污泥焚烧工艺与设备综述

2006年·第5期污泥焚烧工艺与设备综述中国材料科技与设备(双月刊)污泥焚烧工艺与设备综述刘淼，陈鹏，喻健良(1．大连市排水处马栏河污水处理厂，辽宁大连116021；2．大连理工大学化工学院，辽宁大连116012)摘要：随着城市污水处理量的增大，污泥的产量也在逐渐增加，如何合理处理污泥，变废为宝、使其循环利用是世界各国面临的普遍问题。与堆肥和填埋相比，污泥焚烧具有减容、减量和无害化等优点，是一种较好的污泥处理方法。本文在前人的工作基础上，参阅了国内外大量文献，对污泥焚烧在国内外的发展概况和技术工艺进行了综述，包括干化焚烧-工艺及其主要工艺设备和混合焚烧工艺等，对关注的污泥焚烧处理过程中的主要污染物的控制和研究动向进行的评述，分析了污泥焚烧处理的经济性，最后指出了污泥焚烧技术中仍需要解决的一些问题。关键词：污泥焚烧的发展；干化焚烧；混合焚烧；污染物控制中图分类号：TQ610．9文献识别码：A0前言污泥通常有三种：来自城市的生活污泥(如污水处理厂的污水污泥)，来自造纸厂、化工厂的工业污泥和来自江河湖泊的自然污泥。城市污泥又可分为生污泥、厌氧消化污泥、好氧消化污泥和活性污泥等。目前城市污水处理主要采用活性污泥法，这种处理方法会产生大量的活性污泥，而且随着该技术的推广，亏泥的产量会越来越大J。传统的污泥处理方法有农用堆肥，土地填埋，填海和焚烧等。农用堆肥由于污泥中成分复杂，有害物质较多，导致污泥农用技术在实际应用中存在较多的困难。土地填埋，一方面处理不当会对土壤及地下水产生亏染；另一方面，随着城市用地的紧张，能够用来填埋的合适土地也越来越少。污泥填海由于会对海洋造成巨大的污染，现已被国际公约所禁止。与以上几种污泥处理方法相比，采用焚烧法处理污泥具有以下一些优点：(1)减容化：大大减少污泥的体积和重量(焚烧后体积可减少90％以上)，因而最终需要处理的物质很少，同时焚烧后的灰渣还可综合利用。(2)无害化：通过组织低污染焚烧工况和采取正确的焚烧炉设计方案可实现很低的二次污染。(3)快速化：污泥处理的速度快，占地面积小，不需要长期储存。(4)便利化：焚烧厂可建在污泥源附近，不需要长距离运输。(5)能源化：在焚烧污泥的过程中可回收能量用于供热或发电。(6)多用性：还可处理其它废弃物，如城市垃圾、工业垃圾和农业垃圾。目前焚烧工艺被世界各国认为是污泥处理中的最佳实用技术之一。在欧洲、美国、日本等国家，该工艺已日渐成熟，它以处理速度快，减量化程度高，能源再利用等突出特点而著称。并且由于近年来，世界各国的环境条件均对废弃物处理所花费的时间和所占的空间提出了更为严格的要求，因而污泥焚烧技术已逐步成为污泥处理的主流技术，愈来愈受到世界各国的青睐。我国在废物焚烧的研究方面起步较晚，特别是在污水厂剩余污泥焚烧这一领域更是缺乏系统的研究，因此对污泥处理中焚烧这一技术的研究就显得日益重要。1污泥焚烧在国内外的发展污泥焚烧的初期研究是由美国Noack(1959年)、Schlesinger等人(1960年)在布底斯堡能源中心(PittsburgEnergyCenter)开始的，其共同的特点是以回收能源为目的。世界上第1台焚烧污泥的流化床锅炉在1962年建于美国LynnwordWashington，至今仍在运行。在欧洲，许多国家诸如德国、丹麦、瑞典、瑞士等国以及日本从2O世纪9O年代起就开始以焚烧工艺作为处理市政污泥的主要方法。德国有近4O个污水处理厂拥有多年的污泥焚烧工艺实际运行经验。其中1O家混烧生活垃圾和市政污泥，20多家焚烧城市亏水污泥，9家j订工业废水污泥的焚烧处理。在德国，污泥焚烧炉首先始于多段竖炉，而后流化床炉逐渐取代了多段竖炉。目前，流化床焚烧炉的市场占有率超过了90％。丹麦每年约有25％的亏泥焚烧处理。瑞士宣布从2003年1月1日起禁止污水厂的污泥用于农业，所有污水厂的污泥都要进行焚烧处理，这也意味着瑞士政府每年将耗资5800万欧元用于污泥焚烧工艺。焚烧法处理污泥在日本应用得最广，1984年处理量已达到72％。1992年，日本采用1892座焚烧炉处理75％的市政污泥，现在日本规模较大的污水处理厂都采用焚烧法处理污泥作者简介：刘淼(1973一)，男，工程师，主要从事污水处理技术开发和生产管理工作。E-mail：Jack721223@yahoo．com．cn；通迅联系人陈鹏(1981一)，男，研究生，主要从事过程装备结构设计和安全方面的研究工作。E-mails1934~784@sina．corn．an；喻健良(1963一)，男，教授，主要从事过程装备安全分析与评价、能鼍综合方面的工作。电话：0411—83629481，E-mailyujianliang@d1．anhttp：／／www．cmasteq．com(中国材料科技与设备厢)·49·维普资讯http: