生活污泥干化與生活垃圾協(xié)同焚燒研究分析

陳柯

摘要：城市生活污水的總量增加，使污水處理工作中所出現(xiàn)的污泥總量快速上漲，已成為現(xiàn)階段處理工作的重點開展內(nèi)容。生活污泥干化處理技術(shù)的應(yīng)用已逐漸受到人們關(guān)注，在與生活垃圾協(xié)同焚燒時是否可以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，還需進一步根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行分析研究，才可確定在多種因素影響下是否可提升干化處理效率。

關(guān)鍵詞：污泥干化;生活垃圾;協(xié)同焚燒

引言：

城市人口數(shù)量的大量增加所產(chǎn)生的影響十分明顯，尤其是在城市生活的大量人群所產(chǎn)生的生活污水，總量早已突破數(shù)十萬噸，為進一步推動我國的環(huán)境保護工作進度，在生活污水處理完成后所產(chǎn)生的污泥已成為重點處理物質(zhì)之一，與生活垃圾同樣需要采取合理方式進行處理，才能最大程度減少污染物質(zhì)的出現(xiàn)。

一、污泥的特征及危害

生活污泥的成分中除含有大量水分外，還包括有機殘片、無機顆粒及細(xì)菌菌體等多種成分。由于其中所具有的有機物質(zhì)含量達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)，因此可能會在微生物的分解作用下，逐漸腐化發(fā)臭成為膠狀液態(tài)濃稠。這種物質(zhì)雖然可使用泵運輸，但并不能夠輕易實現(xiàn)固液分離效果，其中所含有的水分難以通過自然風(fēng)干的方式全部排出。這種污泥在處理過程中如果過于隨意，極有可能會在大氣環(huán)境及地表環(huán)境、地下水資源等方面產(chǎn)生危害，甚至可能會在其中大量病菌及致病物質(zhì)大量繁殖的情況下，被蚊蟲及水源廣泛傳播，對周圍環(huán)境情況及人體健康均可產(chǎn)生嚴(yán)重威脅[1]。

二、生活污泥的干化處理方式

根據(jù)現(xiàn)階段大部分污水處理廠工作情況進行分析后得知，所產(chǎn)生的污泥含水量基本可達(dá)到80%左右，但低位發(fā)熱量平均只達(dá)到1.578MJ/kg，這種低熱值并不能夠達(dá)到自身燃燒值，如果在焚燒過程中所出現(xiàn)的含水量依然較多，將會逐漸降低焚燒熱量無法繼續(xù)燃燒。在經(jīng)過研究分析后可選用多種設(shè)施及技術(shù)進行干化處理，而經(jīng)妥善處理后的污泥能夠有效減少內(nèi)部含水量，在爐內(nèi)投入燃燒后所釋放出的水蒸氣總量減少，可明顯提升實際燃燒效果，防止?fàn)t內(nèi)溫度出現(xiàn)明顯下降變化。為進一步提升燃燒處理速度，并盡量減少爐內(nèi)為充分燃燒爐渣余量，在燃燒過程中增加其他可燃物質(zhì)，能夠在保持較低含水率的情況下處理大量污泥，因此，含水率的處理技術(shù)已成為現(xiàn)階段重點研發(fā)目標(biāo)。目前所用技術(shù)中包括滲濾及蒸發(fā)、烘干等多種方式可去除大量水分，甚至可使污泥呈現(xiàn)粉末狀摻入爐內(nèi)，可在垃圾焚燒時利用高熱量使其快速燃燒，合理控制后續(xù)填料間隔，加快大量固體廢物的燃燒效率[2]。

三、影響干化污泥與生活垃圾協(xié)同燃燒的影響因素

（一）生活污泥熱值的自持燃燒

在混合干化污泥與垃圾后入爐燃燒時。污泥的熱值及含水率高低等方面，極有可能會在燃燒過程中產(chǎn)生影響效果，比如含水率達(dá)到40%而體溫在50℃的污泥，在入爐后受熱的影響蒸發(fā)大量水分，需要在吸收足夠熱量的情況下才能夠保證污泥自持燃燒，而熱量是否可超過水蒸氣的吸收熱量值，需要進行研究分析后增加熱能，才可保持燃燒效果。（詳見圖1）

