【正文】 自污水處理廠污水，污水主要由居民生活污水、街道保潔污水、社會(huì)污水和少量工業(yè)廢水等組成。據(jù)某市環(huán)衛(wèi)處對(duì)某污水處理廠污泥成份抽樣分析，具體抽樣分析見(jiàn)附表22。表22 某市污水處理廠污泥理化性質(zhì)（%）含水率可燃物灰分干基可燃物濕基可燃物干基灰分濕基灰分混合物廚渣紙張果皮塑料毛骨橡膠皮革紡纖木質(zhì)雜草由表21可知，某市污泥含水率約35%，可燃物與灰土、磚瓦等無(wú)機(jī)物成分亦占50%左右。污泥中金屬、玻璃等物質(zhì)含量很少、不具有回收的價(jià)值。 污泥熱值確定根據(jù)某污水處理廠污泥成份抽樣分析報(bào)告，某市污水處理廠實(shí)際情況和今后的發(fā)展，并參考河南省其他城市的設(shè)計(jì)熱值，本工程運(yùn)行期內(nèi)的污泥設(shè)計(jì)值暫按1000kcal/噸考慮。第3章 建設(shè)規(guī)模及廠址選擇 建設(shè)規(guī)模目前某市污水處理廠污泥處理設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)模為50t/d（以含水率80%計(jì)，下同），污泥實(shí)際產(chǎn)量約為40~50t/d。本次工程服務(wù)對(duì)象為某市污水處理廠產(chǎn)生的生活污泥，并與污水廠污泥處理設(shè)施相配套，因此確定本次工程的建設(shè)規(guī)模為50t/d。 選址的基本要求依據(jù)《城市生活垃圾焚燒處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》、《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485－2001）以及《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》（CJJ90－2009）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范某市污泥無(wú)害化處理場(chǎng)場(chǎng)址選擇基本要求：l 滿足城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、環(huán)境衛(wèi)生專(zhuān)業(yè)規(guī)劃以及國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)；l 符合經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸要求，有效降低運(yùn)輸成本；l 市政設(shè)施較為齊全，充分利用已有的市政基礎(chǔ)設(shè)施，減少工程投資費(fèi)用；l 選擇在生態(tài)資源、地面水系、文化遺址、風(fēng)景區(qū)等敏感目標(biāo)少的區(qū)域；l 有足夠的用地面積，動(dòng)遷少，盡可能少占或不占耕地，征地費(fèi)用低；l 不受自然災(zāi)害的威脅；l 有可靠的電力供應(yīng)；l 水源充足，選址應(yīng)靠近河流等自然水源；l 衛(wèi)生防護(hù)距離不小于300m。 廠址選擇建設(shè)于某市污水處理廠內(nèi)。 建設(shè)條件 地質(zhì)條件根據(jù)《某市污水處理廠巖土工程勘察報(bào)告》，擬建場(chǎng)地位于某市市區(qū)東南，規(guī)劃東環(huán)路東側(cè)，東孟姜女河西側(cè)，場(chǎng)地較為平坦，周?chē)鸁o(wú)其它建筑物，建筑環(huán)境良好。，地貌單元屬黃河沖積平原。場(chǎng)地在揭露深度范圍內(nèi)均為第四系沉積層，根據(jù)物理力學(xué)特征共劃分4個(gè)地質(zhì)單元層?？辈炱陂g，~，屬孔隙潛水類(lèi)型，水位隨季節(jié)變化。地下水對(duì)深基坑（）的開(kāi)挖和施工不利。應(yīng)根據(jù)不同的建（構(gòu)）筑物及其埋深和施工時(shí)的實(shí)際水位采取相應(yīng)的排降水措施。