摘 要：結合東南某市市政污泥燃煤耦合熱干化技改項目設計的實(shí)際經(jīng)驗，對規?；氖姓勰酂岣苫こ淘O計中的技術(shù)要點(diǎn)，進(jìn)行闡述和分析。

0 前言

隨著(zhù)“十二五”規劃以來(lái)，我國城鎮污水處理率的不斷提高，城鎮污水處理廠(chǎng)污泥產(chǎn)量也急劇增加。污泥含有病原體、重金屬和有機物等有毒有害物質(zhì)，未經(jīng)有效處理處置，極易對地下水、土壤等造成二次污染，直接威脅環(huán)境安全和公眾健康。因此，必須采取有效措施，對污泥進(jìn)行有效的處理處置。

為指導各地城鎮的污泥處理處置設施的建設，住房和城鄉建設部、國家發(fā)展和改革委員會(huì )共同組織編制了《城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處理處置技術(shù)指南(試行)》，參考國內外的經(jīng)驗與教訓，要求污泥處理處置應符合“安全環(huán)保、循環(huán)利用、節能降耗、因地制宜、穩妥可靠”的原則。

在此背景下，采用熱電廠(chǎng)的低溫抽氣、乏汽蒸汽作為熱源，對市政污泥進(jìn)行熱干化預處理，再聯(lián)合燃煤耦合，送至鍋爐內焚燒發(fā)電的熱干化工藝，既滿(mǎn)足上述技術(shù)指南的原則，也符合國家能源供給側改革的國家政策。該類(lèi)處置工程建設，可參考上海市發(fā)布的《上海市城鎮污水處理廠(chǎng)污泥干化焚燒工程設計規程》地方標準來(lái)進(jìn)行建設。

本文借由某東南沿海城市的市政污泥燃煤耦合技改工程項目，討論針對大中型城市，市政污泥利用熱電廠(chǎng)的低溫蒸汽，進(jìn)行預熱干化集中處理的技改工程設計的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

1 設計背景

污泥干化項目建設規模，選定原則上近期考慮 2~3 年內現有城市周邊污水處理廠(chǎng)的供泥量，遠期考慮未來(lái) 5~10 年的供泥量，并需結合項目地處理條件來(lái)確定。項目所在城市近期產(chǎn)泥量 690t/d，遠期 1408t/d，其中遠期污泥約有 60% 的 100t/d;項目城市有 2 座同規模的循環(huán)流化床鍋爐供熱電廠(chǎng)，都能提供污泥干化處理服務(wù)，結合建設單位的條件，因而選定工程建設技術(shù)指標如下：

建設規模：近期處理 300t/d;遠期 600t/d，其中含 60% 含水率污泥，100t/d。

建設性質(zhì)：技改項目。

干化后污泥含水率：≤ 30%。

熱源參數：0.9Mpa，190℃。

年運行小時(shí)數：8000h。

2 工藝設計

污泥熱干化工藝核心為干化設備的選擇。污泥干化設備主要有直接加熱、間接加熱、直接與間接復合式干化設備。目前國內污泥熱干化設備，多采用間接換熱方式。根據工程特點(diǎn)，處理規模能達到 100t/d 干化設備，主要有三種，槳葉式、薄層式、圓盤(pán)式干燥機，三者都有成熟應用的案例 (其中薄層干燥機為進(jìn)口設備)。

熱干化設備主要技術(shù)指標有單位脫水脫水蒸汽耗能，總換熱面積，容泥量，傳動(dòng)功率。選擇國內外知名污泥干化設備制造商，對比技術(shù)參數如下表(其中耗能基準為 0.6Mpa 飽和蒸汽)：

通過(guò)比較，項目最終性能及投資強度較優(yōu)的圓盤(pán)式干燥機作為污泥干化的主機。整套污泥干化系統包括：濕污泥接收輸送系統、污泥干化系統、干污泥輸送系統、污泥干化廢氣冷凝系統及循環(huán)冷卻水系統等設施。根據該選擇的干化及類(lèi)型特點(diǎn)制定如下工藝流程：

污泥由接收系統接收后，通過(guò)污泥輸送系統輸送至污泥干化機組干燥。干化機組采用熱電廠(chǎng)提供的蒸汽作為熱源對熱干化。熱源飽和蒸汽壓力 0.9Mpa，經(jīng)減溫減壓器調至 0.6Mpa，160℃后分別進(jìn)入干化機主軸和筒體夾套，將污泥的含水率降至≤ 30% 的半干污泥。

干燥污泥從干化機出料口，落入封閉的公用埋刮板輸送機送入現有干煤棚改造的中轉干污泥站，經(jīng)轉運站及輸送設備送至煤泥混合進(jìn)料口，與燃煤混合后，由上料輸送系統供流化床鍋爐焚燒處置。

被抽出的蒸發(fā)尾氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵后進(jìn)入冷凝器中進(jìn)行冷凝，最后的不凝氣體(主要是一些惡臭氣體)通過(guò)管道送入燃煤鍋爐送風(fēng)機入口處，進(jìn)入鍋爐高溫分解，達標排放。冷凝液通過(guò)污水管排入工廠(chǎng)污水池。

熱源蒸汽換熱后形成的凝結水經(jīng)疏水閥組，排到干化車(chē)間蒸氣疏水水箱進(jìn)行收集，由冷凝疏水泵泵回至原廠(chǎng)除氧設備回收再使用。

因污泥熱干化粉塵爆炸特性主要三個(gè)參數為：燃燒的最低含氧量 8%，粉塵爆炸濃度 40~60mg/m3; 85~125℃時(shí)，點(diǎn)燃能量為 101~102mJ。為提高污泥干化安全性，干化工藝設備要負壓全密閉運行。污泥干燥過(guò)程產(chǎn)生的尾氣通過(guò)引風(fēng)機，維持干燥機內微負壓(-200~-400Pa)運行。傳統的干拌返料工藝(將干燥后的污泥，部分引回會(huì )干燥機內，與濕污泥參拌，以減少45%~60% 含水率的污泥粘滯區停留時(shí)間)，因拌料過(guò)程中會(huì )引起大量粉塵，增加爆炸幾率，現已不建議采用。

系統其余工藝設備采用如下設計：輸送濕污泥采用污泥泵，選擇螺桿泵，若投資預算充?？煽紤]柱塞泵。終期 60% 污泥來(lái)料采用無(wú)軸螺旋上料。干燥污泥出料采用刮板機，或螺旋輸送機，輸送設備需考慮負壓抽風(fēng)冷卻干污泥。除塵設備采用伴熱旋風(fēng)除塵器下設閉風(fēng)器，對接出料輸送機。冷凝采用立式間接列管式換熱器，殼層走冷源循環(huán)冷卻水，管程走蒸發(fā)水汽。輸送污泥管的道，應采用 DN200 以上管徑。轉彎半徑需按 >6D來(lái)設計。閥門(mén)使用不銹鋼球閥或插板閥。

上述工藝設備與污泥接觸部分應采用不銹鋼 304 或 316L，或襯以高分子耐磨防腐蝕材料，長(cháng)期摩擦運動(dòng)表面材料，應考慮足夠的磨損裕量。

3 廠(chǎng)址選擇

項目選址應選擇污泥原料倉，電廠(chǎng)進(jìn)煤口附近。本項目主要建構筑物配電及控制室與污泥干化車(chē)間呈南北貼建設計。

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編輯：王媛媛