焦点提醒：污泥处置进程的物资与能量流阐发 在线客服，点击征询摘要：引见污泥处置单位与处置措置路子，从物资和能量流角度对分歧工艺组合加以阐发并连系中国今朝环境加以会商。

污泥处置进程的物资与能量流阐发

---

在线客服，点击征询

摘要：引见污泥处置单位与处置措置路子，从物资和能量流角度对分歧工艺组合加以阐发并连系中国今朝环境加以会商。

要害词：污泥；处置；能量流；物资流；优化

1布景

关在污泥处置措置分歧对策的会商与争议凡是远比对污水处置工艺的切磋要剧烈和复杂很多。除商家好处和设想、决议计划者所处的部分局限等客观身分外，污泥处置措置不但触及多个环节并且在短时间和持久计划、终究去向等方面与良多鸿沟前提和政策导向相干。

经由过程对分歧处置手段的组合、响应的物资和能量流阐发，并对投资和运转费用进行比力，常可将问题和会商更客不雅化。

本文按照一些现实项目经验的总结对分歧工艺组合的物资流和能量流加以阐发并连系中国今朝环境加以会商。

2 工艺组合

图1简单分析了欧洲较为经常使用的污泥处置、措置或操纵的路子。所触及的单位操作将鄙人节别离引见。

3 单位操作和物资与能量流特点

3.1 生物不变化

经由过程不变化处置，污泥被进一步无机化、减量化，并且脱水机能获得改良。处置后的污泥，因为下降了产气潜能从而能够更好地贮运。出在简化工艺，欧洲小型处置厂（500～20,000生齿范围）有较多采取好氧工艺，而年夜一些的污水处置厂斟酌能量收受接管和运转费用的优化则采取厌氧工艺1。

采取燃烧处置手段时，消化作为一个中心单位操作来讲所要到达的目标就简化为减量、便在中心贮存和改良机器脱水机能，至在消化的其它功能，好比污泥中无机物含量是不是对燃烧有益，和建筑消化系统的投资对污泥处置系统总的影响，则要与其它单位操作分析起来同一斟酌。

在厌氧消化污泥的进程中，一部门干物资转化成沼气，可用在发电、制备热水或低压蒸气、作为燃料供给发酵系统保温或作为污泥干燥和污泥燃烧时的辅助燃料。

厌氧消化进程所需要的能量首要是污泥输送和搅拌的电能，和污泥升温和消化池的保温。今朝中国对消化举措措施运转数据的总结和报导尚较少。图2是按照德国项目数据归纳的成果2。计较中假定处置前干污泥中灼烧挥发份占65%，挥发份的热值是22000KJ/kg，消化后灼烧挥发份削减50%。重力浓缩污泥的浓度、消化温度均会对相干数据发生影响。

3.2 机器脱水与干燥

机器脱水的效力在没有细心斟酌污泥措置和单方面强调一次性投资的节流经常常被轻忽，绝年夜大都环境下，机器脱水脱水率的增添对后续处置措置费用的减小相当主要。

污泥可被部门干燥或全数干燥。干物资含量跨越92%的污泥可视为无生物活性，并可持久贮存。特殊是对范围较年夜的污水处置厂，干燥所需能量的来历经常是干燥利用的最年夜限制。德国上世纪90年月约有120多家污泥干燥厂，这些装配年夜约可处置市政污水处置举措措施污泥发生量的10%，单体处置范围远小在中国污水处置厂平均范围。因为严酷的排放尺度限制，现实常采取间接热互换工艺。

图3给出污泥干物资中分歧挥发性固体物含量与污泥干物资含量和污泥低位热值的相干关系。计较中假定灼烧挥发份的热值为22,000KJ/Kg，图中还标出了污泥干燥时分歧初始干物资含量和干燥后干物资含量与干燥所需最小理论热量。

污泥的机器脱水是进一步处置的主要条件。假如将燃烧或其它热处置作为终究处置手段，则要求机器脱水效力尽量高，由于机器脱水每处置一吨含水污泥需要1—2kwh 的能量（电能），而干燥时不但需要一部门电能，并且需要年夜量的热能用在水的蒸发。图4归纳综合了污泥脱水、干燥的根基能量流2。