據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果判別，該廠區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)均具有中等腐蝕性。本場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為8度第一組。按《GB50012001》規(guī)范進(jìn)行液化判別，第2層的部分粉土和第3層細(xì)砂層為可液化土層，經(jīng)綜合評(píng)價(jià)該場(chǎng)地地基液化等級(jí)為中等。建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)，場(chǎng)區(qū)地形平坦，地貌類(lèi)型單一，無(wú)活動(dòng)斷裂，地層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分布不均勻，但具有相對(duì)連續(xù)性，物理力學(xué)性質(zhì)均勻，無(wú)不良地質(zhì)作用，穩(wěn)定性好，適宜建筑物的興建。 交通條件項(xiàng)目位置位于污水廠內(nèi)部，污水廠位于城區(qū)的東南部，廠外道路可直通高速公路，交通便利。 用水用電條件污水處理廠內(nèi)有相當(dāng)完善的給水、排水管道系統(tǒng)，可以滿足項(xiàng)目用水排水的要求。污水處理廠變壓器一基本處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，項(xiàng)目用電需要從附近變配電站重新接線并安裝變壓器。 用地條件現(xiàn)狀污水廠廠區(qū)東北部有控制預(yù)留用地，能滿足本次工程建設(shè)用地需要，且緊鄰廠區(qū)東南側(cè)現(xiàn)狀污泥處理設(shè)施，便于工程銜接。綜上所述，場(chǎng)址具備建設(shè)條件。第4章 污泥處理工藝方案 污泥熱解氣化工藝在污泥的處置方面，我國(guó)污泥處理起步較晚，污泥的處理方式主要是簡(jiǎn)單填埋、堆肥或者焚燒。由于污泥中含有一定量的重金屬、有機(jī)污染物和病原菌等，在堆肥農(nóng)用上具有一定環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，施用后需對(duì)施用污泥的土壤、地下水及作物等進(jìn)行長(zhǎng)期定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，且需控制其最大施用量及連續(xù)施用年限。填埋占用大量土地資源，不能徹底處理掉污泥；焚燒則需要消耗大量的能源，同時(shí)造成二次污染。污泥熱解氣化將污泥通過(guò)燃燒后制成清潔能源，并消除了二噁英的產(chǎn)生，變廢為寶，技術(shù)先進(jìn)且環(huán)保。%左右的污泥，采取深度脫水處理工藝干化至含水率60%以下，經(jīng)過(guò)造粒，輸送至熱解氣化裝置，經(jīng)一系列反應(yīng)完成熱解氣化過(guò)程，污泥的有機(jī)質(zhì)被全部熱解氣化成可燃?xì)怏w，剩余的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物殘?jiān)蝗紵扇墼?。最后，氣體從氣化裝置逸出，熔渣經(jīng)濕式灰盤(pán)和排渣系統(tǒng)排出。這樣，有害的污泥經(jīng)過(guò)脫水干化，造粒，熱解氣化等工藝處理，最后被徹底減量化、無(wú)害化和資源化。污泥最終的產(chǎn)出物為兩種：一是含一氧化碳、烷類(lèi)氣體和氫氣的可燃?xì)怏w；二是被燒熔的有機(jī)物殘?jiān)蜔o(wú)機(jī)物，統(tǒng)稱為殘?jiān)?。可燃?xì)怏w的成分主要是一氧化碳、烷類(lèi)氣體和氫氣，其熱值為800kcal/Nm3，成分及熱值報(bào)告見(jiàn)圖41，殘?jiān)慕M分是SiOCa等物質(zhì)，成分及含量見(jiàn)表41。圖41 工業(yè)化試驗(yàn)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的成分和熱值(800kcal/Nm3)經(jīng)過(guò)熱解氣化后污泥中各類(lèi)細(xì)菌病原菌被徹底殺滅，剩下的無(wú)機(jī)物被燒成熔渣了，污泥中所含的微量重金屬離子被高溫氧化或者包裹在燒熔的灰渣中，被徹底無(wú)害化處理了。