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此外,现在实际工程设计的污泥掺烧比例也大多在5%~10%的范围,入炉污泥含水率的范围也多为35%~50%。例如,顺德区顺控环投热电项目设计协同处置污泥700t/d(以含水率80%计),其入炉污泥含水率的设计值为40%,掺烧比例的设计值为7.8%;青岛市小涧西二期生活垃圾焚烧与污泥协同处置工程设计协同处置污泥500t/d(以含水率75%计),其入炉污泥含水率的设计值为40%,掺烧比例的设计值为9.2%。在发达国家,污泥与生活垃圾协同焚烧处置也是其处理市政污泥的重要方法之一,例如,日本70%以上的市政污泥所采用的处置方式是以10%左右的比例与生活垃圾掺烧。
协同处置污泥的另一个技术难点在于污泥上料方式的选择。由于污泥在热值、含水率等理化性质上与生活垃圾有所不同,因此,为降低对焚烧炉系统、烟气系统以及余热发电系统运行稳定性的影响,应选择更有利于污泥与生活垃圾均匀入炉的上料方式,尽量降低入炉垃圾的热值波动性。
目前,主要的污泥上料方式有两种:
一是通过小车、管道等途径将污泥均匀抛洒在生活垃圾池中,与生活垃圾混合后进入焚烧炉;
二是污泥单独上料,具体实现形式包括:通过斗提机、皮带输送机等机械输送方式直接将污泥输送至焚烧炉给料斗;或者在垃圾池内设置单独的干污泥储仓,再配置一个小型污泥抓斗,将污泥抓至焚烧炉给料斗等。
两种上料方式各有利弊。第一种方式,污泥可以直接进入垃圾池,与生活垃圾混合的均匀性高,更利于入炉物料热值的稳定;但若采用小车输送,机械化程度低,上料过程中的臭味不易控制,工人工作环境恶劣;管道输送则只适用于含水率高的污泥,而直接掺烧含水率高的污泥经济性差。
第二种污泥单独上料的方式,与生活垃圾的混合度低,入炉物料的均匀化程度低,容易对焚烧炉产生冲击;但这种方式的机械化程度高,较容易对上料过程中的臭味进行控制。具体上料方式可根据项目空间情况等实际限制因素进行选择。
掺烧市政污泥在经济上存在优势,主体焚烧设备、烟气处理设备以及余热利用设备均与焚烧厂共建,节约设备投资与土地费用。运行方面,利于产生规模效益,降低运行成本。大多数市政污泥在污水厂内脱水时,需添加调理剂,以改善污泥的脱水性能,进一步降低脱水后污泥的含水率。调理剂常采用10%左右的熟石灰。因此,当调理后干化污泥被投入焚烧炉后,污泥中的熟石灰会与酸性污染物反应,从而降低了余热锅炉出口烟气中酸性污染物的浓度,有利于节约烟气处理的运行成本。
高云涛的研究表明,当调理后污泥掺烧量为10%时(污泥含水率干化至50%以下),余热锅炉出烟气中的HCl以及SO2的浓度分别下降了6.9%和5.4%。
结论
本文阐述了生活垃圾焚烧厂协同处置市政污泥的意义与必要性,总结了其与政策的相符性,归纳了技术上的可行性与重难点,分析了其在经济上的优势,并提供了相关的实际工程案例。
生活垃圾焚烧厂协同处置此类废弃物,不仅可以解决生活垃圾焚烧行业面临的局部地区入厂生活垃圾不足、处理能力过剩的问题,还可有效解决区域内污泥的处理处置、减量化与资源化问题,有利于无废城市的建设;与此同时,还有效提高了生活垃圾焚烧厂的经济效益,有利于生活垃圾焚烧发电行业的长期、可持续发展。因此,生活垃圾发电厂协同处置污泥等其他有机固体废弃物,是生活垃圾焚烧发电行业的重要发展趋势之一。
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