【文章內(nèi)容簡介】 2）項(xiàng)目主管單位：肥東縣建委；3）項(xiàng)目業(yè)主單位：安徽曄城生物科技開發(fā)有限公司4）技術(shù)支持單位：南京理工大學(xué)動力學(xué)院 項(xiàng)目業(yè)主單位概況安徽曄城生物科技開發(fā)有限公司（以下簡稱“公司”）是以充分利用可再生能源生物質(zhì)為基礎(chǔ)，為企業(yè)降低能源成本，減少大氣及環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)可循環(huán)經(jīng)濟(jì)為己任的一家專業(yè)公司。公司位于包拯的故鄉(xiāng)安徽省會合肥。這里交通便利，地理位置優(yōu)越。公司創(chuàng)始人，榮獲國家三項(xiàng)技術(shù)專利的陳寶林先生，一直致力于生物質(zhì)能替代化石能源燃燒及污泥無害化處置與生物質(zhì)循環(huán)再利用方面的開發(fā)與研究，三項(xiàng)技術(shù)專利號分別是：ZL2005 （送料鼓風(fēng)裝置）、（燃燒生物質(zhì)鍋爐送料、送風(fēng)噴口裝置）、（污泥生物質(zhì)焚燒系統(tǒng)）。經(jīng)過多年的工程實(shí)踐與技術(shù)積累，公司形成了鮮明的技術(shù)特色，由一系列專有技術(shù)和具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)組成了一個完整的在鍋爐上燃燒生物質(zhì)的技術(shù)體系，并與上海交通大學(xué)、南京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、等多所國內(nèi)知名高校建立了橫向合作關(guān)系。公司在鍋爐燃用生物質(zhì)能的技術(shù)改造工程中，在合肥地區(qū)、蚌埠市、全椒、和縣、六安市、涇縣、桐城，以及江蘇、廣西、湖北、黑龍江等地改燒了多臺4t/h至20t/h的鏈條爐排鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐，以及寧國發(fā)電廠35t/h鏈條爐排電站鍋爐。以上的工程改燒都取得了良好的效果，鍋爐出力正常，而且具有一定的超負(fù)荷工作能力，在同一時空條件下，鏈條鍋爐中燃燒生物質(zhì)比燃燒煤炭的出力可提高10%以上；在污泥的無害化處置上，利用“污泥生物質(zhì)焚燒系統(tǒng)”專利技術(shù)，達(dá)到了污泥的一次性無害化處置，大大降低了污泥焚燒的運(yùn)營成本，為合作企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了同合作企業(yè)的雙贏，同時也為國家每年節(jié)省大量的不可再生資源——煤炭約500000噸，減少了二氧化硫約5000噸和二氧化碳約1300000噸對大氣的排放，贏得良好的社會效益，對社會節(jié)能減排做出了偉大的貢獻(xiàn)，為造福子孫！ 擬建地點(diǎn)本項(xiàng)目廠址選在合肥市肥東縣污水處理廠，占用場地面積約670M2。 建設(shè)內(nèi)容、規(guī)模及投資 建設(shè)內(nèi)容新建污泥、生物質(zhì)混捏、造粒，干化、焚燒系統(tǒng)（污泥的無害化處置）。 規(guī)模本項(xiàng)目為污泥（生物質(zhì)）焚燒處置，其最終建設(shè)規(guī)模為：年污泥處置能力為：14400噸（每天40噸計）。 