【案例】青島市即墨區(qū)污泥處置中心
時(shí)間：2022-08-18 09:26
來源：中國水網(wǎng)
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為促進(jìn)行業(yè)交流進(jìn)步，便于行業(yè)同儕互學(xué)互促，推動(dòng)中國環(huán)境產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。E20環(huán)境產(chǎn)業(yè)圈層特推出《水務(wù)行業(yè)優(yōu)秀案例匯編》，匯集了近200例案例，涉及村鎮(zhèn)污水治理、工業(yè)廢水治理、工業(yè)園區(qū)廢水治理、水環(huán)境治理、市政污水管網(wǎng)、再生水回用、污泥處理處置等領(lǐng)域。
項(xiàng)目名稱：青島市即墨區(qū)污泥處置中心
推薦單位：北控水務(wù)集團(tuán)有限公司
參與環(huán)節(jié)：勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)
項(xiàng)目所在地：山東省青島市即墨區(qū)
項(xiàng)目概況
即墨污泥處置中心項(xiàng)目是由即墨區(qū)住建局承建、由北控水務(wù)集團(tuán)投資建設(shè)的PPP項(xiàng)目，采用BOT模式，項(xiàng)目合作期30年。本項(xiàng)目位于即墨區(qū)墨水河西岸，孫家莊東側(cè)，總投資13901.18萬元，建設(shè)用地面積5376平方米，建筑面積2124平方米，設(shè)計(jì)處理能力300t/d（按含水率80%計(jì)），采用“疊螺濃縮+板框壓濾+熱風(fēng)干燥+熱解炭化”工藝進(jìn)行處理，污泥處理后的含水率＜10%，處置后的污泥達(dá)到國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，滿足衛(wèi)生填埋、土地利用、建材制作原料或路基回填等循環(huán)利用要求。本項(xiàng)目于2018年3月開工建設(shè)，2019年9月竣工，2020年5月正式投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
示范意義
本項(xiàng)目聚焦當(dāng)前城市污泥減量、資源化潛力等系列戰(zhàn)略和技術(shù)問題，通過產(chǎn)學(xué)研合作，聯(lián)合攻關(guān)開發(fā)出包括基于污泥可資源化組分控制目標(biāo)下的調(diào)理改性技術(shù)、污泥深度脫水固化集成技術(shù)、固化污泥三筒回轉(zhuǎn)干化技術(shù)、干化污泥雙筒熱解炭化技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)的集成創(chuàng)新，并對(duì)碳渣用途拓展進(jìn)行了系統(tǒng)化評(píng)估，實(shí)現(xiàn)了污泥減量化、資源化利用的目的，整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，具有廣闊的應(yīng)用前景。
項(xiàng)目亮點(diǎn)介紹
（1） 實(shí)施效果
工藝先進(jìn)，運(yùn)行穩(wěn)定：采用中高溫?zé)峤馓炕に�，熱解氣燃燒溫度大�?50℃，污染物分解徹底，助力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
終產(chǎn)物少，利用范圍廣：污泥減量85%以上，終產(chǎn)物含水率≤1%，污泥中重金屬固化，氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)物保留在污泥碳中，有利于污泥資源化利用。
綠色低碳，能量自循環(huán)：碳化熱解過程產(chǎn)生的可燃?xì)馊紵h(huán)利用，減少能源消耗，一部分有機(jī)碳封存在碳渣中，減少溫室氣體排放，助力推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
