01 上海污泥現(xiàn)狀

2018年，上海日均污水量約748.93萬(wàn)m3/d，產(chǎn)生污泥量約968.6 t Ds/d。

至2035年，上海市預(yù)計(jì)服務(wù)人口3 000萬(wàn)人，日均污水量約1 150萬(wàn)m3/d，產(chǎn)生污泥量約2 250 t Ds/d。考慮到污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提升、初期雨水處理、污泥峰值產(chǎn)量等因素，在日均污水產(chǎn)泥量基礎(chǔ)上考慮1.2倍系數(shù)，預(yù)測(cè)2035年本市污水處理廠規(guī)劃污泥量約2 700 t Ds/d。

上海產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中農(nóng)業(yè)不發(fā)達(dá)、林地綠地用地少，好氧堆肥和厭氧消化處理后污泥剩余產(chǎn)物的去向?qū)⒊蔀殡y題。因此，上海污泥處理處置方式以獨(dú)立干化焚燒或協(xié)同焚燒為主，兼顧好氧發(fā)酵后土地利用，以深度脫水后衛(wèi)生填埋作為污泥應(yīng)急保障。主城區(qū)及周邊地區(qū)三大污水區(qū)域（分別為石洞口、竹園和白龍港）的污泥處置方式以獨(dú)立焚燒為主、協(xié)同焚燒為輔，處理量約占上海市污泥處置總量的55.18%。污泥焚燒技術(shù)可以最大化地實(shí)現(xiàn)減量化，體積減少為原來(lái)脫水污泥的10%以下；焚燒產(chǎn)物為穩(wěn)定的惰性灰渣，真正意義上實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定化和無(wú)害化；同時(shí)，進(jìn)一步建材利用可實(shí)現(xiàn)污泥資源化，而污泥焚燒產(chǎn)生的熱量回用于濕污泥的干化，可以實(shí)現(xiàn)污泥生物質(zhì)能源的循環(huán)利用和節(jié)能減排。

02 上海污泥干化工藝選型

污泥干化工藝主要采用流化床干化、槳葉干化和薄層干化，其優(yōu)缺點(diǎn)和在上海的應(yīng)用情況如下表。

二、上海竹園污泥處理廠情況

01 概況

竹園污泥處理廠位于浦東新區(qū)外高橋保稅區(qū)東北角，北鄰長(zhǎng)江，與竹園第一污水處理廠和竹園第二污水處理廠相鄰，占地面積約5.83萬(wàn)m2，服務(wù)對(duì)象主要為竹園片區(qū)產(chǎn)生的污泥。

02 竹園一期

竹園污泥處理廠一期工程，主體污泥處理工藝采用了“圓盤(pán)式槳葉干化+流化床焚燒”工藝，煙氣余熱回收利用，同時(shí)引入外高橋電廠廢熱飽和蒸汽作為補(bǔ)充熱源，焚燒后灰渣外運(yùn)填埋處置�？偼顿Y約5.0億元，核定處理規(guī)模為131 t DS/d。于2011年11月開(kāi)工建設(shè)，2014年7月進(jìn)入工程調(diào)試階段，2015年9月正式移交運(yùn)行。

03 竹園二期

竹園污泥處理廠二期工程，采用“薄層干化+線性干化”兩段法工藝進(jìn)行污泥干化，干化至平均含水率30%后外運(yùn)電廠摻燒，利用外高橋電廠廢熱、飽和蒸汽作為干化熱源。項(xiàng)目總投資9.6億，設(shè)計(jì)規(guī)模223 t DS/d，主要服務(wù)竹園片區(qū)污水廠提標(biāo)改造后產(chǎn)生的新增脫水污泥。項(xiàng)目于2018年4月開(kāi)工建設(shè)，工程計(jì)劃2019年月12月底前建成。干化尾氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為上海地方標(biāo)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（DB 31/768—2013）(下圖)，廠界臭氣治理采用以新帶老模式，將全廠臭氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)提升至上海最新地方標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 31/982—2016）。