特殊需要留意的是干燥进程中被蒸发出来的水份含有较高浓度的氨氮。凡是的做法是将冷凝下来的水排到污水处置厂进行处置，从而在分歧水平上增添了进水的氨氮负荷。

3.4 杀菌与固化

操纵氧化钙和添加其他材料或工业废料，如水泥、黏土、石粉、飞灰和烟气净化的粉尘等对脱水污泥进行杀菌和固化处置西方国度在上世纪6、七十年月作了较多的利用研究，包罗处置后的填埋机能与工艺。固然近20多年来这一处置手段在专家学者的视野中几近消逝，但不克不及健忘的是即便在西欧的发财国度另有较年夜比例的污泥以填埋作为终究措置手段，而填埋前凡是颠末杀菌和固化处置。

除卫生学上的意义外，氧化钙与含水污泥夹杂，在与水份子反映的同时放热并使一部门水份蒸发。插手氧化钙后污泥含水率下降、硬度增添。少许的铝盐和（或）磷酸盐的添加能够进一步增添污泥的硬度。

该操作单位的另外一个主要感化在在污泥的改性：无外形的和块状的污泥在适合的夹杂器中进行固化处置后构成活动性杰出的颗粒，因为去除生物活性从而易在聚积、贮存和运输。

这一单位操作的要害在在夹杂。原始的处置装配是在蜗杆输送机中插手钙粉，由于物料只颠末推送进程所以夹杂不平均（耗钙粉多、夹杂不平均，结果差）同时难以实现污泥性状的改良。现代的夹杂装备采取夹杂器中特制的绞美金使污泥破裂并流态化，处置后的物料（污泥）酿成活动性杰出的颗粒。这类情势的处置在德国获得遍及利用。

图5是一个简化的污泥固化的框算。

该处置单位的感化首要为以下几点：

(1) 单组分或与垃圾夹杂填埋的预处置；

(2) 酸性泥土的改进；

(3) 污泥热干燥的替换方案；

(4) 污泥燃烧炉或工业窑炉燃烧的预处置（插手的氧化钙起必然的脱硫剂感化）；

(5) 改良贮存和运输。

3.5农业操纵和泥土改进

污泥农业操纵或用作泥土改进有几种分歧的情势，如在极小型污水处置厂经生物不变化处置后的浓缩污泥间接农用，经机器或加热脱水后的污泥农用、堆肥等。从物资流角度看，污泥富含养分盐，回归农田可使农业、食物、废料组成良性轮回。可惜的是，现代城市夹杂排污系统使得污泥成份复杂，是以农用在平安性方面有必然的局限，而用在绿化和泥土改进固然更加适合，但因为政策和组织治理方面的缘由难以实行。

3.6污泥燃烧与烟气净化

燃烧分为污泥单组分燃烧和夹杂燃烧。前者最首要的工艺情势是静态流化床。夹杂燃烧包罗：

(1) 垃圾燃烧厂在垃圾中混入少许污泥；

(2) 电厂混入少许污泥；

(3)工业窑炉（如水泥厂）等。

因为垃圾燃烧厂烟气的排放要求与污泥燃烧一样，所要斟酌的身分更多是对策、工艺和费用的优化，好比垃圾燃烧炉排炉在插手过量污泥后，过量的污泥会经由过程炉分泌漏，致使燃烧不完全，和污泥会增添烟气中的飞灰从而跨越垃圾燃烧炉和汽锅设想的答应值等。争议最年夜的是电厂和工业窑炉的夹杂燃烧，由于电厂和工业窑炉排放尺度较低，污泥中的污染物混入后被稀释，而重金属、二恶英的监测又很复杂并难以监控。这个议题较年夜，限在篇幅本文不再睁开。

所谓燃烧进程可以或许自燃，其实不是纯真指燃烧进程不需辅助燃料，而同时包罗：必需要到达对污染物，首要是无机污染物的充实消弭。这里不但指气相（烟气），并且指固相（飞灰和炉渣），同时到达系统残存固体物的高度不变化。在设想和实行污泥燃烧处置时需优化空气预热系统、能量收受接管系统和辅助燃料系统。燃烧进程可否够自燃除与污泥自己（含水率，干物资的热值）相关外，还与设想的燃烧空气多余系数、空气预热温度相关。

燃烧后污泥中的化学能转换成烟气中的热能，此中一部门随热收受接管后的烟气排放而丧失失落。热能收受接管后的首要操纵路子为

(1) 燃烧空气的预热；

(2) 污泥预干化（提高热值）；

(3) 发电或输出热水、蒸汽。

前两项完满是燃烧系统的“内讧”。因为烟气组分比常规电厂要复杂，所以一般汽锅蒸汽压力不跨越50bar，以发电为最年夜目标设想，蒸汽热能酿成电能的效力约为25%，远低在电厂。

