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2.回转窑
回转窑常用水泥和石灰烧制,其结构采用卧式圆筒状,外壳一般用钢板卷制成,衬耐火材料(可以为砖结构,也可为高温耐火混凝土预制)。窑体的一端以螺旋加料器或其他方式进行加料,另一端将燃尽的灰烬排出炉外。其操作弹性大,能处理多种混合固废,长期连续运转。但热效率较低,且排气中常携带污泥中的有害有臭气体,故必须进行二次焚烧处理。
3.流化床
流化床焚烧炉主体设备是1个圆形塔体,下部设有分配气体的分配板,塔内壁衬耐火材料,装有一定的耐热粒状载体。流化床焚烧技术是利用污泥热能的最常用技术,焚烧温度通常为815~850℃,适用于大处理量要求。流化床焚烧炉的优势在于大面积燃烧、强烈的湍流强度和较长的停留时间。如对于平均粒径为0.13mm 的床料,流化床全接触面积可达1420m2。连续加料、出料,自动调节,能有效控制NOx及CO污染物,但流化床动力消耗大,排出粉尘量大,需要较复杂的除尘装置。
污泥焚烧工艺在国内外的应用
污泥焚烧在世界上已有70多年的发展历史。1934年,美国密西根Dearborn 安装有记录的第一台污泥焚烧炉,1962年,德国率先建设并开始运行欧洲第一座污泥焚烧厂。如今在日本,污泥焚烧处理已经占污泥处理总量的60%以上,欧盟也在10%以上。
在美国,每年产生的干污泥总量约700万t,其中15%~22%的进入同步焚烧系统进行无害化处理。值得一提的是美国几乎所有的污泥焚烧系统都建在污水厂内,污泥无需转运。全美计划污泥焚烧系统将污泥脱水后直接焚烧处理。
在欧洲,由于污泥填埋标准提高,部分国家已禁止填埋或用于农业,污泥焚烧比例较高。其中2010年~2011年污泥焚烧比例超过50% 的国家有荷兰(99%)、比利时(86%)、瑞士(59%)、斯洛文尼亚(58%)、德国(55%)。欧洲焚烧工艺路线与国内相同,均采用干化后焚烧,2010年污泥干化厂已超过450座。
在日本,焚烧法处置污泥发展迅速,规模较大的污水处理厂大都采用焚烧法处理污泥,截止至2009年焚烧炉使用台数已达707台,以回转式(408台) 及流化床(253台) 为主。据统计,2011年日本全国污水处理厂污泥产生量为222 万t(以干固计算),其中污泥焚烧比例高达66.9%。
在我国,污泥干化焚烧比例较低,以2012年为例,焚烧污泥比例仅5.6%,且大多数污泥焚烧厂集中建设于长三角地区,焚烧炉类型也以回转式焚烧炉与流化床为主。上海石洞口污泥干化焚烧项目是我国运行较早的工程,该项目处理量为180t/d,采用流化床干化系统和流化床焚烧系统相结合的工艺流程。随后浙江部分地区陆续新建污泥单独焚烧工程,主要采用雾化干燥联合回转式焚烧炉的方法,其处理量在300~600t/d 不等。
因地制宜是污泥处理处置方案比选决策的前提,虽然我国污泥焚烧处理起步较晚,且焚烧比例较低,但经过近十几年的不断发展已取得较大程度的进步。期待污泥干化焚烧在今后政策、法规、产业联盟、技术、装备等多方面支持下,结合城市建筑垃圾资源化,使灰渣最终实现资源循环。
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