（二）污泥含水率影響垃圾焚燒效果

焚燒廠在運行過程中，需要依照GB/T18750-2008《生活垃圾裝燒爐及余熱鍋爐》控制入爐燃料的熱值。為盡量避免含水量對入爐污泥產(chǎn)生干擾影響，必須采用相關(guān)措施對含水量進行處理控制，才能在內(nèi)部水分大量排出的情況下，與垃圾混合后燃燒時長增加。如果含水量較高，將會在燃燒過程中吸收大量熱量后蒸發(fā)，在消耗較長干燥時間的情況下降低實際堆料速度，垃圾處理效率也會因此明顯降低，在水分蒸發(fā)過程中所產(chǎn)生的熱量流失情況為降低爐內(nèi)溫度，反應(yīng)速度也會隨之逐漸放緩，垃圾在爐內(nèi)焚燒時停留時間過長，無法按照原定計劃盡快完成處理工作。尤其是在北方區(qū)域季節(jié)影響下，垃圾在冬季環(huán)境溫度較低的情況下無法提升發(fā)酵質(zhì)量，在熱值不足的問題出現(xiàn)后導(dǎo)致含水率影響更加嚴(yán)重。選擇將垃圾與污泥協(xié)同燃燒處理的方式，其意義在于安全處理垃圾及燃燒后產(chǎn)物方面，為保證實際燃燒效果可達(dá)到工作預(yù)定目標(biāo)，必須要保證所有燃燒物出于易燃狀態(tài)，才能夠在焚燒處理過程中使其快速達(dá)到燃點。如果所填充的污泥含水量過高，極有可能在填充后起到滅火效果，在明顯降低垃圾焚燒效果的情況下出現(xiàn)大量爐渣[3]。

四、污泥和垃圾的協(xié)同燃燒分析

（一）協(xié)同摻燒技術(shù)要點

結(jié)合現(xiàn)階段不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)后分析，污泥與垃圾的摻燒比例對煙氣排放指標(biāo)及焚燒爐的燃燒等方面存在明顯影響，在控制實際比例時，壓火效應(yīng)通常會在超過8%后較為明顯。如果垃圾處于發(fā)酵及熱值情況較為良好狀態(tài)，單獨燃燒可將爐內(nèi)熱量快速提升，溫度值可超過1000℃左右。如果適當(dāng)增加5%以下的污泥配合燃燒，通過所產(chǎn)生的壓火效應(yīng)可起到一定溫度控制效果。燃燒期間使用的垃圾發(fā)酵情況或污泥比例出現(xiàn)問題，則會明顯減少實際燃燒均勻程度，從而在降低燃燒量的情況下產(chǎn)生大量未燃盡的爐渣。為盡量避免這種情況的發(fā)生，除了需要控制實際含水量及混合比例外，還可采用增加多點進料的方式進行摻入燃燒，合理調(diào)整漏泥量及污泥布料均勻程度，能夠盡量減少污泥含灰量，防止大量煙氣對尾部受熱面管產(chǎn)生大量附著現(xiàn)象。

（二）焚燒煙氣的影響

污泥與垃圾混合燃燒時會產(chǎn)生大量煙氣，相應(yīng)指標(biāo)的定制可確認(rèn)實際摻燒過程中是否存在硫或氮等元素，這類元素的出現(xiàn)及實際含量來自于污水處理廠的污水凈化環(huán)節(jié)。在摻燒比值出現(xiàn)增加的情況下，石灰和尿素量也會隨之出現(xiàn)增長變化，尤其是在不同月份進行摻燒時，可能會由于實際耗材及比例調(diào)整的情況下，可滿足煙氣排放指標(biāo)。如果在摻燒過程中將實際比例增加至10%左右，煙氣排放指標(biāo)可能會受到多種因素影響，在達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，與歐盟所定制排放標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生一定差距[4]。

五、結(jié)束語

垃圾協(xié)同污泥焚燒處理的方式較為適合我國現(xiàn)階段污染處理要求，尤其是在焚燒過程中可將熱能轉(zhuǎn)化為電能進行資源再次利用，可有效減少傳統(tǒng)處理技術(shù)所需土地資源利用量，同時能夠在盡量減少傳統(tǒng)處理方式所產(chǎn)生的污染影響后，增加我國垃圾及污泥的實際處理效率。因此，應(yīng)在此技術(shù)的研發(fā)方面增加支持助力，盡量減少高昂成本的大量投入，使我國的固體廢物處理效率及生態(tài)效益得到明顯提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]王震.垃圾焚燒廠摻燒污泥問題的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018：63-64.

[2]石靖宇.垃圾焚燒發(fā)電廠中摻燒干化污泥探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2015：9-11.

[3]歐麗，鄧新異，左燕君，任小鴻.江西省城鎮(zhèn)污水廠污泥摻燒垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的研究[J].江西科學(xué)，2016：129-131.

[4]莊僖，許榕發(fā)，羅偉鏗，蔡鳳珊，李馥琪.市政污泥與生活垃圾摻燒的重金屬排放特征與風(fēng)險[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2020：199-206.