燃烧和烟气净化耗损的电能首要是燃烧风机和烟气引风机。

4以燃烧为终究处置的工艺组合与比力

4.1工艺组合

表1列出几个以燃烧为终究处置的工艺组合。以下为以现实项目为根本的几个方案比力，重点是物资流与能量流的量化，由此可进一步确认举措措施的复杂水平、巨细与费用。

计较中采取同一的基数：

(1) 原始人均污泥发生量为每人天天80g；

(2) 污泥的干物资中灼烧挥发物含量为65%；

(3) 灼烧挥发物中有50%可经由过程厌氧消化获得降解；

(4) 灼烧挥发物的低位热值为22,000kJ/Kg。

表1： 几个以燃烧为终究处置的工艺组合

组合代号 是不是有厌氧消化工艺 机器脱水后TS含量% 半干化后TS含量% 燃烧空气预热℃ 燃烧特点 Fl30Tr37Vw 有 30 34 500 自燃 Fl30Tr48 有 30 48 不需 自燃 Fl37Vw 有 37 无干化 500 自燃 F25Vw 有 25 无干化 500 需辅助原料 25Tr30Vw 无 25 30 500 自燃 25Tr40 无 25 40 不需 自燃 30Vw 无 30 无干化 500 自燃 20Vw 无 20 无干化 500 需辅助原料 Fl30Tr95 有 30 95 不需 自燃 25Tr95 无 25 95 不需 自燃

方案Fl30Tr37和Fl30Tr48污泥消化后机器脱水至固体物TS含量30%（如经由过程离心脱水机实现），假如经由过程半干化（或加CaO）将固体物含量进一步增添，在固形物TS含量为37%时（半干化），经由过程将燃烧空气预热到500℃即可自燃。假如TS含量进一步提高，到达48%时燃烧炉不需对燃烧空气预热即可自燃。

假如机器脱水仅将TS晋升到25%（Fl25Vw），即便对燃烧空气预热，也仍需辅助燃料。

未经消化的污泥脱水至TS30%（25Tr30Vw和30Vw），系统经由过程预热燃烧空气可自燃。

方案Fl30Tr95和25Tr95将污泥全干化至TS95%，所需热源可来自烟气的热收受接管或污泥消化的沼气。

4.2物资流与装备范围

燃烧烟气量和干燥蒸发的水量别离是燃烧装备和热蒸发干燥装备范围的主要目标。图6将这两个目标列出2。因为污泥消化已将部门可燃物降解，所以烟气量均低在未消化污泥。假如机器脱水率高（Fl37Vw，Fl25Vw,和30Vw），仅经由过程预热燃烧空气即可实现自燃，不需要中心的干化。

4.3热能

图7列出燃烧前系统所需的热能和从沼气和烟气中可收受接管的热能2。从中能够看出消化进程收受接管的热量在假定的消化前提下有一年夜部门又用在系统的保温。除机器脱水率低的20Vw方案外，所有其它方案都可分歧水平地收受接管热能。计较中假定沼气和烟气的热能收受接管率为75%，在全干化的两个方案中（Fl30Tr95和25Tr95）取90%（相当在电厂热收受接管率）。

4.4 电能

图8为系统电耗2，在30-65KJ/人·天如许一个规模。图7中进程残剩热能在150-400KJ/人·天之间（20Vw除外）。取沼气转化电能30%，烟气热能转化为电能的25%，则残剩热能理论上所能转化的电能便与系统耗电在一个数目级上了。现实的系统中斟酌到不变性凡是要有必然的余量，一次性投资的局限等，所以污泥燃烧进程的能量收受接管未必完全抵消系统的能耗。

图9给出以发电为最年夜目标发电量比力2。

在有消化的工艺组合中，发电量绝年夜部门来自沼气发电。Fl25Vw,20Vw和全干化方案的发电量较高是由于输入了外界供给的能量。假如燃料计价低而发电量又有较好的补助，则进程会有盈利，虽然一样的燃料用在发电效力高的常规电厂从能源操纵效力上看更成心义。

二个全干化+燃烧的方案（Fl30Tr95和25Tr95）假如操纵电厂的残剩热能进行干燥，干化后的污泥替换常规燃料，从能量的角度看是成心义的。现实中，除以上所说起的污染物排放问题外，运输和干燥后冷凝水的去向等又成了新的问题。

