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1、城市污水处理厂污泥 热电厂循环流化床锅炉焚烧技术浏览次数 :2006发布时间 :2008-12-11目录1 课题研究的背景 .1.1 国内外污水厂污泥处置现状及趋势1.1.1 概述 .1.1.2 主要污泥处置方式简介1.2 常州市城市污水厂污泥 2005 年处置状况及存在问题1.3 常州市污泥处置的适应性分析2 污泥焚烧中间试验2.1 试验装备及工艺2.1.1 流化床锅炉流程、技术参数及特点2.1.2 污泥试验系统介绍2.2 试验内容 .2.5 不同污泥量掺烧对锅炉相关参数的影响2.6 烟气排放和灰渣成分测定2.6.1 烟气排放 .2.6.2 灰渣测定 .2.7 中间试验成果鉴定3 污泥焚烧规
2、模化应用3.1 焚烧厂厂址选择3.2 试验设备及工艺3.2.1 循环流化床锅炉简介3.2.2 工艺流程 .3.2.3 构筑物 .3.2.4 主要材料及设备3.3 系统运行参数 .3.3.1 污泥特性 .3.3.2 焚烧准备工作及过程3.4 试验过程 .3.4.1 工程实施过程概况3.4.2 焚烧系统流程简述4 关键技术和创新4.1 污泥掺烧比例变化对锅炉的有关参数的影响数据分析4.1.1 污泥特性 .4.1.2 对锅炉排烟温度的影响4.1.3 对锅炉排烟效率的影响4.1.4 对锅炉烟气量的影响4.1.5 掺烧比例分析 .4.2 污泥喷射设备和系统4.2.1 污泥喷射压力4.2.2 污泥喷嘴结构
3、 .4.2.3 污泥供料粒度大小对焚烧的影响分析4.2.4 控制系统及烟气处理系统的研究4.3.2 掺烧污泥后烟气处理系统研究4.4 不同掺烧比例的研究4.4.1 不同掺烧比例对热平衡技术、热效率和实耗量的研究4.4.2 对温度的研究 .4.5 历年焚烧污泥情况4.6 投资及效益焚烧成本分析4.6.1 投资 .4.6.2 焚烧成本分析 .4.7 经济效益分析 .5 环境影响评价 .5.1 污泥的监测结果5.2 烟气排放对环境的影响废气中NOX SO2等指标检测结果5.2.2 废气中重金属、二噁英等指标检测结果5.2.3 粉尘监测结果 .5.2.4 焚烧废渣监测结果5.2.5. 焚烧污泥后的炉渣
4、、粉煤灰的安全利用6 结论及建议 .6.1 结论 .6.2 建议 .6.3 说明1 课题研究的背景 1.1 国内外污水厂污泥处置现状及趋势 1.1.1 概述世界各国污泥处理的方式多种多样，其主流处理方式有卫生填埋、农田利用及焚烧等。我国城市污水厂污泥（以下简称污泥）处置相对于国际先进水平来说明显落后。污泥处置以废坑、河塘、洼地废弃为主，这些污泥不加掩盖和未经科学处置的集中堆填方法极易污染水源及大气，只有部分污泥进行卫生填埋和农田利用，但使用这种方法处置的污泥量非常少。因此，国内污泥处置的落后状态与环境保 护的矛盾非常突出，给城市环境带来了巨大的压力，因而污泥的出路已成为政府、业界十分重视的问题
5、。总而言之，污泥处置在国内尚处于起步阶段，一些城市已进行了污泥焚烧、污泥制肥后农田利用等方面的探索，但污泥处置方针、技术路线均未形成成熟方案。1.1.2 主要污泥处置方式简介污泥处置的主流技术路线有卫生填埋、土地利用、干化焚烧等。（1）卫生填埋污泥的卫生填埋始于 60 年代，现已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术，其优点是投资少、容量大、见效快。污泥作卫生填埋处理时，主要考虑城填埋场地及对环境的影响。2）土地利用 污泥的土地利用已有多年历史，主要包括污泥农用，污泥用于森林与园艺、废弃矿场等场地的改良等。一般来说，污泥要作土地处置必须经无毒无害化处理后（污水处理过程的净化和污泥高温堆肥），才能作
6、土地利用，否则，污泥中的有毒有害物会导致土壤或水体污染（3）污泥焚烧在污泥不能被填埋、农用的情况下，污泥必须被焚烧。污泥焚烧处置的优势在于可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化和无害化。在所有的污泥处理中，焚烧方法产生的剩余物最少，焚烧的另一个优越性在于无异味。其缺点是高成本和可能产生的污染（废气、噪声、震动、热和辐射），污泥中的重金属却随着烟尘的扩散而污染空气。污泥单独干化焚烧的成本是其他工艺的2 4倍。1.2常州市城市污水厂污泥2005年处置状况及存在问题常州市区有城市污水厂5座，污水处理能力为32万m3/d , 2005年年平均实际处理量为22.5万卅/d，年平均污泥产量约200t/d （
