乐鱼,【分享】基于热水解技术的水泥窑协同处置污泥整体解决方案

焦点提醒：【分享】基在热水解手艺的水泥窑协同措置污泥全体处理方案

【分享】基在热水解手艺的水泥窑协同措置污泥全体处理方案水泥手艺2017-10-17

【摘要】本文以热水解工艺作为水泥窑协同措置污泥的前置处置工艺，污泥干化作为入窑前的必需步调；引见热水解手艺在污泥措置中的感化，并给出水泥窑协同措置污泥的两个工艺线路建议，实现的目标是在协同措置污泥的同时，操纵污泥中的无机质洁净转化，为水泥出产进程中的动力耗损供给无益弥补；同时切磋污泥燃烧和掺烧在VODs和飞灰方面引发耽忧的问题，找到处理水泥窑协同措置污泥发生VODs的法子。

水泥窑协同措置污泥是国度住建部、环保部等部分政策鼓动勉励的固废措置办法，特地发布了国度尺度《水泥窑协同措置烧毁物手艺规范》（GB/T 30760-2014）和《水泥窑协同措置固体废料污染防治手艺政策》等文件；北京水泥厂在措置污泥方面走在了前面，为中国环保作出了开辟性的进献。

1、国表里污泥处置、措置环境

遍及意义的污泥处置是指将污泥进行恰当的脱水、加药姑且不变、好氧、厌氧等工艺手段进行减容、减量处置，和部门不变化，污泥的无机成份和污染仍然具有或部门消减，并没有完全“无害化”和“不变化”，并没有完成“措置”；而污泥措置是指污泥在情况中或操纵进程中到达持久不变，并对人体健康和生态情况不发生无害影响，污泥处置工艺要到达无害要求，即污泥处置进程和污泥处置后，污泥残保存在在天然界或残渣变换具有情势，不再引发情况风险，即完全“无害化”和“减量化”。

我国此刻的3500万吨/年的市政污泥，污泥处置率约65%，而措置率不足10%，仅北京（高级厌氧消化）、上海（燃烧）、深圳（部门协同）到达污泥措置尺度；我国现存的3500万吨工业污泥，与市政污泥处置率差不多，而措置率很低，北京水泥厂协同措置工业固废（含工业污泥）是为数不多的实现工业污泥措置的项目。

需要提出的，年夜量的污泥掺烧处置知足了污泥的“减量化”“资本化”和“不变化”方针，最为焦点方针的“无害化”是需要切磋的。

在5月25日北京召开的“第八届污泥论坛”会议上，一改此前会议只切磋各手艺可行性的空气，提出三条污泥措置首要线路：

1、热水解+高级厌氧消化+地盘操纵之市政污泥措置工艺线路；

2、干化（含热水解干化）+热解炭化+燃料（泥土操纵）之市政污泥措置工艺线路；

3、（干化（含热水解干化）&热水解+高级厌氧消化）+水泥窑协同措置之工业污泥措置工艺线路；

同时，因污泥污染是水污染的浓缩物，污土壤壤操纵的心理身分占有首要妨碍，所以，污泥的地盘操纵接管度不高，是水泥窑协同措置最有益的身分。

国外发财国度，污泥措置也是分歧的，例如，日本以燃烧+固化灰渣&干化（比例减小）+碳化为主（比例增年夜），水泥窑协同为辅；欧盟以热水解+高级厌氧消化+地盘操纵&燃烧为主，好氧+地盘操纵为辅；美国以好氧发酵+地盘操纵&热水解+高级厌氧消化+地盘操纵为主，燃烧为辅。

发财国度的污泥燃烧是逐年下降，终究会消逝。

2、当前水泥窑协同措置污泥具有的问题和缘由

《水泥窑协同措置固体废料手艺规范》（GB/T 30760-2014）是水泥窑协同措置污泥的纲要性尺度，原为国度强迫尺度，2017年3月23日，转为保举性尺度，不再作为强迫性尺度具有；《水泥窑协同措置固体废料污染节制尺度》（GB 30485-2013），也没有收录在国度尺度全文公然系统。

对水泥窑协同措置污泥，水泥行业和环保行业均有分歧的观点。

尽人皆知的身分，很多水泥窑协同措置污泥项目，较为粗放，污泥添加药剂（通常为钙剂）简单脱水后，高含水的污泥年夜颗、成团即进入水泥窑，影响烧成温度，形成熟料质量降落（表示不较着），对污染排放带来的影响也是莫衷一是，没有权势巨子的说法，这类项目省去最为坚苦的污泥干燥环节，但这不是严谨的作法，粗放的水泥窑协同处置污泥项目，会晤临整改要求。

