程忠红-缓解污泥围城的困局——苏伊士污泥焚烧及前处理工艺

浓缩
• 重力浓缩——Gravity Thickener • 气浮浓缩——Floatation Thickener • 高效浓缩——Drainis Turbo • 高密度浓缩——Densadeg
消化
• 常规消化——Digelis • 快速消化——Digelis Fast • 整体式消化——Digelis Smart • 高级消化——Digelis Turbo
Hole Block 孔 耐火砖
“E”环“D”环“C”环
“B”环 “A”环
Fluidized bed
Wind box
6 │ SUEZ NWS
l 规格1.5m至 6m
ThermylisTM 燃烧效率高
污泥进料设置
砂床中进料 污泥进料均匀 温度精确调节控制 +/- 1°C
Combustion Efficiency
China
USA
West EU
有机污泥多，性 质与油脂、脂肪 类饮食多有关
Thermylis工艺的污泥自持燃烧
Hydrolyzed & digested sludge
非自持燃烧区 需添加燃料
普通脱水污泥，如离心脱水
污泥自持燃烧区(Thermylis）
Mixed digested sludge
Primary sludge
SNCR/SCR
活性炭溶液/褐煤焦炭溶液 /气相活性炭
19 I Suez
二噁英
活性炭/褐煤焦炭/SCR/催 活性炭/褐煤焦炭/催化袋 活性炭溶液/褐煤焦炭溶液
化袋式除尘器
式除尘器
/气相活性炭
SNCR: 选择性非催化还原技术；SCR: 选择性催化还原技术
烟气处理
烟气停留时间+过量空气影响NOX
l 空气过量 NOX 增加 l 污泥中CaCl2含量高 NOX 增加
8 I Suez – Sludge line
D1
D2 D3
Thermylis焚烧炉
常规焚烧炉
不同污泥低位热值不同
LCVVS kJ/kg kcal/kg kWh/kg
欧洲
21,000 - 23,000 5,000 – 5,500 5,815 – 6,396
中国
< 21,000 <5,000 <5,815
= Sludge injection point + Temperature gradient + Residency Time
水滴型炉型设计
渐变型设计，延长烟气停留时间，
可达6.5s以上
650°C热风箱预热，提高进气温度
7 I Suez – Sludge line
ThermylisTM 燃烧效率高
流化床 风箱
低排放
自承式耐火炉顶 进砂口
特级耐火砖绝热炉 衬耐磨耐高温易
维护，使用寿命长
风嘴 辅助燃料喷嘴
自承式耐火拱 形配气结构
非金属拱型配气结 构无热应力，配
气均匀
预热燃烧器
Thermylis耐火拱形配气结构
• 整体耐火砖结构，消除热应力，增加寿命 • 耐火拱形配气结构，配气均匀
Reactor
污泥自持燃烧区(Thermylis)
干度
Hydrolyzed & digested sludge
非自持燃烧区 需添加燃料
Mixed digested sludge
Primary sludge
Mixed sludge Extended aeration MBR
Thermylis
11 I Suez – Sludge line
• 高温流化床——Thermylis • 预干化高温流化床——Thermylis 2S • 高温流化床焚烧发电——Thermylis 2R
Thermylis 流化床焚烧炉结构
烟道
水滴型反应器
水滴式炉型燃 烧完全，床料损 失小
后燃烧区
进泥喷嘴
多点进料燃烧 充分，容积负荷高， 无短流，安全
热空气入口
Thermylis References
North America
1, 12,%2%
EU Asia Near East
9, 20% 34, 76%
NA: USA (97%), Canada EU: France, Spain, Poland, Romania
SUEZ丰富的流化床焚烧经验
SUEZ在全球的流化床污泥焚烧经验：
Mixed sludge Extended aeration MBR
Thermylis
干度