建設(shè)進(jìn)度 進(jìn)度表工 作 月項(xiàng) 目1234567可行性研究報告環(huán)評報告環(huán)評、可行性審批初步設(shè)計、審批施工圖設(shè)計設(shè)備訂貨土建施工設(shè)備、工藝安裝試車正式投產(chǎn) 投資概算建設(shè)總投資約338萬元（人民幣，下同）。資金來源為：自籌40%，融資60%。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號項(xiàng)目數(shù)量備注1處理污泥規(guī)模：（噸/年）144002消耗生物質(zhì)（噸/年）14403耗電量（105度/年）4耗水量（M3/年）5005服務(wù)年限（年）156占用場地（㎡）6707勞動定員（人）108總投資（萬元）3389其中：工程投資（萬元）10單位經(jīng)營成本（元/噸）主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2. 項(xiàng)目建設(shè)必要性由于污泥中含有大量的污染物質(zhì)，如重金屬、病原菌、寄生蟲、有機(jī)污染物及臭氣等。如不進(jìn)行無害化處理，必將對周邊環(huán)境，及周邊人民的生產(chǎn)生活帶來巨大災(zāi)難，甚至影響到肥東縣的整體形象。隨著人民群眾環(huán)保意識、可持續(xù)發(fā)展意識的提高，廣大人民群眾要求治理污泥給周邊環(huán)境帶來的影響的呼聲越來越大。因此，對污泥進(jìn)行無害化處置十分必要。本項(xiàng)目投運(yùn)后即可徹底解決中國宣紙集團(tuán)公司污水處理站的污泥問題，并真正做到一次性無害化處置。3. 污泥處理處置概況 污泥的最終處置主要方法主要有：海洋投棄、土地利用、污泥農(nóng)用、填埋、焚燒以及綜合利用等。污泥海洋投棄處置已經(jīng)明確地被禁止；污泥填埋并不能最終避免環(huán)境污染，只是延緩了環(huán)境污染產(chǎn)生的時間，填埋行為面臨著越來越嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，這使得僅僅反映直接建設(shè)投資及運(yùn)行成本的填埋處置方式的投資及運(yùn)營費(fèi)用趨于大幅度增加，許多國家已經(jīng)開始禁止污泥的土地填埋。 污泥處置的趨勢從早期的海洋投棄與填埋，走向土地利用(綠地、林地利用)、農(nóng)用，發(fā)展到污泥的熱處理（熱干化與焚燒），最終會走向資源回收再利用的方向。污泥處理處置的走向在很大程度上取決于各國政府有關(guān)的法律、法規(guī)和污染控制狀況；同時也與國家的大小和農(nóng)業(yè)發(fā)展情況有關(guān)。隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的逐次升級，焚燒處理所占的的比例也越來越大。4. 現(xiàn)有的污泥終端無害化處理技術(shù) 污泥焚燒處理以焚燒為核心的污泥處理技術(shù)是最徹底的污泥專業(yè)化處理方法。它可以使污泥中有機(jī)物全部碳化、燒死病原體，可以對含有重金屬或化學(xué)污染物的污泥實(shí)現(xiàn)完全的惰性化處理，可最大限度減少污染，且焚燒后產(chǎn)生的焚燒灰可以用做改良土壤、制作建材等。但是,現(xiàn)有的污泥焚燒處理技術(shù)的投資和日常的運(yùn)行費(fèi)用偏高，且處理系統(tǒng)的工藝技術(shù)非常復(fù)雜。 污泥熱干化處理是污泥處理技術(shù)中一種先進(jìn)和科學(xué)的處理方法。干化處理能使污泥顯著減容。經(jīng)過干化處理后的污泥體積可以減為原來的五分之一左右，產(chǎn)品穩(wěn)定，且無臭味、無病原體生物。干化處理后的污泥產(chǎn)品用途很多，可以用做肥料、土壤改良劑、替代能源等。