欧洲污泥干化焚烧处理技术的应用与发展趋势黄凌军　杜　红　鲁承虎　黄国民 提要　介绍了德国、意大利、奥地利、比利时及荷兰欧洲五国共八个代表性的污泥处理处置厂的工艺要点及运行状况,分析论述了欧洲污泥处理处置方式的发展趋势。

结合我国国情特点及个人工程经验,对污泥干化焚烧技术在我国的应用从技术路线发展、工艺选择、规划、建设等方面进行了具体的探讨。

关键词　污泥处理　干化焚烧　应用　欧洲 污泥干化焚烧技术在欧洲应用已有20多年。

该技术是多学科与技术应用领域的交叉融合,主要利用热力学与流体力学的原理,结合机械与材料技术,进行污泥处置,可以很好地达到“减量化、无害化、资源化”的污泥处理处置目标。

本文针对德国、意大利、奥地利、比利时及荷兰欧洲五国的八个污泥处理处置厂的情况,介绍污泥干化焚烧技术在欧洲的应用及欧洲污泥处理处置方式的发展前景,对该技术在我国的应用进行了探讨。

1　污泥处理处置厂介绍目前污泥干化焚烧的主要工艺有:对流方式传热的流化床(WABA G)、转鼓干燥器(Andritz),传导加热方式的立式转盘(SEGHERS)、卧式转盘(Atlas2 stord),对流与传导加热相结合的涡轮薄膜干化(VOMM)及INNO二级干化(Schwing)。

用于污泥处理的焚烧炉主要是流化床焚烧炉。

以下介绍采用上述工艺在欧洲污泥处理处置厂的应用与运行状况。

八个厂的基本情况见表1。

表1　污　泥　处　理　处　置　厂　概　况序号名 称国家处理能力主要设备投产时间设备制造商最终处置1CONSORZIO CUOIODEPUR S1P1A1意大利100tDS/d涡轮薄膜干燥器一期1996二期2001意大利VOMM公司填埋2Graz2G ossendorf SewageSludge Drying Plant奥地利约33tDS/d转鼓干燥器1997奥地利Andritz焚烧3PVS Wien奥地利115tDS/d 薄膜蒸发器+带式干燥器2001美国Schwing焚烧4Aquafin N.V.Dijkstraat8-B-2630Aartselaar比利时10000tDS/a流化床2001德国WABA G焚烧5WWWTP Stuttgart德国84tDS/d 转盘式干燥机,流化床焚烧炉Ⅰ线1984Ⅱ线1992德国BAMA G公司总包,干化设备分别由Atlas2stord与WUL FF提供。

灰分填埋6Aquafin N1V1Waterzuiveruing W1Z1K1比利时20000tDS/a硬颗粒造粒机,流化床焚烧炉造粒机2001焚烧炉1985比利时SEGHERS表面覆土7Aquafin N1V1RWZI DeurneAntwerpen比利时10000tDS/a硬颗粒造粒机1998比利时SEGHERS焚烧8SNBN.V.Slibverwerking NoordBrabant荷兰365tDS/d转盘式干燥机,流化床焚烧炉1997德国BAMA G总包焚烧炉THYSSEN干燥器Atlas2stord建筑材料给水排水　V ol129　N o111　200319　 位于意大利比萨和佛罗伦萨之间的CUOIO DEPUR污水处理厂,建有目前意大利最大规模的污泥干化处理设施。