7、含水率7585%。表1-1列出了部分污泥处理厂的污泥产生量及处置方式。表1-1污泥量及处置方式一览表序号污水厂名称规模（万m/d）工业废水比例%污泥量（t/d ）处置方式1清潭污水厂2.510151520外运填埋2丽华污水厂2.015201215外运填埋3城北污水厂15.02030130150外运填埋4戚墅堰污水厂2.5035外运填埋5江边污水厂1020302035外运填埋6小计32.5180225外运填埋注：1、污泥量系指含水率80%的脱水污泥;2、污泥量按干质占污水量0.2 %。比值测算。常州市污泥基本上是利用废坑或洼地进行简单填埋，未经减量化、稳定化、无害化处置。同时，伴随着土地资源的紧
8、缺，抛弃污泥的场地极其难觅，污泥的现 实出路成了十分头痛的问题，迫使政府、管理部门努力寻找污泥处置的最终出路。1.3常州市污泥处置的适应性分析（1）卫生填埋常州市地处经济发达的苏南地区，地下水位高，土地资源十分紧张，现有的夹山垃圾填埋场已无多余场地消纳日益增长的污泥,经选址调查，在常州市行政区内也无合适的场地供污泥填埋之用。因此，污泥的卫生填埋方案不适合常州市的实际情况。（2）农田利用常州市城市污水厂污水均是生活污水与工业废水的混合水，一般生活污水和工业污水的混合比为7： 3。表1-2列出城北污水厂污泥重金属成分的监测结果:表1-2城北污水厂污泥污染物监测结果单位：mg/Kg干污泥监测结果污泥
9、农用标准项目4月21日4月22日（在酸性土壤上）镉及其化合物（以Cd计）0.4300.2195汞及其化合物（以Hg计）4.835.505铅及其化合物（以Pb计）35.334.7300铬及其化合物（以Cr计）351346600砷及其化合物（以As计）9.2510.075铜及其化合物（以Cu计）736774250镍及其化合物（以Ni计）7569100城北污水厂污泥成分中铜严重超标，另外常州市处于水网地带，雨季长、雨量大，污泥农用条件受到较大限制。所以污泥土地利用方式在常州市也无法行得通。（3）单独干化焚烧污泥单独干化焚烧因其投资庞大，运转费用高，以现有的经济实力在常州实现全部污泥干化焚烧并不现实（
10、4）利用流化床锅炉焚烧常州市工业发达，热电厂较多，仅常州市经贸委下属的热电公司就有流化床锅炉9台，蒸汽总规模620t/h，其中广源5台75 t/h，广达3台75 t/h，第一热电厂1台20 t/h，燃料为煤。为了给常州市污泥处置找到现实出路，并为国内污泥处置开辟全新的道路，我们首先选择了常州市第一热电厂5#流化床锅炉、常州市丽华污水厂脱水污泥（含水率约 7585%直接添加到5#流化床锅炉进行试验研究，试验结果证明：脱水污泥直接进流化床锅炉焚烧是可行的，在此基础上可以实现常州市污泥全量焚烧。2污泥焚烧中间试验2.1试验装备及工艺常州市第一热电厂5#流化床锅炉流化床锅炉流程、技术参数及特点(1)循
11、环流化床锅炉流程图图2-1常州市第一热电厂循环流化床锅炉流程图(2)流化床锅炉技术参数额定蒸发量：20t/h(3)循环流化床锅炉的技术特点:燃料适应性广;燃烧效率高;负荷调节范围大，负荷调节快;洁净的燃烧技术;易于实现灰渣的综合利用;床内不布置埋管受热面。污泥试验系统介绍(1)工艺流程图图2-2污泥试验系统工艺流程图(2) 污泥系统污泥进料系统污泥送料系统冲洗系统吹扫系统料仓料位报警、连锁系统污泥坑污水抽送系统(3) 增加的试验设备参数表2-1主要试验设备一览表序号名称单位数量备注1钢料仓个12螺杆泵台23污水泵台1排水用4冲洗泵台15电推杆台26闸板阀台27变频器台1控制进料量8水位自控仪台
12、19污泥料位仪台1自制10膜片压力表只42.2试验内容(1) 污泥样品工业分析、检测，主要测定元素成分、发热量，为焚烧试验提供基础数据;(2) 含水率7585%勺脱水污泥直接与煤掺烧对锅炉燃烧的影响，锅炉产气量的变化、污泥是否充分燃烧，污泥掺加量的大小对炉膛温度、热效率、耗煤量的影响，寻找最佳的掺烧量;（3）效益测算：污泥掺加后耗煤量的增加值、电耗指标的增加值等指标测定、进而推算出每吨污泥处理成本;（4）掺烧污泥后，锅炉尾气经电除尘后是否满足环保要求，测定二噁英指标及重金属指标，并对灰渣进行检测，灰渣中是否存在不安全的因子，进而确定灰渣 的最终用途。2.3试验方法（1）由于测试水平、资质的限制
13、，污泥样品分析委托具备资质的有关部门代为检测；（2）污泥进料量由变频泵控制；（3）调整引风机频率，保证炉膛压力；（4）污泥进入炉膛后，床温会下降，如下降速度过快，可降低螺杆泵的频率，以减少进入炉膛的污泥，或增加给煤量以稳定床温，同时控制氧量；（5）对不同进泥量测定相对应的参数，找出适宜的污泥焚烧量值；（6）调整减温水量，保证主蒸汽温度不超温；（7）对大气环境有主要影响的NQ, SQ、二噁英及重金属排放情况，委托有资质单位跟踪检测，判断结果是否符合国家的有关规定，测定灰渣中重金属，判断 重金属是否固结。2.4污泥样品检测丽华污水厂脱水污泥，检测时间 2003年7月16日，由东南大学热能研究所转国家煤炭质量监督检验中心的检测，检测报告如表1-4所示:表2-2丽华污水厂脱水污泥性质检测报告空气干燥基干燥基干燥无灰基收到基全水%85.26分析水%9.15灰分%29.6632.654.61挥发分%5