經(jīng)過(guò)檢測(cè)分析其成分主要為Si、Ca、Fe和Al等元素。其成分如表41，爐渣可以用作磚骨料和水泥輔料等。表41 污泥熱解氣化后灰渣主要成分含量序號(hào)污泥灰渣成分含量(%)1Si2Ca3Fe4Al5C6K7P8Mg9Na10S污泥熱解氣化后的產(chǎn)出物經(jīng)過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)中國(guó)檢科院綜合檢測(cè)中心檢測(cè), TEQ /Nm3。二噁英的含量?jī)H有歐盟標(biāo)準(zhǔn)的1/4,檢測(cè)報(bào)告（一）項(xiàng)目技術(shù)路線描述熱解氣化：第一步，在燃燒段，通過(guò)初始化點(diǎn)火（使用煤等燃料）使裝置內(nèi)部溫度達(dá)到1100度左右，然后將預(yù)先晾干的污泥顆粒（含水率＜30%）倒入裝置內(nèi)，通過(guò)鼓風(fēng)設(shè)備向燃燒段輸送氧氣，在此狀態(tài)下，污泥顆粒被點(diǎn)燃，碳化和氣化，碳化產(chǎn)生的游離碳和氣化產(chǎn)生的氣體其中一部分發(fā)生燃燒，使裝置能夠持續(xù)保持一定的溫度，從而不再需要外界輔助能源來(lái)提供污泥發(fā)生干燥、干餾、碳化和氣化過(guò)程所需要的熱量。第二步，通過(guò)輸送帶將造粒后污泥顆粒源源不斷送入裝置直至裝滿整個(gè)裝置，由于顆粒狀的污泥之間有縫隙，可形成導(dǎo)流通道，通過(guò)這些導(dǎo)流通道，在燃燒段所產(chǎn)生熱量向氣化段，碳化段，干餾段和干燥段依次進(jìn)行擴(kuò)散。每經(jīng)過(guò)一段都會(huì)消耗大部分熱量，在達(dá)到相應(yīng)的溫度下，會(huì)發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)。到達(dá)干燥段時(shí)，溫度為80℃左右，在此溫度下不斷烘干脫去污泥顆粒的部分水份，污泥逐步變干燥，為發(fā)生干餾反應(yīng)做準(zhǔn)備。第三步，逐步變干燥后的污泥在溫度200℃~450℃的的烘烤下，由于大分子的有機(jī)物具有熱不穩(wěn)定性，發(fā)生干餾反應(yīng)，大分子有機(jī)物發(fā)生裂解生成大量烷類(lèi)（CmHn）氣體和少量焦油等可燃?xì)怏w及水蒸氣（H2O），這些氣體從上出氣端口逸出。從二噁英的分子結(jié)構(gòu)可知，氧和氯元素存在是二惡英生成的基本條件。污泥干餾過(guò)程中，完全處于缺氧狀態(tài)，經(jīng)干餾產(chǎn)生可燃?xì)怏w后的污泥又被碳化，然后在高溫狀態(tài)下與氧氣和水蒸汽進(jìn)行氧化與還原反應(yīng)生成一氧化碳，不屬污泥直接焚燒，因此避開(kāi)了產(chǎn)生二惡英的環(huán)境，能有效遏制了二惡英類(lèi)物質(zhì)的生成。第四步，經(jīng)過(guò)干餾后的污泥，在450℃1000℃和無(wú)氧狀態(tài)下有機(jī)質(zhì)發(fā)生碳化反應(yīng)，生成了游離碳。第五步，經(jīng)過(guò)干餾和碳化后污泥主要?dú)埩粑锸怯坞x炭和少量粘土等物質(zhì)，在1100℃1200℃溫度和水蒸氣的作用下，發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳（CO）、氫（H2）等可燃?xì)怏w，這些氣體從下出氣端口逸出，少量氣體通過(guò)導(dǎo)流通道也會(huì)從上出氣端口逸出。主要反應(yīng)如下： C + O2 = CO2 + 408840kJ/kmol C + 1/2O2 = CO + 123217 kJ/kmol CO2 + C = 2CO 162405 kJ/kmol C + H2O = CO + H2 118821 kJ/kmol C + 2H2O = CO2 + 2H2 75237 kJ/kmol第六步 污泥的有機(jī)物經(jīng)過(guò)干餾、碳化和氣化后，部分游離碳和可燃?xì)怏w被燃燒生成二氧化碳（CO2）和無(wú)機(jī)熔渣，為污泥熱解氣化整個(gè)過(guò)程持續(xù)不斷地提供熱量。