寧波某 500T/d污泥處置項目設計及運行實踐 徐爾東 江蘇優聯環境發展有限公司 摘要 寧波某500T/d污泥處置工程采用自主研發“離心干化+循環流化床焚燒”處理工藝，自投產以來，生產運行穩定，

寧波某 500T/d污泥處置項目設計及運行實踐

徐爾東

江蘇優聯環境發展有限公司

摘要

寧波某500T/d污泥處置工程采用自主研發“離心干化+循環流化床焚燒”處理工藝，自投產以來，生產運行穩定，污染物達標排放，整體工藝達到國際先進水平。本文是對該工程技術方案、安裝、調試等情況進行介紹，并且就2020年試運行工況、產能情況、污染物排放等情況進行描述和總結。

前言

市政污泥作為污水處理的副產物，必須得到妥善處理。隨著國家經濟生活水平的不斷提高和環境保護要求的不斷提高，對于污泥的合理處置得到越來越政府和群眾的重視。從去年的“十四五規劃”到今年的“兩會”，各級會議、各級部門都把污泥處置作為重中之重的關注點提上日程。當前我國污泥處置行業處于“百花齊放”的階段，熱水解、高壓壓濾、干化焚燒、堆肥、建材等多種污泥處置方式均有一定程度的應用。但是，如何“因地制宜”，在做好污泥處置“減量化、無害化”的同時，能夠實現“資源化”，一直是我們需要研究的課題。在目前的情況下，“干化+焚燒”工藝已經被證明是在經濟發達地區一個有效的污泥處置工藝，得到廣泛的應用。

某500T/d污泥處置項目采用自主研發“離心干化+循環流化床焚燒”處理工藝，該項目是寧波地區唯一擁有自主知識產權的污泥干化+焚燒完整工藝項目。目前主要接收寧波市周邊污水處理廠污泥。本文主要介紹本項目的工藝設計情況，并結合2020年的運行工況、產值情況等，對本污泥干化工藝設計和生產過程，進行歸納、分析和總結。

1 主要設計參數

本期建設規模為污泥加熱離心干化生產線1條（4套離心干化機），干化污泥焚燒成套設備1套，發電機組成套設備1套，化學除臭設備1套，廠區污水生化處理系統1套等。

干化系統：4套離心干化機（每套處理能力125t/d），蒸汽作為熱源進行熱干化，出料含水率30%；

污泥焚燒系統：1臺21t/h循環流化床焚燒爐，爐膛溫度在 900℃以上，煙氣在停留時間大于2S，焚燒爐設計熱效率81.04%；

發電機組：1臺1.2MW背壓機，汽機排汽壓力為1.0Mpa(a)供污泥干化使用；

煙氣設備：爐內噴石灰石脫硫+ SNCR +靜電除塵+布袋除塵（同時噴活性炭吸附）+鈉堿法脫硫+煙囪，達標后排放；

廢水設備：厭氧水解酸化+好氧工藝處理項目產生的廢水，處理能力1100m3/d；預處理達標后，納管輸送至化工園區污水處理中心集中處置。

2 工藝設計

2.1總體設計

本系統主要包括污泥運輸和接收系統、儲存系統、干化系統、焚燒系統、發電系統、蒸汽系統、煙氣處理系統、污水處理系統等，主體工藝流程見圖１。

圖1. 寧波市鎮海區500T/d污泥處置項項目工藝流程圖

2.2 污泥接收儲運系統

各市政污水處理廠污泥由專業的污泥運輸車輛運輸至本項目廠區，經地磅房稱重后，行至卸料車間，卸料至地下污泥接收倉，共4個污泥接收倉，每倉有效容積200ｍ3，污泥接收倉底部設置8臺螺旋輸送機和8臺螺桿泵（每倉1用1備），分別由螺桿泵輸送至離心干化機進口。

2.3 污泥干化系統

本項目共有4臺離心式干化機。此干化機具有處置穩定、熱效率高等優點，能夠直接跨越污泥粘滯區，產出含水率30％左右干污泥。干污泥后經由皮帶、斗式提升機進行輸送（輸送線1用1備）。離心干化機葉片采用了高硬度及高耐磨性的不銹鋼材料，葉片具有耐磨耐腐蝕的功能，減少了干化機葉片更換的次數以及干化機檢修頻率。

