王 榕 曾常華 雷曉林

(1.江西省環(huán)境監(jiān)測中心站，江西 南昌 330077；2.江西德正環(huán)境技術(shù)有限公司，江西 南昌 330029；3.廣州江碧源環(huán)?？萍加邢薰荆瑥V東 廣州 410000)

引言

目前，針對(duì)市政污泥的處置主要有堆肥、填埋和焚燒3種方式，由于焚燒方式減量化程度高且可以進(jìn)行能量回收，還能有效降低病原微生物和有機(jī)污染物質(zhì)的危害，目前已成為處置污泥的主要方法[1.2]。但污泥熱值較低，單獨(dú)運(yùn)營的污泥焚燒設(shè)施面臨著工藝復(fù)雜、建設(shè)運(yùn)營成本高昂等問題，難以大范圍推廣。市政污泥與生活垃圾協(xié)同處置一方面可以大大降低處置運(yùn)營成本，另一方面生活垃圾焚燒的余熱可供污泥干化使用，污泥干化產(chǎn)生的臭氣可回收至焚燒爐焚燒利用，實(shí)現(xiàn)污泥的全面資源化。本研究通過生活垃圾焚燒發(fā)電廠的現(xiàn)有設(shè)施摻燒市政污泥進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，研究一定摻燒比例下對(duì)焚燒煙氣中污染物排放濃度的影響，以評(píng)估協(xié)同燃燒的環(huán)境可行性。

1 試驗(yàn)部分

1.1 污泥成分

某污水處理廠污泥，其成分如表1。

表1 壓濾污泥成分分析表

1.2 依托工程

本次污泥摻燒試驗(yàn)依托某生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目，摻燒試驗(yàn)在兩組焚燒爐中進(jìn)行，爐型均為多級(jí)往復(fù)式順推+翻動(dòng)機(jī)械爐排，焚燒爐1為2爐1機(jī)(2×300t/d+1×15MW，發(fā)電機(jī)1×15MW)。焚燒爐2為1爐1機(jī)(1×600t/d+1×15MW，發(fā)電機(jī)1×15MW)。廢氣處理工藝均采用“SNCR爐內(nèi)脫硝+半干式旋轉(zhuǎn)噴霧吸收塔+干法脫酸+活性炭噴射系統(tǒng)+布袋除塵器+煙囪”組合工藝。焚燒爐性能參數(shù)具體見表2。

表2 焚燒爐性能參數(shù)一覽表

1.3摻燒比例

據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：利用生活垃圾焚燒爐開展生活垃圾協(xié)同處置市政污泥的試驗(yàn)，研究摻燒5%、10%和15%的市政污泥時(shí)焚燒煙氣中酸性氣體、煙塵、重金屬和二噁英等的排放特征。結(jié)果表明：與單獨(dú)焚燒生活垃圾的對(duì)照組相比，在各摻燒比例下，煙氣中SO2、HCl、NOx及煙塵有一定程度的增加，但均未超過GB18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》限值；Cu、Hg排放質(zhì)量濃度明顯下降，Cr、Cd波動(dòng)下降，Pb在高摻燒比時(shí)仍遠(yuǎn)低于限值，Ni增長幅度小于15%；二噁英總量升高，但仍符合標(biāo)準(zhǔn)限值[3]。因此，在摻燒比例不超過15%的情況下，焚燒煙氣中污染物排放仍在安全可控范圍。但是，隨著污泥摻燒比例的提高，由于現(xiàn)有市政污泥含水率較高，其單位低位熱值較低，可能對(duì)垃圾焚燒過程產(chǎn)生影響，故本次摻燒比例控制在15%以下，以摻燒13%市政污泥進(jìn)行本次試驗(yàn)。

1.4 摻燒過程

污泥摻燒試驗(yàn)前，市政污泥通過汽車運(yùn)輸至本垃圾焚燒廠內(nèi)，根據(jù)焚燒廠垃圾貯坑內(nèi)現(xiàn)有垃圾量，按確定的摻燒比例，將市政污泥送入垃圾貯坑內(nèi)，并進(jìn)行翻動(dòng)混合，然后由垃圾抓斗投料到進(jìn)料斗，經(jīng)過進(jìn)料斗底部的溜槽順利滑進(jìn)焚燒爐進(jìn)口，并由焚燒爐的給料機(jī)將垃圾及污泥推到焚燒爐內(nèi)的給料爐排上進(jìn)行焚燒。

2 試驗(yàn)結(jié)果

生活垃圾焚燒煙氣中的污染物主要包括煙塵顆粒物、酸性污染物(如SO2、NOx)、重金屬及二噁英等，我國GB18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)該類污染物排放有明確限值標(biāo)準(zhǔn)。而污泥本身所含的污染物濃度較高，其焚燒煙氣的二次污染問題受到廣泛關(guān)注。陳兆林等研究顯示，市政污泥與生活垃圾混燒后煙氣中NOx、CO和HCl的濃度與生活垃圾單獨(dú)焚燒相比沒有明顯差異[4]。關(guān)于污泥焚燒煙氣污染物排放的研究還比較少，關(guān)于污泥與生活垃圾協(xié)同焚燒廢氣產(chǎn)排規(guī)律及其控制措施的研究更少。付建平等研究了生活垃圾摻燒10%市政污泥后煙氣、飛灰、爐渣中二噁英的濃度及其指紋分布特征，發(fā)現(xiàn)摻燒后煙氣中二噁英濃度仍可達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，而焚燒后的煙氣、飛灰、爐渣中二噁英指紋特征各不相同[5]。本次試驗(yàn)在焚燒爐1-1，焚燒爐2中分別進(jìn)行，通過對(duì)污泥摻燒前后的煙氣排放監(jiān)測，了解摻燒一定污泥比例下，煙氣排放溫度、煙塵顆粒物、SO2、NOx、重金屬及二噁英等變化情況，摻燒前后兩焚燒爐煙氣排放溫度及各污染物變化情況見下表3。

表3 摻燒前后兩焚燒爐煙氣排放溫度及各污染物變化情況

在生活垃圾焚燒爐中摻燒13%的市政污泥，對(duì)焚燒爐爐溫影響不大，同時(shí)，在摻燒過程中，煙氣出口顆粒物排放濃度影響較大，有較明顯的升高，但低于《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》控制限值；另外，汞及其化合物、銻+砷+鉛+鉻+鈷+銅+錳+鎳及其化合物排放濃度亦有不同程度的增加，但也低于《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》控制限值；二噁英排放濃度沒有明顯的變化。

3 結(jié)論

通過本次試驗(yàn)證明，在生活垃圾焚燒爐中摻燒13%的市政污泥，各煙氣污染物排放濃度均低于《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》控制限值，可達(dá)標(biāo)排放，對(duì)焚燒爐煙氣出口污染物排放影響小。生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目摻燒市政污泥，使市政污泥處理處置做到減量化、無害化及資源化，具有良好的發(fā)展前景。