还存眷水泥窑协同措置污泥的排放问题，《GB 30485-2013》划定了水泥窑烟气排放尺度，和进程的污染节制尺度和方式，一个引发争议的身分，水泥窑协同措置污泥的烟气排放是颠末年夜比例“稀释”，按划一排放尺度，水泥窑的排放总量远弘远在污泥燃烧，这是一些污泥燃烧业者的熟悉，但也有可能具有这个环境；假如污泥在水泥窑的插手点选择不妥，其VODs（挥发性无机物）污染是很严峻的，这点毋容置疑。

还一个带来显性的身分，就是臭味节制，产生在污泥入窑前环节，特殊是产生在污泥干燥环节，虽然现实污染其实不严峻，可是味道引发“邻避”效应，也年夜年夜恶化水泥厂工作情况。

以上问题的具有，形成水泥厂对水泥窑协同措置污泥项目常常退避，但这些问题，在有公道工艺方案的环境下，都能够处理。

3、汉能清源的全体处理方案和热水解手艺

北京汉能清源科技无限公司在污泥处置、措置方面尽力多年，针对污泥处置工艺能耗年夜、排放高、功课情况差、邻避效应重的问题，研发了整套污泥处置工艺，要害装备自立设想和制造，经济性表示比进口装备好。

1、全体处理方案概述

针对水泥窑协同措置污泥的特征，恰当调剂特地扶植的污泥措置项目工艺设想、优化设置装备摆设以下：

工艺方案1流程图

工艺方案1，针对市政污泥和工业污泥（无机物含量＞45%）：

热水解+高级厌氧消化（可加餐厨厌氧结合）+压滤&干燥+分化炉插手。

工艺方案2流程图

工艺方案2，针对市政污泥和工业污泥（无机物含量＜40%）：

热水解+压滤&滤液厌氧+干燥+分化炉（窑尾）插手。

以上2个方案，没有严酷边界，插手高级厌氧消化的目标，在在发生沼气用在内燃机间接拖动水泥窑尾高温风机、排风机等用电装备，有很好的经济性，具体项目能够加以选择。

方案2，比力方案1的污泥高级厌氧工艺，是将滤液快速厌氧，沼气产量相当在方案1的30%，但投资、占地年夜年夜下降，需要具体比力增����APP加的沼气在拖动方面的收益和投资收益差，连系污泥特征，来比力决议。

在方案图示上，干燥的污泥插手点能够选择温度在900℃以上，烟气氧含量＞8%的处所，并包管逗留时候＞1秒，插手体例为流态喷入，燃烧前提能够包管无机物燃尽，避免VODs的排放问题。

别的，汉能清源已在水泥行业实现首台套汽电双驱窑尾高温风机的案例（驱动系统见下图），该项目是由北京汉能清源科技无限公司供给整套的、进步前辈的、成熟的和平安靠得住的汽轮机驱动窑尾高温风机系统（利用在汪清北方5000ｔ/ｄ水泥熟料出产线上），2017年2月6日开工扶植， 5月18日项目投入运转。今朝，该项目运转不变、主动化法式高，水泥熟料可比分析电耗下降约10kWh/t，完全处理了阶梯电价的问题，经济效益也很好，为内燃机间接拖动窑尾高温风机等用电装备打下了坚实的根本。

2、热水解手艺引见

“HinergyTHP污泥热水解手艺”是北京汉能清源科技无限公司的专利手艺，该手艺已完成中试工作，进入工业化示范阶段。

“HinergyTHP污泥热水解手艺”工艺处置来自市政糊口污水处置和生物化工工业废水处置进程中发生的污泥，污泥进入污泥料仓，颠末浆化调度落后入高压水热解反映器，污泥经高温高压蒸汽加热产生一系列水解反映，形成微生物絮体解体、细胞破壁，羟基和羧基脱水，长链烃断裂为短链。使得难以脱除的内部水和细胞水和连系水转化为易在脱出的自在水，从而年夜幅度提高污泥脱水机能。污泥颠末水热反映后，经由过程压滤脱水获得干化污泥与脱水滤液。

污泥热水解反映手艺，是特地为污泥热水摆脱水处置与高级厌氧消化、和污泥低温碳化开辟的工艺手艺，其凸起的手艺特征是：

A、减量幅度年夜。水热解后的污泥经机器压滤，含固率提高到50%以上，减量65%以上。

B、致病风险无。全封锁系统，措置进程不发生异味；系统高温情况完全消弭污泥中的生物活性，使污泥不再有致病生物风险，处置事后的污泥无臭味披发。

C、热效力高。工作压力为0.6-0.9MPa，污泥含水为饱和态，不发生水蒸发，热耗极低，污泥的热水解速度提高，污泥快速升温，快速热水解，性状产生底子改变，污泥状况不变。

