一、项目概况
随着经济的发展和人民生活水平的提高,城市化进程不断加快,工业污水、生活污水产生量不断增加,由此产生的污泥量也越来越多。常熟市目前水处理污泥的主要去向为填埋场填埋,但随着填埋场填埋容量逐渐饱和,水处理污泥的科学化处理处置成为困扰常熟市可持续发展的一个关键问题。常熟市部分印染企业通过自备燃煤锅炉焚烧厂内产生的水处理污泥,但这一处理方式存在较大的环保与安全隐患。为了安全有效解决水处理污泥的处理处置问题,积极响应“两减六治三提升”专项行动方案中对35吨/小时及以下的燃煤锅炉全部淘汰或实施清洁能源替代的要求,常熟市通过建立统一集中的污泥干化焚烧基地处理水处理污泥。
二、原理优点
本项目拟采用污泥“干化焚烧”处置技术,利用华润电力(常熟)有限公司产生的蒸汽,通过间接传热干化技术将湿污泥含水率降至30%左右,污泥干化后再按一定比例与华润电力(常熟)有限公司燃煤混合后送入该公司现有锅炉焚烧处置,实现污泥减量化、稳定化、无害化,并利用污泥热值发电。
本项目为污泥干化焚烧项目,主要有以下特点:
(1)本项目为环保型项目,可以实现污泥减量化、无害化和资源化。
(2)本项目处置的污泥为一般固废水处理污泥,不处置属于危险废物的水处理污泥。
(3)污泥经圆盘干化机干化后送至华润电力现有锅炉掺烧,干化污泥进炉焚烧前需严格控制掺烧比例,本项目掺烧比例为2.66%(按华润电力3台锅炉平均计算,单台炉掺烧比按照《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》要求不超过8%)。掺烧污泥后,原脱硫系统通过加装喷淋层喷头、提高喷淋量进行优化,提高脱硫效率以满足污染物达标排放要求。
(4)本项目湿污泥仓、污泥干化综合厂房除臭风机收集的臭气,污泥干化工序产生的尾气经旋风除尘器+冷凝处理后的不凝废气,污水处理站产生的臭气作为锅炉新风送入华润电力现有燃煤锅炉内焚烧处置。
三、工艺流程
①蒸发过程:物料表面的水分汽化后,由于物料表面的水蒸汽气压高于介质(空气)中的水蒸汽气压,水分从物料表面移入介质。
②扩散过程:是与汽化密切相关的传质过程,当物料表面的水分被蒸发掉,形成物料表面的湿度低于物料内部湿度,此时,需要热量的推动力将水分从内部转移到表面。上述两个过程的持续、交替进行,基本上反应了干化的机理。一般来说,水分的扩散速度随着污泥的干化度要不断降低,而表面水分的汽化速度则随着干化度增加而增加。这就造成了后半段高干度污泥干化时速度的降低,因此需要有更大的换热表面才能完成最后一段水分的蒸发。本工程确定污泥干化到含水率30%。从设备的运行、维护、安全性、操作方便性、使用寿命等几个方面综合考虑,本项目干化设备采用间接加热式干化机,干化机主体由一个圆筒的外壳和一组中心贯穿的转盘组成。转盘组是中空的,热水蒸汽从这里流过,把热量通过转盘间接传输给污泥。污泥在转盘与外壳之间流过,接受转盘传递的热,蒸发水分。污泥水分形成的水蒸汽聚集在转盘上方的穹顶里,被少量的通风带出干化机。污泥干化机的加热介质为华润电力蒸汽系统提供的1.7~1.8MPa、300-380℃蒸汽,先引入减温减压装置,经减温减压至0.4~0.6MPa、160~180℃后进入污泥干化机。
冷凝器采用循环冷却水对水蒸气进行夹套冷却。进料污泥含水率为60~80%,干化出泥含水率30~40%可调,热源饱和蒸汽进入干燥机内放热后在底部凝结成液态水,通过干燥机底部的一套专用疏水阀组排出机体,排出的蒸汽冷凝水经冷却器适当冷却后汇集至蒸汽冷凝水箱暂存,再由一套冷凝水泵增压后连续泵送至华润电力,不排放。
④干污泥输送至干污泥仓
在污泥干化机的出口设置刮板输送机对干污泥(干污泥含水率约30%左右,粒径为1~6毫米)进行输送,刮板输送机本身设计为全密闭状态,与干化车间环境完全隔离。刮板输送机放置于地坑当中,地坑上方设置盖板,采用这样的设计可将臭气外溢降低至最低限度。污泥经刮板输送机、分料螺旋机、Z型刮板机将污泥提升到地上密闭钢制泥仓(共两台,8×4×6m,总容量380m3,污泥处在实时运输中,华润电力共三台机组,基本不存在三台机组全部同时停机检修的情况,如果华润电力三台机组同时停机,供应本项目的蒸汽来源也随之停供,则污泥干化系统无法正常运行,不生产干污泥)暂存。污泥通过地上钢制泥仓配置的卸料滑架和螺旋机均匀的输送至皮带机,由皮带机将污泥输送至斗提机,经斗提机提升后,用圆管式皮带输送机和落料端刮板输送机水平送入华润电力煤仓间与煤炭混合,最后送入华润电力现有锅炉内焚烧处理。干污泥仓为密闭钢制泥仓,通过钢制泥仓配置的卸料滑架和螺旋机均匀的输送物料,可以有效控制扬尘的产生,防止臭气外泄并且实现物料输送量的可控调节。为改善厂房内的空气质量,所有输送机械采用密封设置,且在污泥输送和储存环节的空间内设置负压抽风措施。
流程图如图(1)所示:
图(1)工艺流程图
四、工艺设备
本系统拟选用9台圆盘干燥机,干燥机采用变频调速控制,干化用热源为低品位蒸汽,参数约为1.7~1.8MPa的饱和蒸汽。系统设备参数如下:(1)装机功率:110kw;(2)外形尺寸:10100×3000×3550mm;(3)传热面积:420m2;(4)全容量:29m3;(5)转速:0~9r/min(变频可调);(6)干化方式:间接传热;(7)配套设备:减速机,齿轮传动等。主要设备如图(2)所示:
图(2)污泥干化主要设备
五、效益
1.经济效益分析
本项目总投资21300万元,项目投产后将带来明显的经济效益。能够达到基准收益率8%的盈利水平,项目年均利润额为2005万元,财务净现值为5476万元。本项目的投产也将为国家及地方财政收入作出一定的贡献。
2.环境经济损益分析
本项目属环保工程,对于污泥处理具有无害化彻底、减量化显著等优点,也是近年来污泥处置的较好途径,本项目的实施为当地污泥的稳定处置提供了支持,从而间接对当地的经济、社会可持续发展提供支持。本目建设完备可靠的废气治理措施,因而可使排入周围环境的污染物大大降低,具有明显的环境效益;项目噪声处理主要是尽量选用低噪声的先进设备,关键部位加胶垫以减少振动并设吸收板或隔音板以减少噪声,这样明显减少噪声对厂界的影响,改善了工作环境;项目产生的固体废弃物中对属于国家规定危险废物之列的固体废物,委托有资质的处置单位进行妥善处理,对各具有一定再利用价值的废物,外售综合利用;对员工办公与生活中产生的生活垃圾,在厂内定点收集储存,按照当地环境保护和卫生管理部门的要求统一处置。因此,本项目产生的“三废”在采取合理的处理处置措施后,可明显减低其对环境的危害。
六、参考标准
《中电环保(常熟)固废处理有限公司常熟市污泥处理处置项目(重大变动重新报批)环境影响报告书》