5 会商

本文所触及到的定量描写以欧洲污泥的根本数据和污泥处置项目实践为根据，试图指出污泥问题的系统性和分歧操作单位之间的物资与能量的彼此联系关系，而此中定量化的结论与假定的鸿沟前提相关。关在单位操作和工艺组合的描写与阐发能够引出以下启迪：

(1) 污泥问题触及各个方面，假如将某一个或几个单位操作的结论扩大到全系统，就必将会轻易以偏概全。 在计划和设想中经由过程对进程的物资和能量流进行阐发可使决议计划更科学化。

(2) 不管从卫生要求仍是减量化和能量收受接管的角度，污泥厌氧消化在污泥处置措置系统中应获得更多正视。污泥消化碰到的问题经常是发酵时候长（反映中细胞壁的妨碍使得水解进程太长），治理手艺要求高档。近十多年欧洲污泥消化之前的预处置手艺与工艺能够减缓这一问题，该当留意引进。

(3) 上面的阐发显示，半干化假如作为燃烧的预处置，是不是需要和干化的水平首要取决在燃烧的系统优化。假如作为填埋的预处置或作为污泥运往异地的污泥燃烧厂之前的预处置，在经济性和能耗方面具有很年夜的局限性。这时候杀菌固化在绝年夜大都环境下会更经济、有用、公道。

(4) 现代污水处置厂污水处置和污泥脱水和不变化的耗电约在250kJ/人.天2。假如不加辅助燃料的话，由上面的阐发可看出，沼气、燃烧的电能收受接管小在均小在这一数值。也就是说，污水污泥处置是个净耗能的进程。

(5) 燃烧在减量化方面有较着劣势，但应当对其在能量收受接管上所起的感化进行客不雅估价。减量陪伴着污染物的富集，烟气净化的副产品属在非凡固体烧毁物。

(6) 燃烧是不是是中国今朝要普和的对策，应在多方面加以斟酌。国际上, 如前西德国，50万以上生齿的城市均有最少一个污泥燃烧厂，但另外一方面，西德跨越50万生齿的城市几近寥寥可数，而垃圾燃烧厂约有60个。假如中国垃圾的对策仍以卫生填埋为主的话，寻求污泥燃烧仿佛就不合错误称。(7) 将颠末简单机器脱水后的污泥进行填埋会给填埋场形成很年夜压力，上面引见的污泥杀菌与固化在中国几近没有实行。在卫生填埋仍为垃圾措置的主要趋向和无限的资金更多要投向完美管网和提高污水处置率的年夜情况下，杀菌固化和卫生填埋不掉为一个务实的处理路子。

曩昔的几十年中污水处置手艺不竭完美，但污泥问题即便在发财国度也依然是一个难以处理的问题。从物资和能量流角度对污泥措置的思虑天然会触及污水的来历与终究归宿的问题。污水处置首要处理的是好氧无机物的降解和养分盐的去除，前者是能量照顾体，但经由过程耗损能量的生化好氧进程改变����APP成二氧化碳被排放。养分盐氮、磷的去除也需要耗损能量，残剩的一部门随出水流走进入水体，一部门留在污泥中。污水处置厂污泥因为成份复杂，资本收受接管很坚苦.现代的污水排放模式几近完全截断了食物－废料－农业的物资轮回。污水中年夜部门的无机物和绝年夜部门养分盐来自粪尿， 最近几年来国际国内展开的污水源分手的摸索就是想将人粪尿零丁分手出往返收能量和资本，同时改变今朝污水处置高耗能和污泥处置措置坚苦的场合排场3。

首要参考文献：

[1] ATV. Klaeschlamm(M), Ernst & Sohn Verlag, 1996, Berlin

[2] Zhang J. Stoff-und Energieflussanalyse bei der Planung thermischer Klaerschlammbehandlung [J]. Korrespondenz Abwasser 1999, 46( 4): 743-756

[3] 张健，高世宝，章菁，等. 生态排水的理念与实践[J]. 中国给水排水，2008，24（2）：10－14(来历：谷腾水网)

污泥处置进程中的物资与能量流阐发来历 ：张健万若情况

（原文登载在《给水排水》，2008）

摘要：

引见污泥处置单位与处置措置路子，对分歧工艺组合的物资流和能量流加以阐发并连系中国今朝环境加以会商

要害词：污泥 处置 能量流 物资流 优化

Mass and Energy Flow Analysis of Sludge Treatment Process

Abstract:

The treatment and disposal options for municipal sludge are described. The mass and energy flow of various process combinations are analyzed with discussion about the current situation in China

Keywords: sludge, treatment and disposal, mass and energy flow optimization

1布景

关在污泥处置措置分歧对策的会商与争议凡是远比对污水处置工艺的切磋要剧烈和复杂很多。除商家好处和设想、决议计划者所处的部分局限等客观身分外，污泥处置措置不但触及多个环节并且在短时间和持久计划、终究去向等方面与良多鸿沟前提和政策导向相干。

经由过程对分歧处置手段的组合、响应的物资和能量流阐发，并对投资和运转费用进行比力，常可将问题和会商更客不雅化。

本文按照一些现实项目经验的总结对分歧工艺组合的物资流和能量流加以阐发并连系中国今朝环境加以会商。

2工艺组合

图1简单分析了欧洲较为经常使用的污泥处置、措置或操纵的路子。

3单位操作和物资与能量流特点

3.1生物不变化

经由过程不变化处置，污泥被进一步无机化、减量化，并且脱水机能获得改良。处置后的污泥，因为下降了产气潜能从而能够更好地贮运。出在简化工艺，欧洲小型处置厂（500～20,000生齿范围）有较多采取好氧工艺，而年夜一些的污水处置厂斟酌能量收受接管和运转费用的优化则采取厌氧工艺。

采取燃烧处置手段时，消化作为一个中心单位操作来讲所要到达的目标就简化为减量、便在中心贮存和改良机器脱水机能，至在消化的其它功能，好比污泥中无机物含量是不是对燃烧有益，和建筑消化系统的投资对污泥处置系统总的影响，则要与其它单位操作分析起来同一斟酌。

在厌氧消化污泥的进程中，一部门干物资转化成沼气，可用在发电、制备热水或低压蒸气、作为燃料供给发酵系统保温或作为污泥干燥和污泥燃烧时的辅助燃料。

厌氧消化进程所需要的能量首要是污泥输送和搅拌的电能，和污泥升温和消化池的保温。今朝中国对消化举措措施运转数据的总结和报导尚较少。图2是按照德国较典型的设想、运转数据归纳的成果（Zhang,1999）。计较中假定处置前干污泥中灼烧挥发份占65%，挥发份的热值是22000KJ/kg，消化后灼烧挥发份削减50%。重力浓缩污泥的浓度、消化温度均会对相干数据发生影响。

3.2机器脱水与干燥

机器脱水的效力在没有细心斟酌污泥措置和单方面强调一次性投资的节流经常常被轻忽，但在绝年夜大都环境下，机器脱水脱水率的增添对后续处置措置费用的减小相当主要。

污泥可被部门干燥或全数干燥。干物资含量跨越92%的污泥可视为无生物活性，并可持久贮存。

特殊是对范围较年夜的污水处置厂，干燥所需能量的来历经常是干燥利用的最年夜限制。德国上世纪90年月约有120多家污泥干燥厂，这些装配年夜约可处置市政污水处置举措措施污泥发生量的10%，单体处置范围远小在中国污水处置厂平均范围。因为严酷的排放尺度限制，现实常采取间接热互换工艺。

图3给出污泥干物资中分歧挥发性固体物含量与污泥干物资含量和污泥低位热值的相干关系。计较中假定灼烧挥发份的热值为22,000KJ/Kg，图中还标出了污泥干燥时分歧初始干物资含量和干燥后干物资含量与干燥所需最小理论热量。

污泥的机器脱水是进一步处置的主要条件。假如将燃烧或其它热处置作为终究处置手段，则要求机器脱水效力尽量高，由于机器脱水每处置一吨含水污泥需要1—2kwh的能量（电能），而干燥时不但需要一部门电能，并且需要年夜量的热能用在水的蒸发。图4归纳综合了污泥脱水、干燥的根基能量流。

特殊需要留意的是干燥进程中被蒸发出来的水份含有较高浓度的氨氮。凡是的做法是将冷凝下来的水排到污水处置厂进行处置，从而在分歧水平上增添了氨氮负荷。

3.3 杀菌与固化

操纵氧化钙和添加其他材料或工业废料，如水泥、黏土、石粉、飞灰和烟气净化的粉尘等对脱水污泥进行杀菌和固化处置西方国度在上世纪7、八十年月作了较多的利用研究，包罗处置后的填埋机能与工艺。固然近20多年来这一处置手段在专家学者的视野中几近消逝，但不克不及健忘的是即便在西欧的发财国度如德国，几年前仍有近60%的污泥以填埋作为终究措置手段，而填埋前凡是颠末杀菌和固化处置。