04 工藝流程

下圖為竹園污泥一期工程的工藝流程圖，由脫水污泥接收儲(chǔ)存、污泥干化、污泥焚燒、余熱利用和煙氣利用等部分組成。

污泥接收儲(chǔ)存系統(tǒng)：80%脫水污泥稱(chēng)重后經(jīng)輸送泵進(jìn)入污泥接收倉(cāng)，污泥接收倉(cāng)2座，單座容積為60 m3，可以滿足4批不超過(guò)20 t的污泥同時(shí)卸貨；再輸送至污泥儲(chǔ)存?zhèn)}4座，單座儲(chǔ)存?zhèn)}容積為375 m3，可以儲(chǔ)存污泥2 d的脫水污泥。

污泥干化系統(tǒng)：一部分脫水污泥進(jìn)入干化機(jī)，污泥干燥機(jī)采用進(jìn)口四軸式槳葉干化機(jī)，間接加熱，導(dǎo)熱介質(zhì)為余熱鍋爐的飽和蒸汽及外高橋的廢熱（廢熱以242元/t購(gòu)入）；6臺(tái)干化機(jī)蒸發(fā)面積為200 m3，蒸發(fā)量為4 t/h；干化機(jī)將含水率80%的脫水污泥干化至30%；干化后的載氣通過(guò)干化洗滌塔洗滌后循環(huán)利用污泥干燥后含水率為30%左右。

污泥焚燒系統(tǒng)：干化后污泥在污泥緩存?zhèn)}緩存，通過(guò)污泥給料螺旋與一部分含水率80%的脫水污泥形成含水率60%~70%的混合污泥進(jìn)入焚燒爐，焚燒爐采用鼓泡式流化床，2臺(tái)全部投入使用；污泥料倉(cāng)、接收倉(cāng)和干化機(jī)產(chǎn)生的臭氣經(jīng)過(guò)收集后通過(guò)空氣一次風(fēng)一級(jí)預(yù)熱器由干化機(jī)前的冷凝水將臭氣加熱至100℃，再通過(guò)一次風(fēng)二次空預(yù)器加熱到300℃后送至焚燒爐焚燒，既達(dá)到節(jié)能效果又達(dá)到除臭目的；焚燒爐的正常運(yùn)行溫度＞850℃。

余熱鍋爐：污泥焚燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)高溫空預(yù)器回收部分熱量，而余熱鍋爐回收大部分熱量；余熱鍋爐的額定蒸發(fā)量為8 t/h，產(chǎn)生的飽和蒸汽為15.6 t/h，可提供干化所需熱量的2/3；余熱鍋爐的煙氣通過(guò)靜電除塵除去99%的煙塵，再通過(guò)煙氣再熱器進(jìn)入布袋除塵器。進(jìn)入布袋除塵器后同用活性炭和生石灰吸附煙氣中的重金屬和二噁英；通過(guò)煙氣洗滌塔除去煙氣中的酸性氣體，再次經(jīng)過(guò)煙氣再熱器加熱至110℃后送入煙氣排放；排放的煙氣滿足上海地方標(biāo)準(zhǔn)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（DB 31/768—2013）標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

余熱鍋爐靜電除塵后產(chǎn)生的飛灰為一般飛灰，一般送往老港垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理；布袋除塵產(chǎn)生的飛灰屬于危廢，送往嘉定祝橋危廢廠進(jìn)行處置。

三、上海竹園污泥處理廠運(yùn)行狀況

01 干化機(jī)工藝調(diào)整

季節(jié)因素：經(jīng)過(guò)三年的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入冬天后整個(gè)干化機(jī)的濕污泥處理量下降20.4%左右。主要是由于污泥熱值增加、黏性增大，使污泥在干化過(guò)程中熱效率降低。并且環(huán)境溫度變冷，影響了載氣溫度、蒸汽溫度，加重了干化機(jī)的加熱負(fù)荷。

調(diào)整措施：（1）蒸汽壓力從0.62Mpa調(diào)至0.7Mpa，換熱效率提高了8.1%；（2）擋板高度由450 mm升至350 mm，單個(gè)槳葉端面可提高換熱面積17.4%，提高整體換熱面積14.89 m2，提高換熱能力7.4%；（3）按理論計(jì)算調(diào)整了循環(huán)風(fēng)量，減少了130 MJ能量的損失。通過(guò)以上措施提高冬季干化機(jī)處理量。

