江勇 吴崇禄
重庆三峰环境集团股份有限公司，重庆，400084
摘要：为解决污泥产生量与日俱增与处理能力严重落后的矛盾，重庆三峰环境集团股份有限公司（以下简称三峰环境）在重庆某公司（以下简称某公司）现有场地和焚烧设备的基础上进行炉排炉协同处置市政污泥的生产性试验，并根据试验数据进行经济性分析。
关键词：污泥；协同处置；炉排炉；试验
1 项目背景
重庆市主城区污泥处理处置以干化处理、污泥协同水泥处置、园林营养土利用等方式为主，填埋为应急措施；区县污泥处理处置则以填埋为主。目前，污泥产生量与日俱增与处理能力严重缺口、处理手段严重落后形成了尖锐的矛盾，寻求可持续的污泥解决途径已经刻不容缓。
鉴于此，三峰环境开展炉排炉协同处置市政污泥应用研究。
2. 项目研究目的和研究内容
2.1 研究目的
1. 研究污泥输送和投料系统可行性与可靠性；
2. 分析炉排炉协同处置市政污泥的技术可行性和经济性。
2.2主要研究内容
1. 在某公司的炉排炉垃圾处理系统中增加一套约50%含水率的市政污泥协同处置系统。
2. 开展炉排炉协同处置市政污泥应用研究：
（1）市政污泥的输送以及投料方式、混料方式与混料比、辅助燃料投放需求及配比等；
（2）协同处置对炉排炉炉膛温度、蒸发量、炉渣热灼减率、飞灰量、飞灰成分与毒性、推料器下污泥量、烟气处理系统运行参数及烟气排放指标等的影响；
（3）结合以上研究结果，在烟气排放指标达标（GB18485-2014）的前提下，分析运行经济指标等。
3 试验系统和设备
本项目是在某公司现有场地和焚烧设备的基础上进行的生产性试验，新增试验系统和设备主要包括污泥输送系统、控制系统和计量系统及其相关设备。
3.1污泥输送系统
市政污泥输送系统如图3.1-1所示，市政污泥进入某公司后，先在污泥暂存区域堆放，暂存区域污泥通过铲车输送至污泥暂存仓；暂存仓出口的污泥通过皮带秤自动计量后，依次经过斗提机、无轴螺旋输送机、皮带输送机；皮带输送机上方的污泥通过犁式卸料器犁头的开、关实现投料点的选择，将污泥连续、稳定、均匀地送入投料斗。
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3.2操作系统
污泥输系统设置PLC 控制系统，可以在焚烧厂中控室实现对输送系统的自动控制，PLC控制系统分为以下三种模式：
模式1：远程（PLC自动控制系统）
模式2：就地（就地控制柜）
模式3：紧急停止（就地控制柜及PLC控制柜）
系统采取远程控制和就地操作相结合的方式，设置现场故障检测信号，现场设备发生故障时，反馈至PLC系统，在显示屏上提示和报警。
3.3计量装置
为了进行运营管控和经济分析，污泥协同焚烧过程中应设置飞灰、污泥、环保耗材等计量装置，计量装置设置如下：
（1）掺烧污泥计量：进厂污泥首先在地泵站计量，污泥输送系统中新增污泥计量装置，计量数据可传送至中控室，；
（2）飞灰计量：为准确判断飞灰变化量，在公用刮板机上安装飞灰计量装置；
（3）消石灰、活性炭、辅助燃料计量：使用生产线原有计量装置；
（4）蒸发量、烟气指标等其余试验数据的计量：使用生产线原有计量装置。
4 试验方案及数据分析
4.1 试验方案
市政污泥来源于污水处理厂，经干化处理后，入厂污泥含水率为30%~40%。进行炉排炉协同处置市政污泥应用的横向和纵向对比试验。
其中，横向对比试验指选择1#焚烧线掺烧污泥，2#焚烧线正常投放生活垃圾，两条线投料总量（投料总量=污泥+生活垃圾）一致；纵向对比试验指1#生产线投料总量一致时的对比试验（生活垃圾投料总量=生活垃圾+污泥总量）。
4.2 试验数据分析
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三峰环境委托第三方机构对协同焚烧产物的相关特性进行了检测，主要包括飞灰毒性及组分、烟气组分、炉渣热灼减率和二噁英含量等的检测。检测结果表明：污泥的加入对垃圾焚烧飞灰中重金属含量的影响处于可控范围，飞灰中大部分的重金属含量在标准范围之内，飞灰需要进行合理的处置，尽可能地减少其对环境的危害；协同处置污泥的烟气排放指标、炉渣热灼减率和二噁英含量均符合环保要求。
试验中，得到如下结论：
（1）协同处置市政污泥时，炉排炉炉膛温度、蒸发量、推料器下污泥量几乎不发生变化；同时，协同处置污泥的炉渣热灼减率和烟气排放指标均符合环保要求；
（2）污泥中硫含量高于生活垃圾的硫含量，导致焚烧烟气中SO2含量升高，为了控制烟气达标排放，需要增加石灰浆的喷入量，进而导致焚烧飞灰产生量增加，污泥的加入对烟气其他组分的含量几乎没有影响；
（3）环保耗材中活性炭用量变化不大。
5 项目结论
根据本生产性试验，得出以下结论：
（1）对于含水率不高于50%的市政污泥可以使用皮带输送和犁式卸料器相结合的方式，将污泥连续、稳定、均匀地送入投料斗；采用PLC 控制系统可以实现工艺流程中的过程控制和过程管理，同时可以对运行过程中的设备故障进行检测和报警；
（2）重庆地区污泥含水率为30%~40%、掺烧比例不高于8.6%时，污泥的加入不影响焚烧线的正常运行工况，烟气排放指标可以满足GB18485-2014标准；
（3）市政污泥中硫含量偏高，会导致协同焚烧烟气中SO2含量升高，为了达到环保要求，需增加石灰浆用量，造成焚烧飞灰量增加，进而增大了环保耗材成本和飞灰处理成本；
（4）含水率为30%左右的污泥与垃圾热值相当，在协同焚烧过程中，掺烧污泥会相应减少等量的垃圾焚烧厂垃圾处理量，污泥的掺烧对垃圾焚烧厂发电量几乎没有影响；
（5）与传统的污泥处理处置方式相比，炉排炉协同处置市政污泥的处理工艺占地面积小，可以在一定程度上减少资金投入，污泥焚烧后可产生一定的发电收益，同时使用垃圾焚烧厂的烟气处理设备可以保证污泥协同焚烧后的污染物达标排放，但是协同焚烧对污泥含水率有一定的要求，干化和运行成本较高。
参考文献：
［1］尹军,谭学军.污泥有污水污泥处理处置与资源化利用[M].北京：化学工业出版社，2005
［2］徐强.污泥处理处置技术与装置[M].北京：化学工业出版社，2003