01 上海污泥現(xiàn)狀

2018年，上海日均污水量約748.93萬m3/d，產(chǎn)生污泥量約968.6 t Ds/d。

至2035年，上海市預計服務(wù)人口3 000萬人，日均污水量約1 150萬m3/d，產(chǎn)生污泥量約2 250 t Ds/d。考慮到污水處理廠出水水質(zhì)標準提升、初期雨水處理、污泥峰值產(chǎn)量等因素，在日均污水產(chǎn)泥量基礎(chǔ)上考慮1.2倍系數(shù)，預測2035年本市污水處理廠規(guī)劃污泥量約2 700 t Ds/d。

上海產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中農(nóng)業(yè)不發(fā)達、林地綠地用地少，好氧堆肥和厭氧消化處理后污泥剩余產(chǎn)物的去向?qū)⒊蔀殡y題。因此，上海污泥處理處置方式以獨立干化焚燒或協(xié)同焚燒為主，兼顧好氧發(fā)酵后土地利用，以深度脫水后衛(wèi)生填埋作為污泥應急保障。主城區(qū)及周邊地區(qū)三大污水區(qū)域（分別為石洞口、竹園和白龍港）的污泥處置方式以獨立焚燒為主、協(xié)同焚燒為輔，處理量約占上海市污泥處置總量的55.18%。污泥焚燒技術(shù)可以最大化地實現(xiàn)減量化，體積減少為原來脫水污泥的10%以下；焚燒產(chǎn)物為穩(wěn)定的惰性灰渣，真正意義上實現(xiàn)了穩(wěn)定化和無害化；同時，進一步建材利用可實現(xiàn)污泥資源化，而污泥焚燒產(chǎn)生的熱量回用于濕污泥的干化，可以實現(xiàn)污泥生物質(zhì)能源的循環(huán)利用和節(jié)能減排。

02 上海污泥干化工藝選型

污泥干化工藝主要采用流化床干化、槳葉干化和薄層干化，其優(yōu)缺點和在上海的應用情況如下表。

二、上海竹園污泥處理廠情況

01 概況

竹園污泥處理廠位于浦東新區(qū)外高橋保稅區(qū)東北角，北鄰長江，與竹園第一污水處理廠和竹園第二污水處理廠相鄰，占地面積約5.83萬m2，服務(wù)對象主要為竹園片區(qū)產(chǎn)生的污泥。

02 竹園一期

竹園污泥處理廠一期工程，主體污泥處理工藝采用了“圓盤式槳葉干化+流化床焚燒”工藝，煙氣余熱回收利用，同時引入外高橋電廠廢熱飽和蒸汽作為補充熱源，焚燒后灰渣外運填埋處置。總投資約5.0億元，核定處理規(guī)模為131 t DS/d。于2011年11月開工建設(shè)，2014年7月進入工程調(diào)試階段，2015年9月正式移交運行。

03 竹園二期

竹園污泥處理廠二期工程，采用“薄層干化+線性干化”兩段法工藝進行污泥干化，干化至平均含水率30%后外運電廠摻燒，利用外高橋電廠廢熱、飽和蒸汽作為干化熱源。項目總投資9.6億，設(shè)計規(guī)模223 t DS/d，主要服務(wù)竹園片區(qū)污水廠提標改造后產(chǎn)生的新增脫水污泥。項目于2018年4月開工建設(shè)，工程計劃2019年月12月底前建成。干化尾氣設(shè)計標準為上海地方標《生活垃圾焚燒污染控制標準》（DB 31/768—2013）(下圖)，廠界臭氣治理采用以新帶老模式，將全廠臭氣污染物排放標準提升至上海最新地方標準《城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物排放標準》（DB 31/982—2016）。

04 工藝流程

下圖為竹園污泥一期工程的工藝流程圖，由脫水污泥接收儲存、污泥干化、污泥焚燒、余熱利用和煙氣利用等部分組成。

污泥接收儲存系統(tǒng)：80%脫水污泥稱重后經(jīng)輸送泵進入污泥接收倉，污泥接收倉2座，單座容積為60 m3，可以滿足4批不超過20 t的污泥同時卸貨；再輸送至污泥儲存?zhèn)}4座，單座儲存?zhèn)}容積為375 m3，可以儲存污泥2 d的脫水污泥。

污泥干化系統(tǒng)：一部分脫水污泥進入干化機，污泥干燥機采用進口四軸式槳葉干化機，間接加熱，導熱介質(zhì)為余熱鍋爐的飽和蒸汽及外高橋的廢熱（廢熱以242元/t購入）；6臺干化機蒸發(fā)面積為200 m3，蒸發(fā)量為4 t/h；干化機將含水率80%的脫水污泥干化至30%；干化后的載氣通過干化洗滌塔洗滌后循環(huán)利用污泥干燥后含水率為30%左右。

污泥焚燒系統(tǒng)：干化后污泥在污泥緩存?zhèn)}緩存，通過污泥給料螺旋與一部分含水率80%的脫水污泥形成含水率60%~70%的混合污泥進入焚燒爐，焚燒爐采用鼓泡式流化床，2臺全部投入使用；污泥料倉、接收倉和干化機產(chǎn)生的臭氣經(jīng)過收集后通過空氣一次風一級預熱器由干化機前的冷凝水將臭氣加熱至100℃，再通過一次風二次空預器加熱到300℃后送至焚燒爐焚燒，既達到節(jié)能效果又達到除臭目的；焚燒爐的正常運行溫度＞850℃。

