欧洲污泥干化焚烧处理技术的应用与发展趋势

欧洲污泥干化焚烧处理技术的应用与发展趋势

黄凌军　杜　红　鲁承虎　黄国民

提要　介绍了德国、意大利、奥地利、比利时及荷兰欧洲五国共八个代表性的污泥处理处置厂的工艺要点及运行状况,分析论述了欧洲污泥处理处置方式的发展趋势。结合我国国情特点及个人工程经验,对污泥干化焚烧技术在我国的应用从技术路线发展、工艺选择、规划、建设等方面进行了具体的探讨。

关键词　污泥处理　干化焚烧　应用　欧洲

污泥干化焚烧技术在欧洲应用已有20多年。该技术是多学科与技术应用领域的交叉融合,主要利用热力学与流体力学的原理,结合机械与材料技术,进行污泥处置,可以很好地达到“减量化、无害化、资源化”的污泥处理处置目标。本文针对德国、意大利、奥地利、比利时及荷兰欧洲五国的八个污泥处理处置厂的情况,介绍污泥干化焚烧技术在欧洲的应用及欧洲污泥处理处置方式的发展前景,对该技术在我国的应用进行了探讨。1　污泥处理处置厂介绍

目前污泥干化焚烧的主要工艺有:对流方式传热的流化床(WABA G)、转鼓干燥器(Andritz),传导加热方式的立式转盘(SEGHERS)、卧式转盘(Atlas2 stord),对流与传导加热相结合的涡轮薄膜干化(VOMM)及INNO二级干化(Schwing)。用于污泥处理的焚烧炉主要是流化床焚烧炉。以下介绍采用上述工艺在欧洲污泥处理处置厂的应用与运行状况。

八个厂的基本情况见表1。

表1　污　泥　处　理　处　置　厂　概　况

序号名 称国家处理能力主要设备投产时间设备制造商最终处置

1CONSORZIO CUOIO

DEPUR S1P1A1

意大利100tDS/d涡轮薄膜干燥器

一期1996

二期2001

意大利VOMM公司填埋

2Graz2G ossendorf Sewage

Sludge Drying Plant

奥地利约33tDS/d转鼓干燥器1997奥地利Andritz焚烧

3PVS Wien奥地利115tDS/d 薄膜蒸发器+带

式干燥器

2001美国Schwing焚烧

4Aquafin N.V.

Dijkstraat8-B-2630

Aartselaar

比利时10000tDS/a流化床2001德国WABA G焚烧

5WWWTP Stuttgart德国84tDS/d 转盘式干燥机,

流化床焚烧炉

Ⅰ线1984

Ⅱ线1992

德国BAMA G公司总包,

干化设备分别由Atlas2

stord与WUL FF提供。

灰分填埋

6Aquafin N1V1

Waterzuiveruing W1Z1K1

比利时20000tDS/a

硬颗粒造粒机,

流化床焚烧炉

造粒机2001

焚烧炉1985

比利时SEGHERS表面覆土

7Aquafin N1V1

RWZI Deurne

Antwerpen

比利时10000tDS/a硬颗粒造粒机1998比利时SEGHERS焚烧

8SNB

N.V.Slibverwerking Noord

Brabant

荷兰365tDS/d

转盘式干燥机,

流化床焚烧炉

1997

德国BAMA G总包

焚烧炉THYSSEN

干燥器Atlas2stord

建筑材料

给水排水　V ol129　N o111　200319　

位于意大利比萨和佛罗伦萨之间的CUOIO DEPUR污水处理厂,建有目前意大利最大规模的污泥干化处理设施。污泥干化采用VOMM公司的涡轮薄膜干燥技术,其特点是同时进行对流与传导加热。该厂设计能力为日水蒸发量192m3,进泥含固率约30%,出泥含固率为83%,4条生产线。目前实际日处理泥量为200t,3条生产线运行。该厂的污泥贮存与输送系统设计较复杂,设置了多种输送可能性,除了污水处理厂产出的污泥,还可以接收外来的脱水污泥;热源供给、干化设备及尾气处理设计较为简明。该系统的特点是:污泥在干燥器内的停留时间很短(2～3min);干燥器内的污泥量少;出泥较细(小于1mm)且均匀,不需筛分与返混;出料污泥含固率可调。