污泥干化采用VOMM公司的涡轮薄膜干燥技术,其特点是同时进行对流与传导加热。

该厂设计能力为日水蒸发量192m3,进泥含固率约30%,出泥含固率为83%,4条生产线。

目前实际日处理泥量为200t,3条生产线运行。

该厂的污泥贮存与输送系统设计较复杂,设置了多种输送可能性,除了污水处理厂产出的污泥,还可以接收外来的脱水污泥;热源供给、干化设备及尾气处理设计较为简明。

该系统的特点是:污泥在干燥器内的停留时间很短(2～3min);干燥器内的污泥量少;出泥较细(小于1mm)且均匀,不需筛分与返混;出料污泥含固率可调。

Graz2G ossendorf污泥干化厂采用Andritz三通道转鼓干燥器,利用热气流的流速及温度,进行对流传热并带动污泥在干燥器内移动。

该厂接收来自相邻污水处理厂的消化污泥。

污泥(含固率为25%)经带式脱水机脱水后输入高位的污泥斗,与回流的干泥混拌,调节含固率至65%后进入干燥器。

转鼓的出泥需经筛分,较大块需要碾碎,与较细小的干泥一并回到混拌装置中与湿泥混拌。

系统安全控制因素主要是温度。

该厂可无人值守,自动开机与关机,运行较为稳定。

STEINACH污水处理厂是位于奥地利Inns2 bruck附近的市政污水处理厂,该厂于2001年建成,处理规模为112万人口当量,污水处理采用间歇SBR法。

全厂设计紧凑,虽处理规模很小,但有完善的污水处理、污泥处理及臭气处理装置,总投资约720万欧元。

该厂污泥离心脱水后直接进入干化系统,干化系统采用INNO二级干化技术(Schwing公司技术,涡轮干化与带式干化结合)。

干化产品运到400km以外的维也纳污泥焚烧厂焚烧。

该系统处理量很小,出泥含固率可调,实现无人值守,每天定时自动开机与关机,目前已累计无故障运行1000多小时。

德国斯图加特市中心污水处理厂是该市三个污水处理厂中最大的一个,该厂早在1984年建成了第一套污泥干化焚烧处理装置,1992年建造了第二套污泥干化焚烧装置,第一套作为备用。

该厂的污泥处理系统简述如下:初沉污泥进入污泥消化池,消化后的初沉污泥与剩余污泥混合后经浓缩,进行离心脱水,脱水泥饼输送到转盘式干化机进行半干化,最后进入流化床焚烧炉。

初沉污泥消化产生的沼气作为助燃气注入焚烧炉,污水处理厂的栅渣直接输入焚烧炉进行焚烧,另外焚烧产生的热量回收后作为污泥干化的热源。

回收的热量供污泥干化后仍有余,因此,三期改建工程将加装发电设施。

该厂已与总承包商签订三期建设的合同,预计工程将于2005年建成投产,届时可以供应污水处理厂部分电能。

一期工程采用Atlas2stord的半干化设备,二期采用WUL FF的半干化设备,焚烧炉采用BAMA G属下Lurgi公司的流化床焚烧炉。

尾气处理与普通工艺(除尘、酸洗与碱洗)相比,增加了对汞的吸附与再次除尘的工艺单元,尾气处理所产生的废水排入污水处理系统。

Houthalen污泥干化厂是位于比利时布鲁塞尔附近的污泥处理中心,该厂接纳周边20多个污水处理厂的脱水污泥或浓缩污泥,采用德国WABA G公司的流化床干化技术。

该系统利用相邻的垃圾焚烧厂的蒸汽作为热源。

相对其它全干化技术,该系统有低温(85℃)、不需返混的特点。

由于Aquafin公司有丰富的建设与运营污泥干化厂的经验,在方案设计阶段给设计建造商提出了有关设备配置等意见与建议,涉及污泥输送设备配置、污泥装卸与贮存设备选型及系统内惰性气体的供应等方面。

该厂整体设计紧凑,车间内清洁,无不良气味。

工艺流程见图1。

Waterzuiveruing W1Z1K污泥干化焚烧厂位于比利时Brugge,处理本厂的污泥及周边污水处理厂图1　Houthalen污泥干化厂工艺流程20　给水排水　V ol129　N o111　2003的污泥。