污泥的單獨(dú)使用熱干化工藝來處理有以下優(yōu)點(diǎn)：可以減少污泥的體積，從而減少了儲存、處置和運(yùn)輸費(fèi)用；干燥處理后的污泥產(chǎn)品既可以用做肥料和土壤改良劑也可以用做其他工業(yè)工藝過程中原料或燃料；干燥后污泥無塵、無味，整個系統(tǒng)運(yùn)行安全、高效，且與污泥焚燒相比其投資和運(yùn)行成本較低。 其它處理方法以下技術(shù)由于各種原因并未廣泛應(yīng)用，主要有熔融技術(shù)、堿性穩(wěn)定化技術(shù)、低溫?zé)峤饧夹g(shù)、制取飼料技術(shù)、包埋技術(shù)、制取建材技術(shù)等。5. 現(xiàn)有污泥處理技術(shù)中的主要問題 主流技術(shù)污泥富含有害污染物，同時也含有一些有益成分，比如它本身含有化學(xué)能，干燥的污泥在燃燒時可放出大量的熱量；某些污泥富含有價值的有機(jī)組分或無機(jī)組分。目前有效的污泥無害化處理主流核心技術(shù)有兩大類：焚燒技術(shù)和熱干化處理，目標(biāo)是滅除病原體、消除化學(xué)污染物、固化重金屬等，同時在處置過程中不能造成新的污染（如二噁英、粉塵等）。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步將污泥處理后的產(chǎn)物資源化，如作為原料或燃料等使用。污泥含水量在75％～93％之間，它本身含有的化學(xué)能不足以完成所含水分的蒸發(fā)，所以，要將污泥深度干燥必須消耗外加熱量，這是污泥無害化必須支付的代價。 現(xiàn)有的熱干化技術(shù)早在20世紀(jì)40年代，工業(yè)化國家就已經(jīng)用直接加熱鼓式干燥器來干燥污泥。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，污泥熱干化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)正逐漸顯現(xiàn)出來： ，體積可減少4～5倍； ，污泥性狀大大改善； 　　，減輕了污泥有關(guān)的負(fù)面效應(yīng)，使處理后的污泥更易被接受； ，如作肥料、土壤改良劑、替代能源等。 污泥干化核心技術(shù)問題無論終端無害化處理意向是污泥作為燃料還是原料利用，污泥干化都是重要的第一步，所以污泥干化在整個污泥處置體系中處于核心地位。污泥熱干化技術(shù)中的幾個核心技術(shù)問題分述如下：① 污泥粘結(jié)問題 　　現(xiàn)有的污泥干化設(shè)備從進(jìn)料方式和產(chǎn)品形態(tài)上大致可以分為兩類：一種是采用干料返混系統(tǒng)，濕污泥在進(jìn)料前先與一定比例的干泥混合，含水率降至30%～40%，然后才進(jìn)入干燥器，產(chǎn)品為球狀顆粒，是結(jié)合干燥與造粒為一體的工藝；另一種是濕污泥直接進(jìn)料，產(chǎn)品多為粉末狀。 　　干燥不同的污泥，對設(shè)備的要求也不盡相同，這是因?yàn)槲勰嘣诟稍镞^程中有一特殊的膠粘相階段(含水率為60%左右)。在這一極窄的過渡段內(nèi)，污泥極易結(jié)塊，表面堅(jiān)硬、難以粉碎，而里面卻仍是稀泥，這為污泥的進(jìn)一步干燥和滅菌帶來極大困難。 ② 尾氣處理和臭味控制 污泥終端處理必須是環(huán)境安全的，不能產(chǎn)生二次污染。所以污泥干化技術(shù)必須重視尾氣處理和臭味控制。