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干化选型的一般性说明

作者：      来源：     发表时间：2005-09-16     浏览次数：     字号：大  中  小

污泥干化设备的选型原则和概念，以及干化与最终处置的关系特别是成本方面的研究，目前 还是一个较新的课题。 选型的关键在于处置目的的确定，而处理成本决定于能源方案的选择。 一. 处置目的 污泥干化是直接服务于污泥最终处置的一种技术手段，因此，干化工艺的选择首先必须根据 处置的目的进行考察，这方面值得考虑的问题及判断逻辑如下： 污泥农用(含林木、花卉) 无疑，污泥农用是污泥处置方案中唯一的一种可能“增值”的出路。由污泥制成的有机 肥、混合肥，如果成本控制得当，销售渠道畅通，特别是对土壤改良方面存在一定鼓励政策 的情况下，存在一定的利润空间。然而对干化的成本要求和卫生化也最为严格。 卫生化要求：主要指其中的重金属含量是否符合国标要求，以及干化工艺是否能够做到 有效的灭菌。绝大部分干化工艺由于本身工艺原因（内部物料量大），必须干化到90％以上， 进行“干泥返混”，以保障不会形成“湿核”。而有些工艺由于物料处理的量小而均匀，高 温热震可以获得极好的灭菌效果，因此，含固率在85％以上即可达到美国EPA 规定的A 级标 准。 成本要求：按照目前的有机肥生产和销售价格测算，干化成本占有重要比例，吨干物质 的处理成本(含折旧)在400 元(以燃煤为热源)至1200 元(天然气)之间。而化肥的价格在700 －900 元/吨之间，抛开特殊的土壤改良方面的考虑，无论如何污泥干化必须首先解决成本问 题。 热能利用 污泥如果不能在卫生化、销售渠道方面获得一个满意的答案，则必须考虑热能利用。污 泥中含有40－75％的有机质，具有大约2200－4000 大卡(绝干)的热值可以利用。然而，值 得注意的是，污泥干化超过一定的含固率所消耗的热量，将无法从热能利用中补偿回来。换 句话说，热能利用的污泥干化存在一个界线，超过这个界线，在经济上是不合算的。根据国 外的研究，这个界线大约在含固率70％。 污泥的热能利用应结合污泥焚烧（炉型、工艺）进行选择，这个选择区间可以在含固率 55％－65％之间。 高含水率污泥的焚烧有多种炉型可以选择，包括鼓泡式流化床、循环流化床、转鼓式焚 烧炉等。但是高含水率污泥直接焚烧需要巨大的能量补充，近年来已经被中含水率半干化（50 －65％含固率）污泥焚烧所取代。如果污泥本身热值高，干化后颗粒的分布均匀，有可能获 得较高的热效率，能源补充较少，甚至还可以获得正回报。 具有较高工业污水处理量的污水厂可能获得很高热值的污泥。这部分污泥的处置可以考 虑半干化－焚烧的思路。当热值超过一定值时，干化的热能成本100％可以从污泥中获得， 同时还具有某些额外的经济效益（如热、电等）。 建材制造 污泥干化至70－95％之间，可以满足不同建材工业的需要，比如水泥、制砖、铺路等。 这些出路的选择主要根据当地补贴收费情况进行考虑。一般情况下，处理后需付费给最终处 置者。 水泥是目前污泥处置最彻底的工业方案之一，也很可能实现一定的成本回收。它要求污 泥干化到92％－95％以上，颗粒越细越好。直接添加的烧制工艺要求作为水泥原料的污泥必 须达到较小的粒度，经过研磨，87％以上应低于90 微米，研磨后的含固率在98％以上。按 照8％的比例添加，污泥（热值3000 大卡/公斤）热值可以满足水泥烧制过程中28％的热能 需求。间接添加的水泥烧制，以污泥为燃料，剩余灰分成为水泥的原料，热利用率低于前者。 