该厂建于1985年,由SEGHERS 公司设计建造并负责运行至2001年,干化与焚烧均采用SEGHERS 公司的技术:硬颗粒造粒机、流化床焚烧炉。

烟气热量回收用于污泥干燥。

尾气处理采用布袋除尘、酸洗与碱洗后再利用余热加温的工艺。

该厂运行18年来,经过了几次较大的改造:更换焚烧炉的炉膛,增加布袋除尘器的能力,并在2001年拆除其较小规模的干化塔,重建蒸发能力为4200kg/h 的干化塔。

系统要求进入焚烧炉污泥含固率为38%,因此干化后的污泥须再次与湿污泥混拌。

Antwerpen 污泥干化中心由SEGHERS 公司建造并运行,干燥器为硬颗粒造粒机,可接受一定区域内的小型污水处理厂的污泥。

干化工艺与布鲁日的干化厂一样,干颗粒作为燃料和辅助燃料在燃煤电厂、水泥窑和垃圾焚烧发电厂混烧。

　目前欧洲最大的污泥处理中心N 1V 1Slibver 2werking Noord Brabant (简称SNB )位于荷兰的Moerdijk 。

该中心由荷兰的五个污水处理公司共同投资建设,由BAMA G 属下的THYSSEN 公司技术总包,荷兰STOR K 工程公司总承包基建与安装。

该厂处理规模约为300tDS/d ,处理量约为荷兰全国总污泥量的27%,除处理五个投资者的污泥外,还可以接收其它污水处理公司的污泥。

其工艺流程见图2。

运达的脱水污泥经半干化后从焚烧炉(惰性粒子流化床焚烧炉)上部进入,焚烧后的烟气经热交换回收热量,回收的热能用于污泥半干化。

尾气处理系图2　SNB 污泥处理中心工艺流程统包括电除尘、酸洗、碱洗、活性炭吸附和布袋除尘。

经处理后的尾气经在线监测装置进行监测后排放。

除尾气处理系统外,该厂还装备了完善的废水处理装置,该装置主要设备为蒸馏与离心分离设备,用于处理系统产生的废水。

废水经过蒸馏与离心分离,使蒸馏出水的p H 达到下水道排放标准排入市政污水管,分离出的盐分作为化学废物运到废物处理厂处理。

另外,为防止臭气外溢,该厂污泥卸料仓与污泥仓均是负压设计,臭气抽排至生物除臭装置,在厂区及厂房内,基本没有臭味、污泥粉尘。

总之,该厂的污泥、废水与废气处理工艺都较为完善,达到很高的水平。

2　污泥处理与处置方式的发展趋势奥地利格拉茨污泥处理厂在建成运行初期,干化的污泥大部分外运作为肥料,现在通过此途径消耗的污泥量已越来越少,目前该厂90%以上出泥需付费外运焚烧。

奥地利虽然没有专用的污泥农用标准,但干泥产品作为肥料或填充土用于土地的规定很严格,很少有污水处理厂可以达到。

Inns 2bruck 的污水处理厂地处偏僻的山林附近,主要处理市政污水,但该厂的干泥被禁止弃置于林地,须运到维也纳的焚烧厂集中焚烧。

表1显示,在五个污泥干化厂中,四个干化厂的出泥最终出路都是外运焚烧。

相对德国,比利时与荷兰的污泥处置受到更为严格的控制。

德国的《污泥管理条例》对污泥用于农业、土壤改良,污泥填埋、焚烧等处置方式有严格的规定。

该条例禁止将生污泥用于花园或农业使用土壤;禁止将污泥(包括经稳定化的污泥)用于林地、景观保护地、永久绿地、蔬菜及水果种植地等;用于花园及其它农业用地的污泥,有害物质需低于限定值;有施用量的限制等等。

即使有这些严格的规定,污泥的农用仍受到广泛的质疑。

污泥用于土地改良主要是指用于垃圾填埋场的表面覆盖土、废矿场的土地恢复、建筑废渣场等。

污泥进行卫生填埋时须经稳定处理与脱水,并规定从2005年开始,污泥填埋时其有给水排水　V ol 129　N o 111　200321　机物含量要低于5%,这意味着脱水污泥将不能直接填埋。

上述情况说明,在欧洲污泥的农用受到越来越严格的限制,填埋也逐渐被禁止,焚烧与用于土地改良将是污泥处置的主要方式。