濕污泥干化設備干化過程中有臭氣逸散進入干化車間內，在干化車間設有兩套抽風系統，干化車間廢氣進入焚燒爐一、二次風機。

2.4污泥焚燒系統

本項目設置1臺循環流化床焚燒爐，為中溫中壓一般廢棄物焚燒爐。本項目鍋爐設計聘請專業的設計團隊，結合了國內既往污泥焚燒項目鍋爐設計和使用經驗和循環流化床鍋爐設備本身特性而精心設計的產品。鍋爐采用立式方柱鋼殼體，內有耐火材料及保溫材料襯里，外設保溫夾套，焚燒爐額定熱飽和蒸汽21t/h。焚燒爐布風采用底部布風管形式，通過焚燒爐錐形底部的反射作用將砂床流化。同時再鍋爐側面留有二次風口，用于補風。

與一般焚燒系統設計相比，本工程焚燒系統設計有如下特點：

1）污泥焚燒時的NOx排放濃度相對較高，循環流化床焚燒爐采用分級配風技術且爐內溫度分布更加均勻，因此其NOx排放控制特性明顯優于鼓泡流化床；

2）相比于鼓泡流化床，循環流化床在較低的Ca/S摩爾比下，可達較高的爐內脫硫效率；

3）中藥渣在循環床中的燃燒效率明顯高于鼓泡床，本項目需摻燒一定比例的中藥渣，因此采用循環床爐型可獲得更高的總體燃燒效率和熱效率；

4）循環床的負荷調節特性優于鼓泡床，可在更大的負荷調節比下確保焚燒爐的穩定運行；

5）循環床的燃燒強度高于鼓泡床，爐膛截面積較小，可有效節省焚燒爐的占地。

2.5余熱利用系統

本項目鍋爐一體，且自帶發電機組，系統設置一臺背壓式汽輪機發電機組。汽機主蒸汽進口流量為21t/h，主蒸汽閥前主蒸汽額定壓力：4.0MPa，主蒸汽閥前主蒸汽額定溫度：400℃，排氣壓力為1.0Mpa，溫度為200℃，發電功率（額定參數下發電功率表的數值）1.1MW。

鍋爐產生蒸汽（中溫中壓鍋爐，4.0MPa，400℃），經過汽輪機做功后，余熱（1.0Mpa，200℃）作為干化機干化污泥熱源，實現能源的階梯利用，提高了蒸汽利用效率。

2.6煙氣處理系統

本系統采用國際上先進的尾氣處理工藝：“SNCR+爐內噴石灰石脫硫+鈉堿法脫硫+重金屬冷凝+活性炭吸附+靜電除塵+布袋除塵+煙囪”的組合工藝，處理的主要污染物為污泥經過焚燒后煙氣中含有的粉塵、酸性物質（硫、氯等）、重金屬和二噁英類等物質。

1）SNCR脫硝

本項目配置SNCR脫硝系統，主要由氨水卸載、存儲、計量、分配以及氨水泵幾個模塊構成。由罐車運輸氨水（20%濃度）至廠區氨水儲罐儲存。啟用脫硝系統時，用氨水泵將其輸送到爐前計量平臺，通過計量、分配后噴入循環流化床旋風分離器內，計量、分配過程由分配模塊控制閥組控制。用壓縮空氣在噴嘴處霧化水溶氨。當不需要時，需要用空氣吹掃。

SNCR脫硝反應原理為：

4NH3 + 4NO+ O2 →4N2 +6H2O

4NH3 + 2NO+ 2O2 →3N2 +6H2O

8NH3 + 6NO2 →7N2 +12H2O

2）鈉堿法脫硫

鈉堿法脫硫（濕法脫硫）是常規的煙氣處理脫硫工藝。其原理是先用液堿作為吸收劑吸收SO2、HCl，然后再用鈣堿對吸收液進行再生。鈉堿法脫硫（酸）采用30%濃度NaOH溶液作為脫硫劑，鈉溶液堿性強，脫硫（酸）效率高，也增加了整套系統的運行可靠性和靈活性。如果爐內噴石灰石脫硫（酸）效率下降，可增加液堿溶液的噴淋量，提高脫硫效率，確保整個脫硫工藝的脫硫效率和提高SO2、HCl達標排放的可靠性。

3）靜電除塵和布袋除塵

本項目設置3級靜電除塵和2級布袋除塵。煙氣進入靜電除塵和布袋除塵去除小顆粒物質。煙氣先經過靜電除塵，通過靜電作用將大部分飛灰吸附在除塵器壁匯集，輸送至灰倉。剩余煙氣進入布袋除塵器，當含塵氣體由入口進入灰斗，較大粗粒由于重力作用在灰斗處沉降下落，較小的粉塵隨著氣流由外壁流入濾袋，經過濾袋的過濾，凈氣經濾袋進入上箱體，最后由排風管經風機排出。