煙氣量少，排放標(biāo)準(zhǔn)高：煙氣排放滿足國家《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2014）及山東省地方標(biāo)準(zhǔn)，排放量?jī)H相當(dāng)于污泥焚燒的30-40%左右。
無二噁英，環(huán)境更友好：熱解過程無氧，從源頭消除了二噁英產(chǎn)生的條件，污泥車間臭氣協(xié)同燃燒凈化，為環(huán)境友好型污泥處理處置項(xiàng)目。
（2） 社會(huì)效益
項(xiàng)目自投運(yùn)行以來，已累計(jì)處理污泥超過10萬噸（按含水率80%計(jì)），處理后的污泥重量較之前減少85%以上，節(jié)省垃圾填埋場(chǎng)填埋空間超過5萬立方米。
本項(xiàng)目研究開發(fā)了高效的干化和碳化設(shè)備，提出了碳渣資源化評(píng)估利用方案，促進(jìn)了行業(yè)整體技術(shù)水平的提升。
（3） 生態(tài)效益
實(shí)現(xiàn)了污泥高效減量化。本項(xiàng)目開發(fā)的成套技術(shù)實(shí)現(xiàn)了城市污泥體積大幅降低，減量化徹底。
實(shí)現(xiàn)了污泥的無害化和穩(wěn)定化。本項(xiàng)目開發(fā)的成套技術(shù)實(shí)現(xiàn)100%殺滅各種有害病原菌，徹底消解難降解類有機(jī)污染物質(zhì)，重金屬存在形態(tài)更加穩(wěn)定，再利用釋放機(jī)率小。
實(shí)現(xiàn)污泥的資源化。本項(xiàng)目開發(fā)的成套技術(shù)使污泥碳化，獲得的污泥生物炭。
項(xiàng)目技術(shù)工藝/裝備簡(jiǎn)介
（1） 技術(shù)工藝/裝備名稱
基于污泥可資源化組分控制目標(biāo)下的調(diào)理改性技術(shù)。
固化污泥三筒回轉(zhuǎn)干化技術(shù)。
干化污泥雙筒熱解炭化技術(shù)。
碳化產(chǎn)物資源化利用評(píng)估。
（2） 工藝/裝備原理
l 基于污泥可資源化組分控制目標(biāo)下的調(diào)理改性技術(shù)
本項(xiàng)目所開發(fā)的基于污泥可資源化組分控制目標(biāo)下的調(diào)理改性技術(shù)采用復(fù)合調(diào)理劑的方案，所使用的復(fù)合調(diào)理劑專門針對(duì)后續(xù)碳渣資源化利用而開發(fā)，實(shí)際使用時(shí)，需分析現(xiàn)場(chǎng)泥質(zhì)，根據(jù)泥質(zhì)的不同可靈活調(diào)整主要成分比例和投加比例。
l 固化污泥三筒回轉(zhuǎn)干化技術(shù)
針對(duì)干化系統(tǒng)常見問題，本項(xiàng)目研發(fā)了高效節(jié)能的三筒回轉(zhuǎn)式干化設(shè)備，設(shè)備工作原理為:根據(jù)試驗(yàn)/往期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)設(shè)置PID控制參數(shù)。啟動(dòng)燃燒器和第一引風(fēng)杋,當(dāng)燃燒器內(nèi)煙氣溫度大于600℃,出口風(fēng)斗溫度大于120℃時(shí),開始投料;物料從進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)入內(nèi)筒,與熱煙氣對(duì)流換熱快速升溫,使得物料部分表面水蒸發(fā),在揚(yáng)料板作用下進(jìn)入蒸發(fā)區(qū)即內(nèi)筒的后段,被打散裝置進(jìn)一步破碎、拋灑加速蒸發(fā);物料進(jìn)入中筒和外筒形成的恒溫干燥區(qū),在低揚(yáng)程的揚(yáng)料板作用下,依靠熱氣、筒壁及自身溫度連續(xù)熱交換,物料更加均勻并使溫度保持80℃以上,避免水蒸氣冷凝;物料整體含水率降低至30%以下后經(jīng)岀料端排岀,螺旋輸送設(shè)備送至中間保溫料倉;污泥中的水分經(jīng)熱能交換,由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵庹舭l(fā)出來,與煙氣混合形成廢氣,在熱壓和第二引風(fēng)機(jī)作用下被快速抽出,經(jīng)過除塵器除塵、堿洗塔堿中和、除臭塔除臭后通過排氣筒排放。
