上海市石洞口污泥干化焚烧15年设计运行经验总结

一期干化焚烧工程在后期运行的过程中遇到了诸多问题，根据工程的后评估结论，主要有以下两点：其一，由于污泥泥质特性及设备实际运行性能偏差的因素，造成实际脱水污泥含水率远大于设计值，导致后端干化焚烧装置的规格偏小，部分污泥得不到处理而需外运填埋；其次，因干化系统导热油盘管磨损等原因造成设备故障，项目起初，系统运行的连续性、稳定性较差。

为解决一期工程中面临的问题，同时按照《上海市城镇排水污泥处理处置规划》的要求，石洞口污水处理厂的污泥处理设施除满足本厂污泥处理需求外，还需处理片区内其他污水处理厂（吴淞、桃浦）的污泥，在此背景下，组织实施了石洞口污水处理厂污泥处理完善工程。

完善工程主要针对一期工程干化系统和相关配套设施存在的问题进行改进，同时通过新建污泥处理线消纳片区吴淞、桃浦两座污水处理厂污泥。工程采用“机械浓缩+机械脱水+干化+焚烧”处理工艺，设计规模72tDS/d。项目于2010年6月立项，2016年8月开工建设，其中新建污泥处理线已经投入运行，现状污泥处理线改造线预计于2019年投入运行。

按照上海市关于城镇污水处理厂提标改造工作的相关要求，2014年6月，石洞口污水处理厂提标改造工程立项建设，并于2017年底成功实现出水水质一级A提标。与此同时，泰和污水处理厂已经开工建设，石洞口片区污泥量将显著增加。

为解决片区增量污泥的出路问题，石洞口污水处理厂污泥处理二期工程应运而生。二期工程处理对象为石洞口污水处理厂提标增量污泥和泰和污水处理厂污泥，处理规模128tDs/d。石洞口本厂的提标增量污泥从现状污泥调蓄池泵送至新建储泥池，经脱水后至干化焚烧单元处理；

泰和污水处理厂污泥在其厂内进行浓缩脱水干化处理，含水率降至约40%后车运至二期工程半干污泥接收坑，通过半干污泥输送设备输送至焚烧单元处理。焚烧产生的高温烟气进入余热锅炉，将热能转移到蒸汽中用于污泥的干化，烟气经处理后达标排放。

石洞口片区污泥处理工程的建设体现了污泥处理系统布局上的集约化，工艺上的减量化、无害化、稳定化和最终处置上的资源化特点，解决了石洞口片区污水处理厂污泥的消纳出路，实现了片区污泥的“全规划、全泥量、全系统、全过程和全循环”的处理，是具有较高水准的污泥综合处理中心。

对于提高上海市污泥处理率，优化污泥处理设施布局，完善污泥处理处置体系有着十分重要的意义。同样，石洞口片区污泥的集中式干化焚烧处理模式也为全国其他城市污泥的处理处置提供了借鉴参考。

2片区污泥处理工艺路线和厂址选择

2.1污泥处理处置工艺路线选择

2.1.1污泥处置

应用于工程层面的污泥处理工艺必须具有稳定化的特点，包括两个方面：一是污泥处理产物有稳定的最终处置出路；二是污泥处理工艺能稳定运行。这就要求首先因地制宜地选择确定污泥的最终出路，其次根据确定的出路选择当前业界公认的、且有工程实例的成熟工艺。目前可大规模工程化应用的污泥处置出路有三条：一是填埋，二是土地利用，三是制成建材后利用。

（1）填埋：目前，上海市污水处理厂污泥处理处置仍以脱水后填埋为主，污泥直接填埋会给填埋场造成种种危害，包括缩短填埋场使用年限、填埋作业困难、堵塞渗滤液收集管道以及造成安全隐患等。

（2）土地利用：污泥经稳定化和无害化处理后，可作为农田、森林及园艺等介质土，因为污泥富含大量的N、P、K等营养元素和有机质，一方面可提供作物生长所需的营养元素，另一方面可作为土壤结构改良剂。然而，制约污泥土地利用的两大因素是病原菌和重金属含量。根据对上海市中心城区污水处理厂污泥特性的相关研究显示，上海中心城区污水处理厂污泥中8项重金属（分别是镍、铜、锌、铬、镉、铅、汞、砷）含量平均值基本符合各类土地利用标准，仅汞含量超过污泥农用标准A级。但从最高值来看，除了铬、铅两项指标含量符合各标准要求以外，其余各项重金属指标普遍难以达到各类标准。

（3）建材利用：污泥的建材利用是将污泥作为制作建筑材料部分原料进行处置，这是污泥资源化利用较好的方式，体现了循环可持续的理念。但建材利用的首要条件是对污泥进行无机稳定化处理，且须以建材生产安全、环保、节能为前提。

2.1.2污泥处理

实际中污泥处置方式的选择，需要根据地区污泥的性质、成分、污泥处理的技术水平等多种因素决定。处置决定处理，处理满足处置。但无论何种处置方式，减量、稳定和无害是满足任何处置要求的最基本要求。在众多的污泥处理工艺中，焚烧技术展现出独特的优点：

可破坏全部有机质，杀死一切病原体，并最大限度地减少污泥体积，焚烧后污泥体积可缩小至原来的10%左右，迅速和较大程度地实现污泥减量化和无害化。污泥焚烧本身就是直接的利用污泥有机热值的方式，利用自身热值对自身进行处理，体现了能源的循环利用和可持续的发展理念，燃烧后放出的热量可以以尾气显热的形式被锅炉回收利用。同时，由于焚烧残渣在性质上发生了根本改变，其最终处置也相对容易，例如，用于制作建材，以实现污泥资源化利用的目的。

污泥焚烧有单独焚烧和掺烧两个方向,根据相关研究结果和实际运行的经验，污泥电厂掺烧处置方案存在诸多弊端，不能稳定保证污泥的全量处置，污泥的含水率和掺混率对焚烧锅炉的安全可靠运行造成了一定的影响，也不利于电厂粉煤灰的利用和烟气处理的稳定达标；

同样，利用水泥窑协同处置污泥作为跨行业的协同处置方式，存在诸多的前提条件，有较大风险。而单独干化焚烧不存在上述弊端，一次性投资，效益永久，通过选择合适的焚烧炉炉型、污泥干化预处理工艺和烟气净化处理工艺，污泥单独焚烧工艺能够彻底地实现污泥的减量化、无害化、稳定化处理。

综合考虑石洞口片区污水处理厂污泥泥质特点，同时按照上海市污泥处理处置规划对上海市污泥处理系统的整体布局要求，石洞口片区的污泥处理处置技术路线为“浓缩脱水+干化+焚烧+建材利用”，在建材利用形成稳定的出路之前，污泥焚烧后的灰渣可外运至老港填埋场填埋。

2.2集约化污泥处理厂平布置

石洞口片区污泥处理工程选址于石洞口污水处理厂内，污水及污泥处理工程总平面布置详见图3。

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