上海市石洞口污泥干化焚烧15年设计运行经验总结

4.1.2污水处理厂提标改造增量污泥

随着各大城市纷纷开展污水处理厂出水的提标改造，随之而来的污泥量也必然增加。污泥处理工程规模的确定必须将污水处理厂提标改造增量污泥考虑进去。当然，由于项目建设时序性原因，新建污泥工程也难以兼顾片区所有污水处理厂的提标改造，但对于整个区域的污泥处理，应统一规划，结合污泥工程的近远期建设消纳提标改造增量污泥。

就石洞口片区而言，污泥完善工程将石洞口本厂和吴淞、桃浦三座污水处理厂现状污泥量全部纳入其中。但在完善工程建设的同时，石洞口污水处理厂完成了出水一级A提标，污泥量有增加，这部分提标增量污泥的出路将是十分棘手的问题。基于片区污泥处理的统一规划布局，污泥完善工程设计时未将石洞口污水处理厂提标改造增量污泥纳入其中。

一方面，在完善工程设计阶段，石洞口污水处理厂提标项目处于前期预可审批阶段，工程出水水质标准、工艺流程等尚未完全确定，因而提标改造污泥量也不能准确预估；另一方面，结合拟建设的泰和污水处理厂，可通过扩建污泥处理设施将片区增量污泥一并进行集中处理。污泥处理二期工程作为片区污泥处理的托底工程，着眼整个片区，在消纳片区增量污泥的同时，考虑了各种不利情况下区域污泥的整体协同处理。

4.1.3面源污染治理引起的增量污泥

随着面源污染治理的加强，因初期雨水截流，导致污水处理厂雨季产泥量增加，在污泥量计算时必须考虑初期雨水截流处理引起的增量污泥。石洞口片区泰和污水处理厂针对雨污混接问题及雨季的溢流调蓄，新建15万m3调蓄池，在近期40万m3/d污水处理规模污泥量计算时，除考虑污水处理厂80tDs/d（按干基污泥计）旱季污泥外，还考虑了16tDs/d因面源污染引起的增量污泥。

污泥处理二期工程设计中，将泰和污水处理厂16tDs/d的面源污染增量污泥纳入处理规模中。

4.2污泥杂质

污水中呈现各种形态的有机、无机杂质，其中砂粒等小颗粒杂质难以通过传统的预处理段得到有效去除而进入后续污泥处理系统，给污泥处理设备运行带来了非常不利的影响。例如，在上海市白龙港污泥厌氧消化工程中，进入消化系统的污泥中含有大量浮渣，严重干扰了消化系统的正常运行，在对其处理的过程中又伴随有严重的安全隐患，污泥中的高含渣量对污泥管道、污泥处理设备的正常运行产生了严重威胁。

同样，石洞口污水处理厂进水杂质及砂含量较大，而现有预处理工艺为常规机械粗、细格栅和水力旋流沉砂池，除渣、除砂作用有限，导致剩余污泥中含砂量较大。这对后续干化焚烧设备的运行造成了很大的负面影响。一期工程自2006年10月起，因含砂量多致磨损严重，干化系统换热器导热油管出现了多次泄漏，系统各部件因磨损致停机修理较频繁，影响系统初期运行的连续性、稳定性和安全性。

污泥处理段进泥含砂量的高低取决于污水处理系统中砂粒的去除率。首先，在污水处理中必须兼顾后端污泥处理的需求，采取必要的工程措施降低污泥杂质的含量。在石洞口污水处理厂提标改造工程中，针对剩余污泥杂质含量较高的问题，通过在现状污泥调蓄池前增设污泥杂质分离设备，对剩余污泥进行杂质分离，降低进入后续污泥完善工程和污泥二期工程干化焚烧设备的污泥杂质含量。

另一方面，在污泥处理段，应注重对干化设备、螺杆泵、螺旋输送机、输送管道等进行专门的防磨设计，降低砂粒对设备的磨损破坏。

4.3污泥含水率及热值

干化焚烧工程设计常用的污泥泥质指标主要有含水率、有机质含量、热值、重金属含量等，其中污泥含水率和热值是干化焚烧工艺设计最主要的参数。

4.3.1脱水污泥含水率

蒸发水量是衡量干化设备处理能力的一个主要指标，也是干化设备选型的主要参数。进入干化设备的脱水污泥含水率越低，在相同蒸发量的情况下，处理的污泥量就越高。反之，当进入干化设备的脱水污泥含水率高于原设计值，污泥干化焚烧设备实际处理能力将达不到设计处理量。

另一方面，脱水污泥含水率增高时，其体积也将大大增加，造成污泥输送、处理设备的处理能力偏小。石洞口污水处理厂污泥处理一期工程多年的运营经验表明，因石洞口污水处理厂的污泥中含有较难去除的毛细管结合水、表面附着水及微生物细胞内部水，在实际运行中板框压滤机及后继增设的带式压滤机和离心脱水机均无法达到原设计的70%含水率。

由于进入干化焚烧装置的脱水污泥含水率远大于原设计值，造成干化焚烧装置的规格偏小，部分剩余污泥只能经浓缩、脱水后直接外运填埋处置。可见，脱水污泥含水率是干化焚烧工程设计中相当重要的参数，必须高度重视脱水污泥含水率的可达性。

4.3.2入炉污泥含水率及污泥热值

如果污泥过度干化，即入炉污泥含水率较低，干化系统能耗大，高干度污泥在焚烧炉中燃烧生成高温烟气，经余热利用系统将余热回用于污泥的干化，干化过程不足能量还需要补充大量外加辅助能量。同时，由于高干度污泥的热值高，造成焚烧炉超温，对设备材质、系统安装、运行管理等都提出了更高的要求。

如果污泥干化不足，焚烧炉的稳定运行需通过增加大量辅助燃料才能保证，供热越多损失也越多，总能耗较高。因此，污泥干化焚烧设计追求的核心目标是以最少的能量消耗实现污泥的彻底减量化和无害化处理。换句话说，在工艺设计时，应通过能量平衡计算，确定最佳入炉污泥含水率，以求在污泥焚烧产生的余热蒸汽量的基础上，补充最少的外来热量来满足污泥干化所需的能量，同时保证焚烧炉的稳定运行。

实际工程中，污泥热值一般会呈现较大的季节性变化，2016年1月～2017年8月石洞口污水处理厂脱水污泥干燥基热值统计数据显示，污泥干基高峰热值为19.9MJ/kg，谷值为10.8MJ/kg，峰谷值相差近一倍；同时，2017年污泥的热值与2016年相比有所下降，污泥热值数据统计详见图4。

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