l 干化污泥雙筒熱解炭化技術(shù)
針對(duì)普通外熱滾筒式碳化爐的種種問題，本項(xiàng)目開發(fā)了雙筒熱解炭化技術(shù)，其原理為：補(bǔ)充燃料在燃燒爐燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔膺M(jìn)入加熱爐膛,外筒體被加熱爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔獍Y直接加熱,筒體高溫區(qū)溫度達(dá)600℃以上,嵌套在外筒內(nèi)部的內(nèi)筒受熱升溫,溫度達(dá)300℃以上;流動(dòng)高溫?zé)煔鉁囟冉档椭?00℃以下,通過高溫?zé)煔獬隹谂懦鏊椭燎岸巳不剞D(zhuǎn)式干化設(shè)備,供應(yīng)干化熱能；干燥段:進(jìn)入進(jìn)料倉的干化污泥經(jīng)定量進(jìn)料閉風(fēng)器定量控制進(jìn)入炭化裝置內(nèi)筒,在內(nèi)筒揚(yáng)料板的作用下被揚(yáng)起、破碎、緩緩前行,與內(nèi)筒筒壁熱交換后逐步升溫,內(nèi)部水分不斷氣化解出,基本干燥即含水率5%左右,污泥溫度達(dá)到150℃,進(jìn)入外筒；熱解段:進(jìn)入外筒的污泥在外筒揚(yáng)料板的推動(dòng)下前行,被加熱后快速升溫,溫度達(dá)250℃~450℃,發(fā)生熱解反應(yīng),不凝性氣體和揮發(fā)組分大量析出；炭化段:污泥繼續(xù)升溫,升溫至450℃~700℃并保持,有機(jī)物被進(jìn)一步熱解,重金屬被固化,生成炭化物；降溫段:外筒內(nèi)的炭化物離開加熱區(qū),前行中經(jīng)過內(nèi)筒前端,對(duì)內(nèi)筒前端加熱并部分散熱,溫度降低,經(jīng)閉風(fēng)岀料口落入水冷螺旋,進(jìn)一步降溫后送至炭化物儲(chǔ)存?zhèn)}內(nèi)收集；熱解氣:熱解炭化過程中產(chǎn)生的熱解氣、不凝性氣體及揮發(fā)分進(jìn)入除塵器凈化后進(jìn)入燃燒爐,在補(bǔ)充燃料燃燒產(chǎn)生的火焰中被充分燃燒,經(jīng)脫硝處理、調(diào)節(jié)溫度后進(jìn)入加熱爐膛。為降低熱解氣中氮氧化物含量，充分利用熱解氣能量，合理控制高溫?zé)煔鉁囟群屯饧幽茉吹膶?shí)用。
l 碳化產(chǎn)物資源化利用評(píng)估
本項(xiàng)目對(duì)具體實(shí)施項(xiàng)目中來自城市市政污水處理廠污泥熱解炭化所得的炭渣進(jìn)行了系統(tǒng)論證。根據(jù)炭渣浸出毒性檢測(cè)結(jié)果，市政污泥所產(chǎn)炭渣屬于一般工業(yè)固廢。污泥在熱解過程中對(duì)重金屬固化有非常好的作用，可以使污泥中的重金屬存在形態(tài)變得更加穩(wěn)定，在后續(xù)利用的時(shí)候降低其對(duì)環(huán)境的影響風(fēng)險(xiǎn)，污泥中的氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素較好的固定保留在熱解產(chǎn)物中。污泥炭化產(chǎn)生的炭渣利用途徑包括協(xié)同焚燒、制磚、農(nóng)用、林地、園林綠化、土地改良、混合填埋、道路工程、建筑工程等。
（3） 工藝/裝備特點(diǎn)
污泥干化技術(shù)采用三筒式結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)了污泥運(yùn)動(dòng)路徑，增加了污泥與熱煙氣接觸時(shí)間，提高了熱效率，減少了外部能量需要。污泥碳化技術(shù)采用雙筒結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)干燥碳化一體化，可將污泥含水率將至5%，提高碳化效率，自脫硝燃燒系統(tǒng)有效降低氮氧化物生成，爐膛溫度得到有效控制，設(shè)備穩(wěn)定性增強(qiáng)。
（4） 工藝/裝備流程圖
（5） 項(xiàng)目部分案列照片