工艺的选择以尽可能不修改现有水泥工艺和不降低水泥性质为基本决策依据。 卫生填埋 污泥的最后一个出路则是填埋，这是一种非资源化处置方式。从20％含固率半干化至55 ％或60％，减量65％左右，即可进行填埋，并充当填埋场的掩土。不幸的是，这部分处置在 未来垃圾处理和处置市场机制建立后，仍属于高投入的处置方案。 鉴于目前由于投资资金紧张、难以一步到位，加上处置出路尚需在具有一定规模的干化 处理线建成之后才能广泛开拓、试验，因此，进行半干化临时卫生填埋（带底衬的临时堆场）， 一旦资源化出路形成，仍可以对原半干化污泥进行进一步的利用的思路是可取的。当然，这 要求干化后的污泥大规模堆放、储存，能够不污染环境，且不会产生安全隐患。这方面全干 化污泥存在一定问题，由于存在湿核发酵形成污泥自燃的危险，污泥的复水性质以及对渗滤 液管线的威胁，在填埋中必须注意。 半干化污泥的临时填埋和未来资源化处置方案，除了焚烧外，其余均要求干燥器对重新 深度干燥具有一定的灵活性。显然，再处理的成本是第一位的。 显然，干化项目的处置方案可能存在一定变数，因此干化方案应尽可能具有适应未来变化 的灵活性。 二. 能源的选择 污泥干化的主要支出在于热源，其比例可能占到运行成本的65％－85％以上。如果能够 在能源的选择方面下一些功夫，干化的成本可以大大降低。 污泥焚烧发电项目 固体垃圾的焚烧发电项目是目前国家鼓励的项目，垃圾发电可以上网，电价较高，允许 混合一定比例的燃煤，使得这一方案具有较大的可行性。 污泥热值明显高于城市固体垃圾的平均值，垃圾发电项目除了产电以外，还产生大量的 废热烟气和蒸汽，这部分烟气可以是污泥干化的主要甚至全部热能来源。 干化或半干化污泥无疑属于固废的一种，如果获得混合燃煤焚烧的特许，污泥利用自身 热值进行干化同时产电的方案就可能成为一个很好的绿色经济产业链。 现有工业设施的废热和废能 采用来自热电厂、水泥厂等各种来源的废热烟气（450 度以上）、废热蒸汽（4.5 巴以上）， 大型化工企业所产出的多余的燃料气(热值不限)，均可实现污泥项目的干化。 沼气项目 市政污泥消化、填埋场、湿性垃圾堆肥等各种沼气产生来源，均可直接燃烧用于干化。 与以上项目的结合可能带来热能成本的降低。 燃煤 由于政策性规定，燃煤的使用在一些中心城市受到较大的抑制。 燃煤是目前除了废热以外最廉价的能源，鉴于干化项目的能源相比典型的热电厂燃煤消 耗极少，存在非常高效的脱硫技术可以保证气体排放达标。在远离市中心的污水处理厂建设 污泥干化处理中心时，建议深入研究利用燃煤的可行性。 以焚烧炉为最终处置手段的项目，则建议考虑燃煤利用的可能性。如果焚烧炉的排放能 够达标，燃煤的达标就是必然的了。 其它能源 天然气是最为洁净的能源之一，但是也是最贵的能源。燃油由于石油价格波动较大，也 需考虑其成本。 三. 选型的其它相关因素 对于涡轮薄层干化来说，以下因素需要考虑： a) 未来处置方案预留：如果当前的优选方案是半干化，是否未来还要考虑全干化？由于方 案不同，需要对设备做全干化的预留，对设备投资有一定影响。对于全干化项目来说， 做半干化不需要额外投资。 b) 泥饼的性质：VOMM 设备可以接受任何粘度、含水率的污泥，但是这些参数对处理的速 率有重要影响。 c) 设备制造材料：由于某些污泥成份具有腐蚀性，因此需要考虑设备的制造材料问题，一 般来说这是由客户要求和指定的。 d) 工程配套：客户可以决定是否自行组织关于污泥焚烧、导热油供热系统、干湿污泥输送 和储存的供货和服务。 责任编辑：

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