清灰時脈沖控制儀根據預先設定的時間順序開啟各脈沖閥，壓縮空氣由氣包經脈沖閥和噴吹管噴出，從而在文氏管上部形成一真空圓錐，誘導二次氣流。壓氣和被誘導的凈氣組成的沖擊流進入濾袋，產生瞬間的逆向氣流，并使濾袋急速膨脹，造成沖擊振動，將黏附在濾袋外表面及纖維間的粉塵吹掃下來，落入灰斗，經卸灰閥排出。

4）煙囪

項目工程利用一座高度為60m、出口直徑1.2m玻璃鋼內套筒及外側面為三面體混凝土煙囪排放煙氣，大大了提高煙氣的抬升高度，充分利用大氣的擴散稀釋能力，滿足項目環評要求。

3調試及運行情況

3.1系統調試與啟動

項目調試先后依次按照單機空載運行、單機負載運行、整體機組空載運行、整體機組負載運行的順序進行。根據生產工藝和安裝進展，依次進行公用（輔助）設施系統調試、化水制水系統、污泥干化系統調試、鍋爐汽輪機系統調試、煙氣系統調試、發電機組調試、全場系統整體調試。

機組啟動前，應確認機組、系統的安裝、檢修確已全部結束，機組及其他輔機設備及運行場地已清理打掃干凈，同時保證公輔設備處于可運行狀態。

干化機系統首先開啟尾氣處理裝置。然后通入外網熱蒸汽，對干化機及管道系統進行預熱。待預熱結束后，先后啟動污泥輸送皮帶、斗提輸送及、干化機、濕泥倉底部污泥螺桿泵、污泥螺旋等裝置，進行污泥干化處理。

焚燒系統首先啟動化水制水系統、然后給鍋爐供水，再投入鍋爐溫度、壓力、水位等控制系統確保鍋爐運行安全。將系統中的煙氣處理系統設備和灰輸送系統設備投運。然后正式開始點爐操作，啟動一次風機，天然氣點火裝置，待爐膛溫度達到850℃后，開始投用干污泥、中藥渣等。通過調整干污泥和生物質的給料速率和比例，控制焚燒爐溫度，并逐漸退出點火燃燒器，直到焚燒爐穩定燃燒。汽輪發電機組經過充分暖管后，開啟進汽閥沖轉升速暖機，隨后并網發電，進入正常工作狀態。

3.2運行情況

鑒于生產機組每個月需要必要的維護與保養，原計劃生產機組每月按600小時生產運行設計，自2020年以來，除去鍋爐內外檢驗以及大型設備技術改造外，均已達到預計的生產情況，且生產穩定。各設備機組運行時間如圖2所示，運行時間為小時。

圖2（a）. 寧波市某500T/d污泥處置項目2020年鍋爐與汽輪機運行情況

圖2(b). 寧波市某500T/d污泥處置項目2020年干化機運行情況

3.3污染物排放

廠區生活與生產污水經廠區自備的污水處理廠后，排入管網由寧波華清環保技術有限公司同一處理。對運行期間的污水進行檢測化驗，結果如表2所示，污水處理效果非常理想，達到預期效果。同時，我們也對污水總量進行了統計，如圖4所示。

表2. 污水處理納管濃度與標準

圖4. 寧波市某500T/d污泥處置項目2020年污污水排放情況

運行期間通過屬地環保主管部門的煙氣在線監測系統對煙氣排放進行實時監測和控制。同時，在調試及環保驗收準備期間，委托了第三方專業結構對系統進行采樣和檢測，作為在線儀表比對和其他非在線數據的補充。監測結果顯示，本工程煙氣處理工藝完全能夠滿足項目環評的各項要求，各項指標均低于國家和寧波地區煙氣排放標準。

第三方檢測機構對運行中的污泥干化焚燒工程進行了為期兩天的環保驗收檢測，檢測結果見表3。

表3. 煙氣排放監測結果

４ 結論和建議

（１）采用減量化最徹底的污泥干化焚燒發電工藝，是最安全的污泥處置方式，同時實現了污泥資源化，緩解了當前資源緊張的困境，占地面積小，自動化水平高，適合于我國市政污泥處理與處置。

（２）本項目采用離心式干化機采，負壓運行，避免粉塵及臭氣外逸，能耗低，蒸發效率高；維護成本低；操作控制簡單；臭氣產生量少，處理簡單。

（３）循環流化床燃料適應性好，可以同時實現對干污泥、中藥渣、生物質顆粒料的燃燒，燃燒強度高，爐墻結構簡單，運行故障少，環保性能良好，爐膛截面積較小，可有效節省焚燒爐的占地。

（４）某作為寧波地區唯一擁有自主知識產權的污泥干化+焚燒完整工藝的企業，為浙江地區污泥處置，做出了突出貢獻，整體工藝達到了國際先進水平。

 


《城鎮建設》 > 2022年4期 > 寧波某500T/d污泥處置項目設計及運行實踐