污泥噴霧干燥焚燒技術(shù) 國產(chǎn)技術(shù)的突破
時間:2018-06-11 11:08
來源:E20綠色發(fā)展研究中心
作者: 肖瓊
污泥處理問題一直是業(yè)界關(guān)注的焦點,也是水十條重要解決的領(lǐng)域之一。根據(jù)水十條所設(shè)定的目標,現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)于2017年底前基本完成達標改造,地級及以上城市污泥無害化處理處置率應(yīng)于2020年底前達到90%以上。但是,目前我國污泥的安全處理處置率只有20%。對于當(dāng)前的污泥而言,還有很長的一段路要走,特別是污泥處理處置技術(shù)的進步與發(fā)展。
為助力水處理科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化推廣,由同濟大學(xué)和清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院聯(lián)合主辦,浙江環(huán)興機械有限公司、江蘇省(宜興)環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院聯(lián)合承辦,E20環(huán)境平臺支持的系列專場水處理科技成果推介會——“污泥噴霧干化-焚燒集成技術(shù)與裝備”專場于2018年6月1日在杭州順利召開。
來自水專項辦公室領(lǐng)導(dǎo)、行業(yè)專家、政府主管部門領(lǐng)導(dǎo)、大型水務(wù)公司負責(zé)人、區(qū)域水務(wù)運營人員、行業(yè)研究機構(gòu)、媒體等,共計100人左右參與了本次會議。
本文根據(jù)嘉賓發(fā)言整理,供讀者參考。(以下文字未經(jīng)嘉賓本人確認,若有任何問題,請與中國水網(wǎng)聯(lián)系)
處置途徑不暢是困擾我國污泥工藝路線選擇的瓶頸
戴曉虎 同濟大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長
同濟大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長戴曉虎表示,目前我國污泥處理處置已形成了四條主流技術(shù)路線:厭氧消化、好氧發(fā)酵+土地利用、干化焚燒+灰渣填埋或建材利用、深度脫水+應(yīng)急填埋。從全鏈條的角度來看,穩(wěn)定化處理和污泥最終出路是我國污泥處理處置的瓶頸,全過程處理處置資源化理念缺乏。
從全鏈條的技術(shù)角度來說,污泥處理首先能夠最大化地降低易腐的有機物質(zhì),不能發(fā)臭,同時要減量。在處置的角度,要么進入土地,要么建材利用,要么產(chǎn)物利用。在國際上,污泥必須是在處理到?jīng)]有辦法再處理的情況下,剩余物才采用填埋的方式。但是從全鏈條的角度來說,我國污泥處理處置還存在以下問題:土地越來越緊張,而且從可持續(xù)發(fā)展的角度來說,填埋肯定不是未來的方向;焚燒提得比較多的是,相對來說成本比較高,公眾接受度低;土地利用一定是一個方向,但是目前政策法規(guī)沒有完全的落地。
從單元的技術(shù)來說,戴曉虎表示,各單元技術(shù)均存在一定的瓶頸。污泥的濃縮是比較成熟的,下一步在降低藥耗和智能化的水平上要提高;污泥脫水需要考慮如何進行含水率的進一步降低、綠色藥劑的開發(fā)、自動化水平的提升等;污泥深度脫水,存在傳統(tǒng)摻混及投加藥劑對污泥處理處置的影響大的問題;污泥厭氧消化技術(shù),存在有機質(zhì)轉(zhuǎn)化效率較低、停留時間較長、投入和資源回收產(chǎn)出存在差距等問題;污泥穩(wěn)定化處理技術(shù)中的好氧堆肥,最大的瓶頸是解決污泥產(chǎn)品的出路問題;焚燒最大的問題在價格和技術(shù)的要求差距很大等等。
從單元的技術(shù)到全鏈條技術(shù),戴曉虎表示,針對我們國家污泥的特征,技術(shù)創(chuàng)新還需要加強,而創(chuàng)新的方向肯定是圍繞著如何把資源循環(huán)利用為核心。而且單元技術(shù)的銜接及全鏈條解決方案是未來的發(fā)展重點。
污泥焚燒是污泥處理處置的主流技術(shù)
王凱軍 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授
清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院王凱軍教授在演講中表示,污泥焚燒技術(shù)是污泥處理處置的主流技術(shù)之一。
首先,從政策法規(guī)上對污泥干化-焚燒技術(shù)是支持的。我國在1999年左右制定了污泥處理的政策,在2009年住建部發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策(試行)》中,明確鼓勵污泥焚燒技術(shù),特別是鼓勵利用熱能的技術(shù)。原環(huán)保部于2010年發(fā)布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南》,明確
