污泥混烧：短期看双赢 长期看效果堪忧

编者按：近期有新闻报道“污水处理厂污泥掺烧处置将在镇江全市推广”，报道说镇江市日产污泥180吨，计划将污泥按一定的比例，掺入到发电燃煤中，计划全市将推广污泥掺烧的处理处置方式，那么污泥掺烧技术如何呢？在国内外是否有应用？短期看是做到了环境效益、经济效益的双赢局面，那么长期看效果如何呢？

　　伴随着“十一五”期间我国污水处理厂建设的数量，污水处理总量的节节攀升，污水处理厂产生的固体废弃物—污泥已经成为令各地方排水公司、污水处理厂，甚至是地方政府疼痛且非常难解决的棘手问题。目前我国污泥年产量达532万吨干重，折合含水率80%的湿污泥为2662万吨，预计到2010年底，全国污泥年产量最高将达570万吨干重，折合含水率80%的湿污泥为2850万吨。

　　令各地方政府主管部门头疼的不仅是庞大增长的污泥量，更重要的是污泥处理处置的方法，厌氧消化？好氧堆肥？填埋？干化焚烧？由于国家在技术选择层面没有给出相对详细的政策指导和标准法规，加之近年间各种技术的研发以及引进层出不穷，更是让主管单位无从选择。污泥处理处置项目基本上是政府出资建设、运行，资金投入的压力，使得各地方政府在污泥处理处置技术选择的时候也更倾向于选择经济效益、环境效益双赢的项目。

　　污泥掺入燃煤中是污泥混烧的一种形式，另一种是与垃圾一起混烧。表面上看，这种污泥混烧的方式似乎既节约了燃煤，又与垃圾等固废一起处理产生具有经济效益的电力资源，不仅可以通过排水收费和国家的一些优惠政策得到利润，而且减少了二氧化碳的排放量，应该是一种经济效益、环境效益双赢的局面。那么这种混烧的方式在国际上和我国其它地方应用效果又如何呢？并不见得是双赢的。

国外及我国污泥混烧的应用现状

　　北京市市政工程设计研究总院原院副总工杭世珺曾在中国水网“2008年水业高级技术论坛中指出，”深圳盐田垃圾焚烧厂曾做过污泥与垃圾混烧生产性试验，主要用于焚烧盐田污水处理厂产生的污泥。污泥添加率10%，污泥含水率80%，采用炉排炉的形式，由于是试验用焚烧炉，时有故障发生，污泥无法连续投加，造成喷嘴堵塞，不能正常运行，目前未再进行研究和开发。

　　在过去的十年中，有些国家火力发电厂污泥混烧已逐渐成为重要的污泥处理处置方式。不论是稳定还是未经稳定处理的污泥都可以进行混烧处置。目前国内外污泥煤粉混烧的几种主流工艺有循环流化床、旋风炉、煤粉炉三种。做的最好的是德国，目前德国26家燃煤发电厂每年可燃烧66万吨污泥。

　　中国常州广源热电有限公司采用污泥与煤混烧发电，该工程总投资1250万元，装备有3台75t蒸汽/h的循环流化床锅炉，处理常州污水处理厂每天180-225吨含水率85%的污泥，每吨污泥的处理成本为106元人民币。中国浙江富阳市污泥混烧发电厂，有两条75t/h的循环流化床燃煤锅炉生产线，污泥添加率约为24%。中国南京协鑫污泥掺烧发电有限公司每天掺烧生活污泥220吨，污泥脱水后通过管道被送入循环流化床锅炉，和煤泥混烧，每月污泥掺烧量约为6500吨，南京市生活污水处理厂的近60%的污泥都集中在这里焚烧。

我国污泥混烧的技术担忧

高添加率、高含水率 热平衡和热效率仍待研究
　　80%含水率的污泥对发电的热贡献率很低，污泥含水率越高，热值越低，热贡献率越小。目前我国大部分污泥含水率约82%-85%，因此污泥的热值利用率极低。而德国大规模的电厂污泥添加率为5%-10%，德国某两座电厂污泥添加率约30%、含水率70%；而我国的添加率多为20%-30%、含水率在82%-85%，在热平衡和提高热效率方面值得进一步研究和探讨。

锅炉热效率极低 补煤量大幅度增加
　　电厂流化床锅炉的过剩空气系数一般为1.15-1.25，烟气中氧含量<4%，而我国生活垃圾焚烧标准要求氧气含量为6-12%，欧盟和美国的标准规定为11%。因此，导致烟气排量大，热损失大，锅炉热效率降低。虽然混烧少量污泥确实有一定的经济可行性，但当锅炉综合热效率降低4.5-5.1%时，增加少量燃煤可以弥补锅炉的热损失，而综合热效率降低10%以上时，补煤量将大幅度增加。

烟气排放量大 需提高排烟速度而影响了锅炉的燃烧工况
　　污泥是一种污染物，要满足标准所规定的热氧化环境，必须选择更大的过剩空气系数，从而造成烟气量越大。一般当非混烧工况烟气量为100%时，混烧工况的烟气量约为160%，增大了排烟系统设施能力，如二次风机装机容量，或者由于提高排烟速度而影响了锅炉的燃烧工况。

排烟温度升高 对环境热污染和节能不利
　　由于混烧时添加的污泥量大、含水率高，污泥中的水分以蒸汽形式进入烟气。湿度增加，一次风低温段易结露，为避免金属腐蚀，需要提高排烟温度或更换材质。非混烧的流化床锅炉排烟温度为145.6摄氏度，混烧的流化床锅炉排烟温度为166.3摄氏度，升高了21摄氏度，对环境热污染和节能不利。

烟气中污染物稀释后排放 监管标准缺失
　　由于烟气量大幅度增加，烟气中污染物被稀释，浓度降低，远低于非混烧烟气污染物的实际浓度，无法严格控制排入大气的污染物浓度。由于污泥中氮、氯比煤中浓度高，焚烧烟气中易产生较多的氮氧化物和HCL。近年来，欧盟及美国对排入大气中的汞污染物加强了监测和管理，并要求设置在线监测仪表，我国混烧烟气中汞的浓度尚无相关标准及监测手段。另外，我国尚无污泥混烧烟气排放标准和技术政策，目前参照生活垃圾焚烧和火力发电厂相关的尾气排放标准执行，潜在很大问题。

锅炉磨损影响寿命
　　污泥含沙量大，对炉内设施产生磨损，影响锅炉的寿命。烟气流速大，磨损与烟气流速的3.6次方成正比，对烟气系统造成磨损，需对锅炉内部相关部件作防磨处理。另外，由于烟气流量增大，烟气上升速度加快，燃烧颗粒炉内停留时间缩短，可能产生停留时间<2S的工况，不符合避免二噁英产生的基本条件。

　　目前，我国污泥处理处置正需要大规模进行以保证水污染控制效果。但是作为主流技术的污泥厌氧消化尚没有大规模应用。有观点认为，利用电厂循环流化床锅炉混烧一定比例的城市污水厂污泥是比较经济可行的。但根据以上分析，还有很多问题需要研究解决，特别是烟气污染物排放标准和工程技术经济指标等问题。
 

编辑：周芸