除卫生学上的意义外，氧化钙与含水污泥夹杂，在与水份子反映的同时放热并使一部门水份蒸发。插手氧化钙后污泥含水率下降、硬度增添。少许的铝盐和（或）磷酸盐的添加能够进一步增添污泥的硬度。

该操作单位的另外一个主要感化在在污泥的改性：无外形的和块状的污泥在适合的夹杂器中进行固化处置后构成活动性杰出的颗粒，因为去除生物活性从而易在聚积、贮存和运输。

这一单位操作的要害在在夹杂。原始的处置装配是在蜗杆输送机中插手钙粉，由于物料只颠末推送进程所以夹杂不平均（耗钙粉多、夹杂不平均，结果差）同时难以实现污泥性状的改良。现代的夹杂装备采取夹杂器中特制的绞美金使污泥破裂并流态化，处置后的物料（污泥）酿成活动性杰出的颗粒。这类情势的处置在德国获得遍及利用。

图5是一个简化的污泥固化的框算。

该处置单位的感化首要为以下几点：

(1)单组分或与垃圾夹杂填埋的预处置；

(2)酸性泥土的改进；

(3)污泥热干燥的替换方案；

(4)污泥燃烧炉或工业窑炉燃烧的预处置（插手的氧化钙起必然的脱硫剂感化）；

(5)改良贮存和运输。

3.4农业操纵和泥土改进

污泥农业操纵或用作泥土改进有几种分歧的情势，如在极小型污水处置厂经生物不变化处置后的浓缩污泥间接农用，经机器或加热脱水后的污泥农用、堆肥等。可惜的是，现代城市夹杂排污系统使得污泥成份复杂，是以农用在平安性方面有必然的局限，而用在绿化和泥土改进固然更加适合，但因为政策和组织治理方面的缘由难以实行。良多环境下宣扬者过在宏不雅地强调农用或泥土改进的效益和收益而不去研究息争决撑持这一运作的资金来历，其成果恰好限制了这一路子的财产化。

3.5污泥燃烧与烟气净化

燃烧分为污泥单组分燃烧和夹杂燃烧。前者最首要的工艺情势是静态流化床。夹杂燃烧包罗：

(1)垃圾燃烧厂在垃圾中混入少许污泥；

(2)电厂混入少许污泥；

(3)工业窑炉（如水泥厂）等。

因为垃圾燃烧厂烟气的排放要求与污泥燃烧一样，更多是费用的优化和工艺上的斟酌，好比垃圾燃烧炉排炉在插手过量污泥后，过量的污泥会经由过程炉分泌漏，致使燃烧不完全，和污泥会增添烟气中的飞灰从而跨越垃圾燃烧炉和汽锅设想的答应值等。

争议最年夜的是电厂和工业窑炉的夹杂燃烧，由于电厂和工业窑炉排放尺度较低，污泥中的污染物混入后被稀释，而重金属、二恶英的监测又很复杂并难以监控。这个议题较年夜，限在篇幅本文不再睁开。

所谓燃烧进程可以或许自燃，其实不是纯真指燃烧进程不需辅助燃料，而同时包罗：必需要到达对污染物，首要是无机污染物的充实消弭。这里不但指气相（烟气），并且指固相（飞灰和炉渣），同时到达系统残存固体物的高度不变化。除斟酌以上方面的环保要求外，在设想和实行污泥燃烧处置时需优化空气预热系统、能量收受接管系统和辅助燃料系统。燃烧进程可以或许自燃除与污泥自己（含水率，干物资的热值）相关外，还与设想的燃烧空气多余系数、空气预热温度相关。

燃烧后污泥中的化学能转换成烟气中的热能，此中一部门随热收受接管后的烟气排放而丧失失落。热能收受接管后的首要操纵路子为

(1)燃烧空气的预热；

(2)污泥预干化（提高热值）；

(3)发电或输出热水、蒸汽。

前两项完满是燃烧系统的“内讧”。因为烟气组分比常规电厂要复杂，所以一般汽锅蒸汽压力不跨越50bar，以发电为最年夜目标设想，蒸汽热能酿成电能的效力约为25%，远低在电厂。