D、运转本钱低。热水解反映进程没有蒸刊行为，与序批式污泥水热处置比拟，热耗下降50%，与热干化工艺比拟，热耗下降80%-85%以上，是高度节能的工艺设想；污泥不需要加药调质，再下降处置本钱。

热水解系统中试现场照片

3、污泥措置全体处理方案的优胜性

全体处理方案从完全无害化方面入手，以资本化为增效益手段，实现全进程“环保”，流程从污泥进厂最先，全程封锁加消弭臭味，终究将污泥融入水泥熟料，实现完全消减。

其优胜性表现以下：

A、全工艺进程封锁，无泄露，无臭味；

B、手艺进步前辈，能耗低，比欧美领先的工艺装备能耗低，工艺结果分歧；

C、装备工艺全体性好，特地设想，无缝婚配；

D、资本化操纵充实，无资本错置和华侈。

4、经济性阐发例：典型的300吨/天项目

经济性阐发以工艺方案1为例。

4.1、投资总额

300吨/天的装备、安装和土建项目投资以下表：

300吨/天水泥窑协同措置污泥的项目装备投资为：12835万元，本投资不含水泥窑喂料革新部门。

4.2、污泥收入与污泥资本化收入

因污泥地区分歧，经济成长程度分歧，污泥处置补助也分歧，市政污泥一般在200元-400元/吨，工业污泥一般在280元-600元/吨，补助跨度很年夜，与当局协商的弹性也很年夜。

污泥资本化收益比力肯定，以沼气产量约21000m?/天为例，经由过程燃气内燃机能够实现2MW以上的动力输出，拖动水泥厂用电装备，天天能够节流电费收入约50000kwh。

污泥在颠末热水解厌氧后，可燃无机物还残剩40-50%，干基热值在1000-1300kcal/kg，按热值计较，污泥燃料替换能够节流1000吨煤。

以上三个部门的投资收益的计较请成心向的水泥出产企业自行核算。

4.3、扼要财政阐发

扼要财政阐发基在以下假定前提：

项目装备折旧期同一按10年核算，污泥措置费收入按275元/吨核算，电费按0.65元/kwh核算，煤按500元/吨核算。

见下表

申明：税收项按全额税收，现实减免政策按各地政策履行，增值税减免的履行各地界定分歧。

5、建议与结论

以热水解手艺为手艺焦点的污泥无害化措置在北京市获得了成功，势必指导我国污泥措置的资本化标的目的。本文认为水泥窑协同措置污泥项目不该因陋就简，期望简单更换装备便可以处置污泥，从投资角度是对的，但应看到污泥措置的手艺复杂性和污泥污染严峻性，加上当局对环保的要求和律例几回再三提高和居平易近“邻避”加重，简单协同措置污泥项目投资吊水漂的工作会不竭产生。

今朝，国内企业和科研单元颠末近十年的摸索和挑选，污泥措置手艺接近最准确的标的目的，装备研发和项目质量已能够知足污泥措置需求，而且本钱年夜年夜下降，项目装备上，从国际进步前辈程度的10-20万美元/吨投资，降到35-50万元人平易近币/吨投资，已合适我国国情，不克不及过在期望价廉而物美。

建议国内水泥企业捉住当前污泥措置的紧急性与环保投资的政策撑持，扶植水泥窑协同措置污泥的尺度项目，对污泥措置费和物价的涨幅具有可比性，污泥措置费的价钱会不竭升高，协同措置项目标收益会水长船高。

建议当局部分要进一步加年夜对水泥窑协同措置固体废料的撑持力度，不单是落在纸上，还要落到现实步履中，经由过程不竭手艺立异，实现水泥行业转型进级、科学成长。

参考文献：

1、《操纵水泥窑协同措置烧毁物手艺研究和项目利用》 2016 胡芝娟李海龙

2、《我国水泥窑协同措置糊口垃圾是的近况、问题和对策》 2016 崔源声蒋永富徐荣

3、《糊口垃圾气化水泥窑协同措置手艺研究和利用》 2016 陈晓东李威刘海兵郝利炜

4、《污水处置厂污泥厌氧消化和操纵》 2010 胡立能

5、《沼气池内氧化脱除硫化氢工艺》单明焕等

来历：北京汉能清源科技无限公司

作者：聂赤军 陈立新

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