余熱鍋爐：污泥焚燒爐產(chǎn)生的高溫煙氣通過高溫空預器回收部分熱量，而余熱鍋爐回收大部分熱量；余熱鍋爐的額定蒸發(fā)量為8 t/h，產(chǎn)生的飽和蒸汽為15.6 t/h，可提供干化所需熱量的2/3；余熱鍋爐的煙氣通過靜電除塵除去99%的煙塵，再通過煙氣再熱器進入布袋除塵器。進入布袋除塵器后同用活性炭和生石灰吸附煙氣中的重金屬和二噁英；通過煙氣洗滌塔除去煙氣中的酸性氣體，再次經(jīng)過煙氣再熱器加熱至110℃后送入煙氣排放；排放的煙氣滿足上海地方標準《生活垃圾焚燒污染控制標準》（DB 31/768—2013）標準的規(guī)定。

余熱鍋爐靜電除塵后產(chǎn)生的飛灰為一般飛灰，一般送往老港垃圾填埋場進行填埋處理；布袋除塵產(chǎn)生的飛灰屬于危廢，送往嘉定祝橋危廢廠進行處置。

三、上海竹園污泥處理廠運行狀況

01 干化機工藝調(diào)整

季節(jié)因素：經(jīng)過三年的運行發(fā)現(xiàn)，進入冬天后整個干化機的濕污泥處理量下降20.4%左右。主要是由于污泥熱值增加、黏性增大，使污泥在干化過程中熱效率降低。并且環(huán)境溫度變冷，影響了載氣溫度、蒸汽溫度，加重了干化機的加熱負荷。

調(diào)整措施：（1）蒸汽壓力從0.62Mpa調(diào)至0.7Mpa，換熱效率提高了8.1%；（2）擋板高度由450 mm升至350 mm，單個槳葉端面可提高換熱面積17.4%，提高整體換熱面積14.89 m2，提高換熱能力7.4%；（3）按理論計算調(diào)整了循環(huán)風量，減少了130 MJ能量的損失。通過以上措施提高冬季干化機處理量。

02 提升焚燒爐運行溫度

通過對能量平衡和質(zhì)能方程的深入研究，我們發(fā)現(xiàn)將焚燒爐的運行溫度由原來的850℃提高至900℃，可以提高焚燒爐的產(chǎn)量。

03 提高焚燒效率

經(jīng)過理論研究，建立了熱值與臨界入爐含水率之間的變化圖，并以此為據(jù)改進濕污泥輸送量，根據(jù)不同時期的污泥熱值調(diào)整濕污泥和干污泥的配比以接近臨界入爐含水率，使得整個干化焚燒處理工藝更加經(jīng)濟和高效。

調(diào)整后焚燒爐效率和焚燒量有一定的提升。

04 設(shè)備技術(shù)改造

接管運行以來，為了提升處理能力與運行穩(wěn)定性，我們邊運行邊摸索，3年內(nèi)對全廠的各個工藝環(huán)節(jié)進行了許多技術(shù)改造，主要在于輸送設(shè)備上的改造。同時設(shè)立科創(chuàng)室，對污泥黏度進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)污泥溫度每提高1 ℃，污泥在管道內(nèi)的流動阻力就可以下降1.74%。因此，建立以水為中間傳熱介質(zhì)的干化尾氣余熱利用系統(tǒng)，首先通過尾氣換熱器將干化機載氣中沒用的廢熱加熱中間水，由于載氣中含有大量的氣化潛熱，僅需將載氣溫度由85 ℃降低至83.5 ℃，就可以將中間水由64 ℃逐步升高至70℃。然后中間水通過污泥加熱器將污泥由20 ℃加熱至47 ℃，并通過載氣加熱器將循環(huán)載氣由40 ℃加熱至59 ℃。隨后水溫降低至64 ℃，回到載氣加熱器中加熱至73 ℃，提升干化機的產(chǎn)量。

05 智能化運行

圍繞智慧水務(wù)的建設(shè)應用，我們專門搭建了智能化運行平臺。

• 通過云端將日常的運行數(shù)據(jù)快捷方便地傳輸至管理人員，對非正常的運行情況能夠及時修正；

• 設(shè)立智能巡檢系統(tǒng)，加強巡檢人員現(xiàn)場與中控的快速溝通，提高現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)問題緊急處置的反應速度。

• 通過收集運行大數(shù)據(jù)分析判斷目前運行情況，對一些工藝拐點提前預警并提供調(diào)整方案。

污泥廠自2016年投入運行后，處理量穩(wěn)步提升，2016年平均處理量為121.8 t DS/d ，2017年平均處理量為126.7 t DS/d。2018年累計處理量達4.17萬t DS污泥，累計運行時間320.7 d，日均處理量130.4 t DS/d，比2017年處理污泥量提升10.6%。運行時間逐年增長，2016年折合雙線運行289.44 d，2017年折合雙線運行297.31 d，2018年折合雙線運行320.70 d。

截止2019年4月，竹園污泥廠一期累計處理80%脫水污泥67.6萬t，折合干基約15.1萬t，基本解決了竹園片區(qū)的污泥穩(wěn)定化處理問題。

四、難點分析

• 目前污泥干化焚燒遇到的最大問題是沒有專門針對污泥干化焚燒的排放標準，依然參照的是垃圾焚燒排放的標準。

• 污泥運輸車輛明顯會引起周邊市民的反感，導致污泥運輸困難。