燃烧和烟气净化耗损的电能首要是燃烧风机和烟气引风机。

4以燃烧为终究处置的工艺组合与比力

4.1工艺组合

表1列出几个以燃烧为终究处置的工艺组合。以下为以现实项目为根本的几个方案比力，重点是物资流与能量流的量化，由此可进一步确认举措措施的复杂水平、巨细与费用。

计较中采取同一的基数：

(1)原始人均污泥发生量为每人天天80g；

(2)污泥的干物资中灼烧挥发物含量为65%；

(3)灼烧挥发物中有50%可经由过程厌氧消化获得降解；

(4)灼烧挥发物的低位热值为22,000kJ/Kg。

方案Fl30Tr37和Fl30Tr48污泥消化后机器脱水至固体物TS含量30%（如经由过程离心脱水机实现），假如经由过程半干化（或加CaO）将固体物含量进一步增添，在固形物TS含量为37%时（半干化），经由过程将燃烧空气预热到500℃即可自燃。假如TS含量进一步提高，到达48%时燃烧炉不需对燃烧空气预热即可自燃。

假如机器脱水仅将TS晋升到25%（Fl25Vw），即便对燃烧空气预热，也仍需辅助燃料。

未经消化的污泥脱水至TS30%（25Tr30Vw和30Vw），系统经由过程预热燃烧空气可自燃。

方案Fl30Tr95和25Tr95将污泥全干化至TS95%，所需热源可来自烟气的热收受接管或污泥消化的沼气。

4.2物资流与装备范围

燃烧烟气量和干燥蒸发的水量别离是燃烧装备和热蒸发干燥装备范围的主要目标。图6将这两个目标列出。因为污泥消化已将部门可燃物降解，所以烟气量均低在未消化污泥。假如机器脱水率高（Fl37Vw，Fl25Vw,和30Vw），仅经由过程预热燃烧空气即可实现自燃，不需要中心的干化。

4.3热能

图7列出燃烧前系统所需的热能和从沼气和烟气中可收受接管的热能。从中能够看出消化进程收受接管的热量在假定的消化前提下有一年夜部门又用在系统的保温。除机器脱水率低的20Vw方案外，所有其它方案都可分歧水平地收受接管热能。计较中假定沼气和烟气的热能收受接管率为75%，在全干化的两个方案中（Fl30Tr95和25Tr95）取90%（相当在电厂热收受接管率）。

4.4电能

图8为系统电耗，在30-65KJ/人·天如许一个规模。图7中进程残剩热能在150-400KJ/人·天之间（20Vw除外）。取沼气转化电能30%，烟气热能转化为电能的25%，则残剩热能理论上所能转化的电能便与系统耗电在一个数目级上了。现实的系统中斟酌到不变性凡是要有必然的余量，一次性投资的局限等，所以污泥燃烧进程的能量收受接管未必完全抵消系统的能耗。

图9给出以发电为最年夜目标发电量比力。

在有消化的工艺组合中，发电量绝年夜部门来自沼气发电。Fl25Vw,20Vw和全干化方案的发电量较高是由于输入了外界供给的能量。假如燃料计价低而发电量又有较好的补助，则进程会有盈利，虽然一样的燃料用在发电效力高的常规电厂从能源操纵效力上看更成心义。

二个全干化+燃烧的方案（Fl30Tr95和25Tr95）假如操纵电厂的残剩热能进行干燥，干化后的污泥替换常规燃料，从能量的角度看是成心义的。现实中，除以上所说起的污染物排放问题外，运输和干燥后冷凝水的去向等又成了新的问题。

5会商

本文所触及到的定量描写以欧洲污泥的根本数据和污泥处置项目实践为根据，试图指出污泥问题的系统性和分歧操作单位之间的物资与能量的彼此联系关系，而此中定量化的结论与假定的鸿沟前提相关。

本文无意论证污泥处置措置的最好方案，但以上阐发会有助在以下几个方面的切磋。

(1)污泥问题触及各个方面，假如将某一个或几个单位操作的结论扩大到全系统，就轻易以偏概全。

(2)燃烧在减量化方面有较着劣势，但其是不是是中国今朝要普和的对策，应在多方面加以斟酌。国际上,如前西德国，50万以上生齿的城市均有最少一个污泥燃烧厂，但另外一方面，西德跨越50万生齿的城市几近寥寥可数，而垃圾燃烧厂约有60个。抛开缘由不谈，假如中国垃圾的对策仍以卫生填埋为主的话，寻求污泥燃烧仿佛就不合错误称。