10 I Suez – Sludge line
Thermylis前处理工艺（一）
普A通ve脱c d水é污sh泥yd，ra如tat离ion心t脱yp水e 高cAev干netc脱rifdu水égse污huy泥sderatation boostée
污染物
干法处理
半干法处理
湿法处理
颗粒物
旋风分离器/电除尘/袋式 旋风分离器/电除尘/袋式 旋风分离器/湿式电除尘
过滤器
过滤器
HCl SO2 NOX 重金属
生石灰/碳酸氢盐 生石灰/碳酸氢盐
SNCR/SCR 活性炭/褐煤焦炭
石灰乳 石灰乳 SNCR/SCR 活性炭/褐煤焦炭
苏打/石灰乳/石灰石乳
苏打/石灰乳/石灰石乳
Mixed digested
sludge
Mixed sludge
Extended aeration MBR
Thermylis
Dryer + Thermylis
15 I Suez – Sludge line
Thermylis 2S—半干化+流化床焚烧
16 │ SUEZ NWS
烟气处理
17 │ SUEZ NWS
缓解污泥围城的困局——
苏伊士污泥焚烧及前处理工艺
《第十四届水处理行业热点技术论坛》
程忠红 苏伊士新创建有限公司
1 │ SUEZ NWS
目录
SUEZ污泥焚烧技术 烟气处理 SUEZ污泥焚烧经验
2 │ SUEZ NWS
SUEZ污泥焚烧技术
3 │ SUEZ NWS
SUEZ全面的污泥处理技术
苏伊士有丰富的污泥处理技术，涵盖几乎所有的污泥处理工艺环节。
效率 灰渣 处理后烟气 药剂过量
干法 高 干 干 多
进一步处理 烟气脱白
不需要 不需要
* 特殊情况除外
湿法 很高
湿 湿 少 需要* 需要*
干法+湿法 （混合法）
很高 干 湿
少
需要* 需要*
SUEZ 焚烧厂烟气排放实测值
污染物 焚烧厂数量 排放单位
TSP
12
gr/dry scf
CO
12
ppmv
THC as CH4
烟气处理
18 │ SUEZ NWS
烟气处理技术
干式处理
l 多级旋风分离器 l 干法电除尘器 l 袋式过滤器 l 喷雾室 l 催化剂
湿式处理法
l 文丘里 l 化学洗涤塔 l 板式洗涤器 l 湿式电除尘器
混合处理法
烟气处理
3 种解决方案: 1.电过滤器， 2.袋式除尘器+化学处理 (活性炭+石灰)，3.化学洗涤塔
Source: Suez, Ky Dangtran et al. 2006
SUEZ污泥焚烧经验
24 │ SUEZ NWS
SUEZ全球的污泥技术能力
资源网络：全球68个顶尖污泥技术专家
l 覆盖从设计到运营及技术支持全产业链 l 全球资源调配和协调能力 l 确保项目执行和及时交付
Experts Locations
46 Plants (2017)
D&B ：46 O&M：9
全球范围内，采用SUEZ的Thermylis流化床焚烧工艺的污泥 项目共46个，其中SUEZ运营的9个
28 │ SUEZ NWS
37年污泥流化床焚烧经验，总处理能力： > 2,700 t 干污泥/天 ~3,942,000 t 湿污泥/年
O&M
SUEZ在污泥焚烧领域的优势
超强的项目执行和交付能力
按时交付 安全和质量保证 可靠 核心know-how 维护和改进运行状况
Next…
全生命周期成本管理方法
26 I SUEZ NWS
New…
SUEZ丰富的流化床焚烧经验
全球超过35年的相关经验
27 │ SUEZ NWS
~80% 在北美地区~20% 在欧洲
USA
1, 1%
5, 7%
Europe Middle East
17, 25%
Asia
25 │ SUEZ NWS
46, 67%
68 Suez Experts - By Discipline
25
20
15
10
5
0
EngineeringProcuPreromjeecnttManagemeCnot nstructCioonmmisDsieosniignngand ProcessProposals
湿法处理后烟气中颗粒物浓度更低
烟气中颗粒物与重金属浓度呈现线性关系
l 与锌的线性关系相关性最高 l 其他重金属：砷、镉、铬、铜、镍、铅、硒、锌、铍、汞
重金属去除