以熱風(fēng)為干燥劑直接干燥時，由于熱風(fēng)的量很大，使得尾氣處理成本非常高，這一缺陷使人們一度將興趣轉(zhuǎn)到了間接加熱系統(tǒng)上，后來發(fā)展出來的轉(zhuǎn)鼓式直接加熱工藝采用了氣體循環(huán)回用的設(shè)計，尾氣的量只有直接加熱系統(tǒng)的15％，相應(yīng)尾氣處理的負(fù)擔(dān)大幅度下降。無論是直接加熱或間接加熱系統(tǒng)，干燥設(shè)備內(nèi)部都采用適當(dāng)負(fù)壓，避免了臭氣的外泄，工廠的污泥倉、干燥車間、成品倉等構(gòu)筑物內(nèi)的氣體都抽走集中處理。 ③ 設(shè)備安全問題 在干燥器里，起火或爆炸事故相當(dāng)頻繁，令污泥干燥設(shè)備的安全性能倍受置疑?，F(xiàn)在，起火或爆炸的基本原因已經(jīng)明確，與爆炸有關(guān)的三個主要因素是氧氣濃度、粉塵濃度、以及顆粒的溫度。必須控制的安全要素是：氧氣含量＜12%；粉塵濃度＜60 g/m3；顆粒溫度＜110 ℃。 為了完全保障安全性，需要付出極高的設(shè)備成本。特別要指出的是，控制顆粒溫度是通過降低干燥劑溫度而實(shí)現(xiàn)參數(shù)控制的，這樣產(chǎn)生兩個問題：一是加大了干燥劑流量，使得干燥劑的輸送功耗以及尾氣處理量都大幅度增加，成本急劇上升；二是膠粘相階段停留時間延長，使得污泥粘結(jié)問題難以處理，影響設(shè)備的運(yùn)行可靠性。另外污泥干化還需考慮其它的安全因素：設(shè)計有濕污泥倉的工廠，必須考慮甲烷的產(chǎn)生而盡量減少濕泥的貯存時間，在安德里茲的設(shè)計中將濕泥倉中甲烷濃度控制在1%以下；干泥倉的安全同樣受到重視，為防止自燃，干泥顆粒的溫度必須控制在40 ℃以下。 現(xiàn)有的直接焚燒技術(shù)污泥的含水量高，直接焚燒時，污泥所含的化學(xué)能甚至不足以維持所含水分的蒸發(fā)，所以對于高含水率的污泥，必須加入其它燃料，同時對燃燒室進(jìn)行特殊的絕熱設(shè)計，才能保證足夠高的焚燒溫度。當(dāng)前濕污泥直接焚燒的主流技術(shù)是：與煤混燒，同時必須采用油氣助燃，所用的燃燒方式主要有循環(huán)流化床混燒、煤粉混燒、造粒后在火床爐內(nèi)混燒。隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)趨于嚴(yán)苛，焚燒處理的成本也越來越高，實(shí)際上，焚燒處理的成本幾乎完全受排放標(biāo)準(zhǔn)的制約，幾個控制性指標(biāo)有： 二噁英問題二噁英是一類劇毒物質(zhì)，其急性毒性相當(dāng)于氰化鉀的1000倍，大量的動物實(shí)驗(yàn)表明很低濃度的二噁英類就對動物表現(xiàn)出致死效應(yīng)。二噁英類屬于高度持久性化合物，對土壤和底泥具有強(qiáng)烈的親和性，很容易在生物組織中積累。醫(yī)療及工業(yè)固體廢棄物焚燒爐是主要的二噁英類排放源，國外已經(jīng)發(fā)生過多起強(qiáng)制關(guān)閉焚燒爐的事件。近年甚至在普通紙張中發(fā)現(xiàn)微量的二噁英，一度引起恐慌。要在常規(guī)焚燒爐系統(tǒng)中控制二噁英的排放，以下技術(shù)措施是必須的： a. 每臺焚燒爐至少設(shè)置1套柴油燃油輔助燃燒系統(tǒng)； b 使用技術(shù)成熟可靠的爐膛和爐排結(jié)構(gòu)，使垃圾在焚燒爐中得以充分燃燒，以減少二噁英的濃度； c 通過良好的燃燒控制，火焰中心煙氣溫度不低于1300℃，爐膛出口煙氣溫度不低于850℃，煙氣在爐膛內(nèi)的停留時間不少于2秒，爐膛出口O2濃度不少于6%，以上技術(shù)措施可使原生二噁英絕大部分得以分解； d. 盡量縮短煙氣在處理和排放過程中處于300～500℃區(qū)域的時間，控制排煙溫度不超過200℃。 