此段溫度可達(dá)1300℃左右。經(jīng)過(guò)上述過(guò)程后，污泥中各類(lèi)細(xì)菌病原菌被徹底殺滅，剩下的無(wú)機(jī)物被燒成熔渣了。最后通過(guò)排渣設(shè)備從氣化裝置底部排除殘?jiān)?。第七?通過(guò)觀火孔觀察燃燒段的燃燒情況或者通過(guò)測(cè)溫系統(tǒng)燃燒段的溫度低于850℃后啟動(dòng)排渣設(shè)備進(jìn)行排渣，同時(shí)啟動(dòng)鼓風(fēng)系統(tǒng)增加進(jìn)風(fēng)量。這樣裝置內(nèi)污泥逐步下移，污泥會(huì)隨著渣的排出而依次經(jīng)歷干燥段、干餾段、碳化段、氣化段和燃燒段。造粒后的污泥從第二步開(kāi)始，周而復(fù)始進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。新型建筑材料的制作污泥焚燒后，產(chǎn)生的熱解氣用作燃料，焚燒灰做原材料與粘土混合制成新型建筑材料，即制磚。（二）技術(shù)路線如下圖所示： 圖1 污泥熱解氣化工業(yè)化處理流程圖 污泥熱解干餾氣化爐技術(shù)特點(diǎn)污泥熱解干餾氣化爐非常適用于我國(guó)污泥的“三化”處理，尤其適用于小型污泥處理場(chǎng)，并可同時(shí)進(jìn)行污水處理廠的污泥無(wú)害化處理、糞便無(wú)害化處理、餐飲業(yè)廚余的無(wú)害化處理。具有以下特點(diǎn)：（1）處理時(shí)間短：污泥、污泥連續(xù)進(jìn)入熱解干餾氣化爐全過(guò)程僅需30分鐘。（2）資源化效果最好：污泥、污泥采用熱解干餾氣化工藝處理時(shí)，分選工序先將可氣化物、土份及不可氣化物徹底分類(lèi)。可氣化物去熱解干餾氣化爐，產(chǎn)生的可燃?xì)怏w經(jīng)過(guò)凈化（提純、壓縮）形成可用氣體。土份和不可氣化物無(wú)機(jī)物制磚。資源化利用率最為徹底，可達(dá)到100%。（3）減量化顯著：城市污泥、污泥采用熱解干餾氣化工藝處理后，可氣化物可一次性減容85%以上。土份和不可氣化物再加上氣化后的灰渣100%制磚，整個(gè)處理工藝流程無(wú)需填埋。（4）原生污泥。污水處理廠脫水干化后的污泥直接進(jìn)入（篩選、分揀）烘干工藝后，可燃物在污泥、污泥坑堆放，無(wú)滲濾液排放。工藝氣體凈化，水循環(huán)利用，濃縮污水作制磚用工藝水，無(wú)需處理。（5）無(wú)害化徹底：污泥、污泥只需經(jīng)過(guò)30分鐘熱解干餾氣化處理，即可完成100%殺滅各種有害菌，完全去除臭味。（6）可實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)有利于環(huán)境保護(hù)：在處理工藝流程中所有生產(chǎn)過(guò)程均封閉，可以形成清潔生產(chǎn)，所產(chǎn)生可燃?xì)怏w、液體、廢渣全部綜合利用。（7）運(yùn)行費(fèi)用低：篩上物經(jīng)熱解干餾氣化方法處理，產(chǎn)生的可燃?xì)饨?jīng)過(guò)凈化、提純、壓縮形成可用氣體管道輸送，因此運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低。（8）處理工藝可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)、且實(shí)現(xiàn)了全封閉，不影響周邊環(huán)境。專(zhuān)業(yè)化設(shè)計(jì)的生產(chǎn)設(shè)備，可以組成各種規(guī)模的生產(chǎn)線，生產(chǎn)線設(shè)施全部封閉，并全部采用自動(dòng)化控制。（9）工藝系統(tǒng)和設(shè)備適應(yīng)能力強(qiáng)：日處理能力可組合成各種規(guī)模：熱解干餾氣化法工藝適用性廣，操作靈活，可建單一的綜合處理廠（熱解干餾氣化產(chǎn)生的可燃?xì)怏w作制磚燃料）。結(jié)合某市實(shí)際情況，推薦熱解干餾氣化爐作為某市