(3)不管从卫生要求仍是减量化和能量收受接管的角度，污泥厌氧消化在污泥处置措置系统中应获得更多正视。污泥消化碰到的问题经常是发酵时候长（反映中细胞壁的妨碍使得水解进程太长），治理手艺要求高档。近十年欧洲污泥消化之前的预处置手艺与工艺能够减缓这一问题，该当留意引进（固然应从先正视污泥不变化最先）。

(4)将颠末简单机器脱水后的污泥然进行填埋会给填埋场形成很年夜压力，从某种意义上来讲使得污泥问题加倍问题化。上面引见的污泥杀菌与固化在中国几近没有实行。在卫生填埋仍为垃圾措置的主要趋向和无限的资金更多要投向完美管网和提高污水处置率的年夜情况下，杀菌固化和卫生填埋不掉为一个务实的处理路子。

(5)年夜的都会对一部门或年夜部门污泥进行燃烧来减缓污泥措置的压力无可厚非，但这其实不必然就是能源收受接管和环保。减量陪伴着污染物的富集，飞灰的措置也不是很简单的事，烟气净化的产品属在非凡固体烧毁物。

(6)半干化假如作为燃烧的预处置，首要取决在系统优化。假如作为填埋的预处置或作为污泥运往异地的污泥燃烧厂之前的预处置，则应留意：杀菌固化绝年夜大都环境下会更经济、有用、公道。

(7)跟着污水处置厂的普和和污泥问题的加重，不变化后的污泥用在泥土改进该当引发足够正视。其真正实行有赖在用替换方案（如燃烧等）的一部门费用进行支持。

近十年在可延续成长理念下污泥所触及的物资轮回和资本收受接管愈来愈获得正视。在污泥消化后，对液相操纵MgNH_{4PO4沉淀的方式能够收受接管污泥中的磷，但总量只占污水含磷总量的15-30%。污泥燃烧处置时飞灰里含有污泥中年夜部门的磷，但其分手收受接管的工艺是一个复杂的进程。用铁盐作为化学混凝除磷所发生的污泥能够经由过程响应的工艺手艺收受接管磷和铁盐。因为经济性等方面的缘由，这些方式今朝均未能获得真正意义上的推行。}

污泥问题也是污水的来历与归宿的问题。人类的代谢物是污泥最首要的来历。假如将人粪尿从泉源与废水剥离，城市污水搜集费用会显著削减，污水处置厂费用会节流一半，污泥处置措置费用的绝年夜部门会被节流下来。用节流下来的一部门来实现泉源分手出来的粪尿的资本化，可望成为污泥问题的根治路子。

首要参考文献：

［1］ATV (1996): Klaeschlamm, Ernst & Sohn Verlag, Berlin

［2］Zhang,J.(1999):Stoff-und Energieflussanalyse bei der Planung thermischer Klaerschlammbehandlung,Korrespondenz Abwasser 46,Nr. 4,743-756

［3］张健,高世宝,章菁等.生态排水的理念与实践［J］.中国给水排水,2008,24(2):10-14

• 00:01 发送终了
  年夜修！《投标投标法》修订亮点：中标候选人不再排序，投标人自立肯定中标人 1569 4 0
• 今天 00:01 发送终了
  最新清算！全国项目设想分析天资甲级企业名录（79家）​+八年夜市政项目设想院+十年夜建筑设想院 等 886 7 0
• 礼拜日 00:01 发送终了
  3月1日起，监理项目师、勘测设想项目师可担负项目总承包项目司理 861 3 0
• 礼拜六 00:01 发送终了
  转动国际水情况结合会（WEF）5位专家谈新型冠状病毒对水处置的影响 1061 5 0
• 礼拜五 00:01 发送终了
  重磅！方才住建部通知：项目造价又多了一笔费用！/关在成立中国城镇供水排水协会科技成长计谋征询委员会的通知 2143 3 0
• 礼拜四 00:01 发送终了
  转动李激 | 新冠肺炎疫情时代城镇污水处置厂消毒举措措施运转调研与优化策略/新一轮污水处置厂提标革新达标手艺线路疑点阐发与对策 1403 8 0
• 02月26日 发送终了
  污水处置厂运营治理方案(上 、下） 2380 12 1

  
  

  上一篇:乐鱼,广州富氢水展暨2020年水素水展及2020年氢产品展

  下一篇:乐鱼,陕西新闻联播： 陕西水务集团与德国专家团队签约，在水环境治理领域开展国际合作 来源 ：陕西水务集团