重金屬問題重點(diǎn)是收集煙氣中的飛灰粒子。 惡臭問題嚴(yán)格控制整個濕污泥系統(tǒng)以及爐膛內(nèi)都處于可靠的負(fù)壓狀態(tài)，以保證處理現(xiàn)場無惡臭外溢，這需要增加相應(yīng)的設(shè)備投資和精細(xì)的運(yùn)行管理；同時燃燒室內(nèi)必須維持高溫，爐膛出口煙氣溫度不低于850℃，以保證消除煙氣的惡臭。6. 肥東縣市政污泥焚燒方案設(shè)計 方案說明 工藝流程設(shè)計說明：以專利技術(shù)為基礎(chǔ)的流程設(shè)計我公司通過長期的技術(shù)積累，形成了專利技術(shù)：污泥生物質(zhì)焚燒系統(tǒng)（已授權(quán)，專利號：），以該專利技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合項(xiàng)目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)計的中水污泥處理流程如下圖：凝結(jié)水水蒸汽熱汽循環(huán)汽尾氣干顆粒濕顆粒污泥倉干粉倉混捏機(jī)造粒機(jī)熱干化爐污泥焚燒鍋爐換熱器流程說明：污泥與干粉在混捏機(jī)中混合均勻，進(jìn)入造粒機(jī)中制出濕顆粒，再進(jìn)入熱干化爐完成干化，干化熱源為循環(huán)汽；循環(huán)汽由換熱器加熱，加熱熱源為來自污泥焚燒鍋爐的飽和蒸汽，其凝結(jié)水通過疏水閥回流到鍋爐房軟水箱；熱干化爐產(chǎn)生的大量水汽進(jìn)入循環(huán)汽中，循環(huán)汽設(shè)置一個乏氣排放支路，以維持循環(huán)汽的總量平衡。乏氣直接由乏氣風(fēng)機(jī)排出到污泥焚燒鍋爐爐膛，作為二次風(fēng)使用。熱干化后的中水污泥顆粒的含水率低于20％，通過對中國宣紙集團(tuán)公司的提供的中水污泥樣品制取的含水率為20％的檢材的實(shí)驗(yàn)室觀察證實(shí)，這種污泥可以在大氣環(huán)境中存放，3天內(nèi)不散發(fā)臭味。熱干化后的中水污泥顆?？梢灾苯幼鳛槲勰喾贌仩t的燃料使用，這部分燃料在污泥焚燒鍋爐中產(chǎn)出的飽和蒸汽，可以滿足干化熱源的需求。 技術(shù)特征 獨(dú)特的造粒技術(shù)利用廉價的生物質(zhì)粉末，充分利用污泥的生物特性和生物質(zhì)粉末的吸水性，直接混捏造粒，該成型技術(shù)工藝路線簡潔，圓滿解決了污泥粘結(jié)問題，所制顆粒具有良好的冷態(tài)強(qiáng)度。 高效安全的熱干化工藝開發(fā)了過熱蒸汽干燥技術(shù)，惰性干燥劑徹底杜絕了安全隱患，同時以水蒸氣為干燥劑，還能減少傳質(zhì)阻力，極大地加快蒸發(fā)過程，在提高生產(chǎn)率的同時大幅度降低了熱干化成本。多余的干燥尾氣直接送入污泥焚燒鍋爐爐膛，有效解決了污泥的惡臭問題。 廉價的焚燒工藝熱干化后的“生物質(zhì)—污泥”顆粒直接在污泥焚燒鍋爐鏈條爐排上完成燃燒過程，具有燃燒溫度高（1200℃以上的火床燃燒溫度和1300℃以上的爐膛火焰中心溫度）、飛灰份額?。ㄐ∮?％，在所有的燃燒方式中具有最小的飛灰份額）等特殊優(yōu)點(diǎn)，有效的控制了二噁英和重金屬的排放，徹底做到了污泥處置無害化，大幅度降低了煙氣凈化系統(tǒng)投資及運(yùn)營成本。 節(jié)省化石能源利用生物質(zhì)焚燒污泥，并將爐膛火焰中心溫度燃燒到1300℃以上，尾部煙氣不需要用柴油、天然氣進(jìn)行二次燃燒處理后排放，節(jié)省了大量的不可再生的化石能源。 過程說明 尾氣尾氣作為鍋爐的二次風(fēng)使用，所含有害組分在爐膛內(nèi)完成分解和燃燒