l 去除率与其沸点有关，沸点低的去除率低，沸点高的去除率高
l 8种重金属去除率与起始浓度呈正相关，浓度越高去除率越高
（汞、硒、镉、铬、铜、镍、铅、锌）
Thermylis
14 I Suez – Sludge line
Thermylis前处理工艺（二）
干度
普通脱水污泥，如离心脱水
Hydrolyzed & digested sludge
污泥自持燃烧区（Thermylis）
污泥自持燃烧区 （Thermylis 2S）
非自持燃烧区 需添加燃料
Primary sludge
SUEZ 焚烧厂烟气中重金属的去除率
100% 98% 96% 94% 92% 90% 88% 86%
砷 锌
镉
汞 硒
23 │ SUEZ NWS
铅
铬铜
镍 铍
汞：88.511% 硒：87.584% 镉：98.552% 铬：99.502% 铜：99.493% 镍：99.415% 铅：99.044% 锌：99.339% 铍：99.193% 砷：99.892%
8
NOx as NO2
9
ppmv ppmv
排放范围
0.0002-0.0143 0.40-22.50 0.5-5.453 0.97-69.36
平均排放值 美国 EPA 503 限值
0.0055
0.65
7.5
100
2
100
33
NA
22 I Suez – Sludge line
Source: Suez, Ky Dangtran et al.
20 I Suez – Sludge line
Source: Suez, Ky Dangtran et al. 2006
烟气处理
SUEZ 焚烧厂(DB) 烟气处理
2, 5% Wet 8, 18%
Dry Mixed
34, 77%
21 I Suez
~80% Wet ~15% Dry ~5% Mixed
美国
>= 23,000 >5,500 >6,396
不同类型污泥的LCVVS值差异不是特别大 LCV：low calorific value 污泥低位热值
影响污泥低位热值的因素：
污泥中有机物含量 污泥的含水率 污泥的可燃分的低位热值
有机污泥少，性质与 谷物类饮食多有关 9 I Suez – Biosolids
部分业绩： 香港沙田污水厂，2.5 tDS/d, 干度>30% 伦敦crossness 污水厂，100tDS/d, 干度>45% 上海化工园区净水厂, 22.8tDS/d，干度>49%
12 I SUEZ NWS
基于TWIST的污泥焚烧工艺
浓缩污泥
混凝剂（可选）
FeCl3
高分子聚合物
Dehydris Twist
污泥进料设置
砂床中进料 污泥进料均匀 温度精确调节控制 +/- 1°C
不同高度烟气上升速度
D1 v1 = 0.64 m/s D2 v2 = 0.92 m/s D3 v3 = 0.85 m/s
水滴型炉型设计
渐变型设计，延长烟气停留时间，
可达6.5s以上
650°C热风箱预热，提高进气温度
绞压式脱水机
>35%DS
13|
Thermylis工艺的污泥自持燃烧
普通脱水污泥，如离心脱水
污泥自持燃烧区(Thermylis)
干度
Hydrolyzed & digested sludge
非自持燃烧区 需添加燃料
Mixed digested sludge
Primary sludge
Mixed sludge Extended aeration MBR
污泥
机械脱水 好氧堆肥
• 绞压式高干脱水——Dehydris Twist • 石灰调理离心脱水——Dyhydris Lime
• 好氧堆肥——Isisol
4 │ SUEZ NWS
热干化 焚烧
• 一段式干化——Innopredry • 两段式干化——Innodry 2E • 低温干化——Evaporis LT • 太阳能干化——Helientis
Dehydris Twist 绞压式高干脱水机
Dehydris Twist 基于活塞压滤原理的全自动高干脱水机
工艺优势
与传统的脱水机相比，污泥体积减量达30%以上 全自动运行，100%无人值守，包括卸料也无需人为干预
高效脱水：无需额外添加石灰即可实现深度脱水 环境友好：密闭运行，臭气/噪音控制好
运行维护简单，全自动清洗功能，触摸屏操作控制