空气为动力，经喷嘴送入袋式除尘器烟气入口管道内，使烟气中的二恶英类物质、重金属颗粒吸附在活性炭粉上，被袋式除尘器捕获，达到净化的目的。

4.3 可靠的恶臭处理系统，防止臭气外溢

垃圾焚烧炉排炉在运行时，其一次风从设置在垃圾仓上部的吸风口取风，垃圾仓中含有臭味物质的空气作为燃烧空气被送入焚烧炉内，在高温的焚烧炉内臭气污染物被燃烧、氧化、分解，同时抽气使垃圾仓内形成微负压，能防止臭气外逸，保持垃圾仓外空气清新和使得大气环境不受臭气污染。

5 生活污泥焚烧的影响分析

5.1 生活污泥焚烧对锅炉经济性影响分析

由于泥污含水率在50%左右，虽然其有机质存在一定的发热量，但是污泥中大量的水分汽化吸热量大大高于其发热量，使锅炉的效率有一定程度下降：

①燃烧过程中需要吸收大量的炉排热量，这样使锅炉一次风量和二次风量明显升高，同时使排烟容积增大，排烟热损失增大，锅炉效率降低，增大锅炉引风量。

②污泥掺烧后，由于其本身成分较为复杂，燃烧后会造成烟气排放指标上升，特别是烟尘、酸性气体及重金属指标上升，将增加系统石灰耗量和活性碳耗用量。

③生活污泥与生活垃圾配比的分析：焚烧水分为50%的生活污泥是放热过程，由于热值低污泥燃烧后温度不足以升至850度及以上，所以在生活污泥焚烧过程中以吸收炉膛热量为主，会使炉膛温度下降。生活垃圾热值普遍在1200大卡左右，是生活污泥的3倍，要通过生活垃圾焚烧放热平衡污泥热量的不足，在保证正常燃烧的情况下，每吨污泥需要掺烧8-10吨左右生活垃圾进行平衡，因此配比比例应在1：8左右为宜。

5.2 生活污泥焚烧后的成本分析

①吨垃圾发电量：垃圾焚烧炉的吨垃圾平均发电量在330kWh，根据配比比例，焚烧污泥和生活垃圾混合物吨垃圾发电量在300kWh垃圾左右。焚烧污泥后吨垃圾发电量下降约30kWh左右。经推算减少上网电量费用约为90元/吨左右。

②污泥由于含有50%的水分，为保持正常燃烧状况，垃圾焚烧炉将增大风量调整，这样会造成锅炉烟气量明显上升，锅炉风机单耗、排烟温度也会同比增长，锅炉效率将直接下降。增加的电量费用成本约20元/吨。

③根据污泥成份含量，污泥掺烧对烟气环保排放指标有一定的影响，需要增加烟气净化系统耗材使用量，即增加石灰及活性碳耗量。这部分环保耗材耗量约增加成本为30元左右。

④50%水分的生活污泥由于流动性较大，单独无法直接入炉，必须与生活垃圾进行充分的混合，期间会增加设备系统的损耗和维护量，同时由于生活污泥灰分较大，焚烧炉吹灰设备系统、空气压缩机系统维护量也会增大，该部分的成本与生活污泥量有关，经初步测算，生活污泥处置量在50吨/日的情况下，成本费用约为20元/吨。

根据以上的分析，垃圾焚烧炉处理约50吨/日的生活污泥，各项成本费用在160元/吨左右。当然焚烧生活污泥量应与垃圾焚烧炉规模相适应，对于垃圾焚烧炉规模为800吨/日的情况下，在保证焚烧炉正常的燃烧和环保达标排放的情况下，处置生活污泥宜在50吨左右为宜。

6 结论

生活污泥焚烧处理是生活污泥处置发展的趋势，而生活垃圾焚烧发电厂焚烧生活污泥具有技术和环保的优势，是可行的，虽然焚烧生活污泥会增加生产成本，但随着国家环保要求进一步严格，是符合国家资源无害化处置政策，可彻底解决生活污泥处置问题，并真正做到污泥减量化、稳定化、无害化和资源化利用。

[1].张益，赵有才.《生活垃圾焚烧技术》，化学工业出版社

[2].俞珏瑾.《污泥干化焚烧处理工艺和设计要点》，中国市政工程

[3].污泥处理现状及发展前景预测 中国拟在建项目网