提出了污泥焚燒的技術(shù)路徑是鼓勵的。2011年,住建部、發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南(試行)(建城[2011]34號 )》,對戴老師講的四條技術(shù)路線都給了優(yōu)先的定位。從政策上的明確,污泥處理處置技術(shù)也完成了由“低級”到“高級” 的演變歷程(如下圖)。
污泥噴霧干燥---回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù),國產(chǎn)技術(shù)的突破
王凱軍教授表示,在國際上,大部分干燥的技術(shù)都是間接加熱,沒有一個污泥干燥是用噴霧干燥的。但是絕大部分的化工產(chǎn)品只要是粉沫的,基本上都采用的是噴霧干燥技術(shù),而且應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛。從直觀上來看,噴霧干燥技術(shù)是可以應(yīng)用在污泥處理領(lǐng)域的。但是要應(yīng)用在污泥領(lǐng)域,需要解決兩個問題:一是涉及到間接干燥和直接干燥都存在的問題,主要是焚燒過程中的污染;二是除臭的問題。這兩個問題只要解決了,技術(shù)就是可以應(yīng)用的。雖然在技術(shù)的前期有專家進行過質(zhì)疑,但事實證明,直接干燥是可以解決過程中產(chǎn)生的污染物問題的。
在大家都關(guān)心的幾大核心問題中,比如揮發(fā)性有機物的問題、干燥塔內(nèi)粉塵爆炸安全問題、二噁英控制問題、重金屬問題、粉塵、SO2等污染物問題等,王凱軍教授進行了詳細解釋。根據(jù)工程測試評估的結(jié)果來看,其排放水平達到GB18485-2001標準要求,但對照新標準,除Cd和Pb外,均超標準完成。從整體上來說,按照當(dāng)時的標準,這個技術(shù)是完全達標的,但是按照下一步將實行的新標準,針除塵、除霧脫白等問題,需要實現(xiàn)新的突破。
王凱軍教授介紹說,目前,從國內(nèi)的單一技術(shù)來說,已建立了十余個大型污泥噴霧干化-焚燒技術(shù)應(yīng)用工程,總計處理量超過5000t/d(80%含水率),已建立了1200t/d最大的噴霧干燥單體工程。北方藥業(yè)的800t/d廢物、濃縮液分離噴霧干化焚燒項目是國內(nèi)首次將MVR-噴霧干燥焚燒技術(shù)應(yīng)用于濃縮廢液的工程,同時也是“國家水體污染控制與治理科技重大專項”的示范工程之一。當(dāng)前,焚燒工藝基本上是來自于國外的工藝,噴霧干燥焚燒技術(shù)可以說是國內(nèi)唯一自主開發(fā)的工藝。在產(chǎn)業(yè)化的課題里面,這個項目也是得到了國家水專項的支持,并且也得到了應(yīng)用。在示范工程里面,利用危廢的余熱進行協(xié)同處理等等都有一些應(yīng)用。
王凱軍教授最后表示,污泥填埋走不通了,焚燒太貴了,污泥處置快要沒路可走了,所以我們只有國產(chǎn)化,只有解決關(guān)鍵的技術(shù),才是污泥的真正出路。習(xí)總書記在全國生態(tài)環(huán)保大會和2018年兩院院士大會開幕會上提出:關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中,才能從根本上保障國家經(jīng)濟安全、國防安全和其他安全。要充分利用改革開放40年來積累的堅實的物質(zhì)基礎(chǔ),加大力度推進生態(tài)文明建設(shè),解決生態(tài)環(huán)境問題。這個技術(shù)是屬于共性的技術(shù),也屬于現(xiàn)代的工程技術(shù),所以我想與國家現(xiàn)在的政策是高度吻合的。
其次,從國際經(jīng)驗來看,污泥干化-焚燒技術(shù)是主流處理處置技術(shù)之一。在美國,1973年頒布的40聯(lián)邦法案對摻燒污泥比例超過10%或單個焚燒爐處理污泥總量>1000kg/d(干泥)的焚燒裝置提出排放氣體顆粒物含量等方面的要求。1993年頒布的40 CFR 503法案對焚燒提出了具體要求,并于1999年9月3日進行了焚燒部分內(nèi)容修訂。2011年頒布的40聯(lián)邦法案針對流化床和多爐膛焚燒爐提出了明確的要求;在日本,上世紀60年代,即開始污泥的焚燒技術(shù),目前80%的污泥通過焚燒處置;在歐洲,自1962年德國率先建議并開始運行了歐洲第一座污泥焚燒廠以來,污泥焚燒在英國、法國、盧森堡、丹麥、德國、奧地利、荷蘭等國不斷增加,所占比例均超過了20%,尤其是荷蘭、奧地利及德國已經(jīng)達到了40%甚至更高。
另外,雖然《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南》明確土地利用和干化焚燒為污泥處置的污染防治最佳可行技術(shù),雖然土地利用是主導(dǎo)的方向,但是能否成為主導(dǎo)的工藝,跟實際情況、跟農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀有很大的關(guān)系,從目前發(fā)展中所遇到的限制來看,土地利用存在無法突破擔(dān)負主流技術(shù)路線的困局。在上海、長三角、珠三角、京津冀、省會城市,城市特征即是人口密集、土地稀缺,在經(jīng)濟發(fā)達的情況下,焚燒一定會是主要的選擇。