Graz2G ossendorf污泥干化厂采用Andritz三通道转鼓干燥器,利用热气流的流速及温度,进行对流传热并带动污泥在干燥器内移动。该厂接收来自相邻污水处理厂的消化污泥。污泥(含固率为25%)经带式脱水机脱水后输入高位的污泥斗,与回流的干泥混拌,调节含固率至65%后进入干燥器。转鼓的出泥需经筛分,较大块需要碾碎,与较细小的干泥一并回到混拌装置中与湿泥混拌。系统安全控制因素主要是温度。该厂可无人值守,自动开机与关机,运行较为稳定。

STEINACH污水处理厂是位于奥地利Inns2 bruck附近的市政污水处理厂,该厂于2001年建成,处理规模为112万人口当量,污水处理采用间歇SBR法。全厂设计紧凑,虽处理规模很小,但有完善的污水处理、污泥处理及臭气处理装置,总投资约720万欧元。该厂污泥离心脱水后直接进入干化系统,干化系统采用INNO二级干化技术(Schwing公司技术,涡轮干化与带式干化结合)。干化产品运到400km以外的维也纳污泥焚烧厂焚烧。该系统处理量很小,出泥含固率可调,实现无人值守,每天定时自动开机与关机,目前已累计无故障运行1000多小时。

德国斯图加特市中心污水处理厂是该市三个污水处理厂中最大的一个,该厂早在1984年建成了第一套污泥干化焚烧处理装置,1992年建造了第二套污泥干化焚烧装置,第一套作为备用。该厂的污泥处理系统简述如下:初沉污泥进入污泥消化池,消化后的初沉污泥与剩余污泥混合后经浓缩,进行离心脱水,脱水泥饼输送到转盘式干化机进行半干化,最后进入流化床焚烧炉。初沉污泥消化产生的沼气作为助燃气注入焚烧炉,污水处理厂的栅渣直接输入焚烧炉进行焚烧,另外焚烧产生的热量回收后作为污泥干化的热源。回收的热量供污泥干化后仍有余,因此,三期改建工程将加装发电设施。该厂已与总承包商签订三期建设的合同,预计工程将于2005年建成投产,届时可以供应污水处理厂部分电能。一期工程采用Atlas2stord的半干化设备,二期采用WUL FF的半干化设备,焚烧炉采用BAMA G属下Lurgi公司的流化床焚烧炉。尾气处理与普通工艺(除尘、酸洗与碱洗)相比,增加了对汞的吸附与再次除尘的工艺单元,尾气处理所产生的废水排入污水处理系统。

Houthalen污泥干化厂是位于比利时布鲁塞尔附近的污泥处理中心,该厂接纳周边20多个污水处理厂的脱水污泥或浓缩污泥,采用德国WABA G公司的流化床干化技术。该系统利用相邻的垃圾焚烧厂的蒸汽作为热源。相对其它全干化技术,该系统有低温(85℃)、不需返混的特点。由于Aquafin公司有丰富的建设与运营污泥干化厂的经验,在方案设计阶段给设计建造商提出了有关设备配置等意见与建议,涉及污泥输送设备配置、污泥装卸与贮存设备选型及系统内惰性气体的供应等方面。该厂整体设计紧凑,车间内清洁,无不良气味。工艺流程见图1。

Waterzuiveruing W1Z1K污泥干化焚烧厂位于比利时Brugge,

处理本厂的污泥及周边污水处理厂

图1　Houthalen污泥干化厂工艺流程

20　给水排水　V ol129　N o111　2003