02 提升焚燒爐運(yùn)行溫度

通過(guò)對(duì)能量平衡和質(zhì)能方程的深入研究，我們發(fā)現(xiàn)將焚燒爐的運(yùn)行溫度由原來(lái)的850℃提高至900℃，可以提高焚燒爐的產(chǎn)量。

03 提高焚燒效率

經(jīng)過(guò)理論研究，建立了熱值與臨界入爐含水率之間的變化圖，并以此為據(jù)改進(jìn)濕污泥輸送量，根據(jù)不同時(shí)期的污泥熱值調(diào)整濕污泥和干污泥的配比以接近臨界入爐含水率，使得整個(gè)干化焚燒處理工藝更加經(jīng)濟(jì)和高效。

調(diào)整后焚燒爐效率和焚燒量有一定的提升。

04 設(shè)備技術(shù)改造

接管運(yùn)行以來(lái)，為了提升處理能力與運(yùn)行穩(wěn)定性，我們邊運(yùn)行邊摸索，3年內(nèi)對(duì)全廠的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行了許多技術(shù)改造，主要在于輸送設(shè)備上的改造。同時(shí)設(shè)立科創(chuàng)室，對(duì)污泥黏度進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)污泥溫度每提高1 ℃，污泥在管道內(nèi)的流動(dòng)阻力就可以下降1.74%。因此，建立以水為中間傳熱介質(zhì)的干化尾氣余熱利用系統(tǒng)，首先通過(guò)尾氣換熱器將干化機(jī)載氣中沒(méi)用的廢熱加熱中間水，由于載氣中含有大量的氣化潛熱，僅需將載氣溫度由85 ℃降低至83.5 ℃，就可以將中間水由64 ℃逐步升高至70℃。然后中間水通過(guò)污泥加熱器將污泥由20 ℃加熱至47 ℃，并通過(guò)載氣加熱器將循環(huán)載氣由40 ℃加熱至59 ℃。隨后水溫降低至64 ℃，回到載氣加熱器中加熱至73 ℃，提升干化機(jī)的產(chǎn)量。

05 智能化運(yùn)行

圍繞智慧水務(wù)的建設(shè)應(yīng)用，我們專(zhuān)門(mén)搭建了智能化運(yùn)行平臺(tái)。

• 通過(guò)云端將日常的運(yùn)行數(shù)據(jù)快捷方便地傳輸至管理人員，對(duì)非正常的運(yùn)行情況能夠及時(shí)修正；

• 設(shè)立智能巡檢系統(tǒng)，加強(qiáng)巡檢人員現(xiàn)場(chǎng)與中控的快速溝通，提高現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題緊急處置的反應(yīng)速度。

• 通過(guò)收集運(yùn)行大數(shù)據(jù)分析判斷目前運(yùn)行情況，對(duì)一些工藝拐點(diǎn)提前預(yù)警并提供調(diào)整方案。

污泥廠自2016年投入運(yùn)行后，處理量穩(wěn)步提升，2016年平均處理量為121.8 t DS/d ，2017年平均處理量為126.7 t DS/d。2018年累計(jì)處理量達(dá)4.17萬(wàn)t DS污泥，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間320.7 d，日均處理量130.4 t DS/d，比2017年處理污泥量提升10.6%。運(yùn)行時(shí)間逐年增長(zhǎng)，2016年折合雙線運(yùn)行289.44 d，2017年折合雙線運(yùn)行297.31 d，2018年折合雙線運(yùn)行320.70 d。

截止2019年4月，竹園污泥廠一期累計(jì)處理80%脫水污泥67.6萬(wàn)t，折合干基約15.1萬(wàn)t，基本解決了竹園片區(qū)的污泥穩(wěn)定化處理問(wèn)題。

四、難點(diǎn)分析

• 目前污泥干化焚燒遇到的最大問(wèn)題是沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)污泥干化焚燒的排放標(biāo)準(zhǔn)，依然參照的是垃圾焚燒排放的標(biāo)準(zhǔn)。

• 污泥運(yùn)輸車(chē)輛明顯會(huì)引起周邊市民的反感，導(dǎo)致污泥運(yùn)輸困難。