燃煤锅炉掺烧粘胶纤维水处理污泥及工艺废气可行性研究

摘要：指出了纤维素行业污水处理难度大，污泥产生量较大，且可循环利用价值低，此外粘胶纤维行业产生的恶臭影响也较大。一般利用燃煤锅炉来协同处置水处理污泥及工艺废气，资源化利用污泥燃烧产生的热值，降低恶臭对大气环境的影响。分析研究了目前应用较多的热电厂污泥掺烧模式，对比了实施“高干脱水十半干污泥入炉掺烧”的3个厂家的实际运行效果，以供参考。

关键词：粘胶纤维行业;水处理;污泥;协同处置

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（ 2020） 2-0143-02

1 项目概述

目前国内纤维素行业产生的污泥大都按照一般固废管理，国际上仍没有可以借鉴的有效资源利用方法，目前仍然采用传统的焚烧或卫生填埋方式处理。由于污泥处理处置运行成本最高可占污水处理总费用的50%，相当一部分纤维素企业的废水污泥并未得到有效的处理处置。一方面纤维素行业废水排放量和污泥量不断增大，另一方面纤维素行业又难以承受高额的污泥处理处置费用，污泥处理处置逐渐成为纤维素行业可持续发展的瓶颈，这一矛盾将随着纤维素行业的发展更加突出。

利用热电厂锅炉协同处置城镇污泥及一般工业固废污泥已经成为我国东部地区及大城市解决污泥处置难题的主要途径之一。如常州广源热电公司与常州市建设局排水管理处联合研发了循环流化床锅炉焚烧污泥技术，并于2005年利用广源热电现有3台75t/h循环流化床锅炉建设城市污泥处置项目，形成日处理污泥300 t的能力。

为解决粘胶纤维行业污水处理污泥等一般固废出路问题，赛得利（福建）纤维有限公司、兰精南京纤维有限公司、南京法伯耳纺织有限公司等企业均采用燃煤锅炉协同处置方式处理自己产生的污水污泥等一般固废。如赛得利（福建）纤维有限公司利用厂区自建l90t/h燃煤循环流化床锅炉协同处置厂区自产废水污泥20000t/年。

2 协同处置模式选择

目前应用较多的热电厂污泥掺烧模式有：湿污泥直接入炉掺烧、高干脱水+半干污泥人炉掺烧、热干化十干污泥人炉掺烧3种模式。

湿污泥（含水率80%左右）直接人炉掺烧会严重影响锅炉温度和锅炉出力，采用较少。其余均采用高干脱水或热干化模式对人炉污泥进行预处理。

污泥的大规模、工业化处理工艺中最常见的是热力干化。事实上，通常人们所讨论的“干化”多数是指热力干化。热力干化是指利用燃烧化石燃料所产生的热量或工业余热、废热，通过专门的工艺和设备，使污泥失去部分或大部分水分的过程。这一过程具有处理时间短、占用场地小、处理能力大、减量率高、卫生化程度高、外部因素影响小（如气候、污泥性质等）、最终处置适用性好和灵活性高等优点。

污泥热力干化工艺通常有半干化（含水率不高于40%）和全干化（含水率低于20%）兩种，热干化工艺一般仅用脱水污泥，主要技术性能指标（以单机升水蒸发量计）为：热能消耗2940～4200 kj/kg H20，电能消耗0. 04～0. 90 kW/kg H2O。

但热力干化的缺点在于初建投资大，具有一定的运行风险，采用化石燃料提供热能的成本因燃料价格而相对较高。

高干脱水一般是指采用化学和物理的综合方法对污泥颗粒进行表面化学改性，使其颗粒表面的水和毛细孔道中的束搏水使其成为自由水，然后通过高强度机械压滤析出达到高于的目的。一般污泥是通过加药改性和机械压滤方式把含水率从80%左右降低至50%以下。

该技术是从机理、药剂、机械进行匹配。其中所加药剂可以通过电中和作用、氢键作用和架桥作用将水中的微粒凝聚成较大的絮体而聚沉下来。污泥加药后，泥中的胶体结构因加药发生化学反应，在胶核上形成结晶和长大，吸附水转化为结晶结构水，结晶结构形成后即实现了生活污水污泥的固态化。这种固态化的过程是不可逆的过程从而保证了改性后污泥不致二次污泥化并且污泥形成晶体结构后，其所含水分可被迅速分离蒸发。高干脱水技术从污泥含水分的赋存状态人手，根据物化性分段对应，按其物性，各得其所。具有学科交叉，技术嫁接的创新特点，但改性药剂会提高污泥中灰分的含量，增加掺烧后的灰渣产生量，需确保新增灰渣的去向稳定。

3 实际运行效果

本文选择了实施“高干脱水十半干污泥人炉掺烧”的3个厂家，对其实际运行效果进行分析，该3个厂均利用自备电厂协同处置水处理污泥及工艺废气二硫化碳和硫化氢，3个厂家基本情况见表1。

根据以上3个工厂2018年废气例行监测报告，其排放的烟尘、SO2和NOx均能达到超低排放标准要求，厂界二硫化碳、硫化氢和臭气浓度的监测值也均能满足环境质量标准要求。与采用传统填埋等方式处理污泥相比较，处理每吨污泥约可节约330元，减轻了企业污染治理成本。

4 结语

利用“高干脱水十半干污泥人炉掺烧”来处理粘胶纤维行业产生的水处理污泥和工艺废气，可满足粘胶纤维企业产生的污泥等一般工业固废的规范化处置需求，降低污泥处置费用。利用燃煤锅炉协同深度处理工艺尾气，可进一步降低项目废气对周边大气的影响，提高周边地区大气环境承载力。

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作者简介：张黎（1986-），硕士，丁程师，研究方向为环境规划与管理。