南京污泥掺烧发电技术.docx

污泥掺烧发电技术的探索与实践南京市排水管理处 罗江明摘要：电厂利用循环流化床锅炉（CFB ）掺烧生活污泥发电，技术可行，经济效益和社会效益显著，符合国家 节能减排产业政策和污泥处置减量化、无害化、资源化的原则南京协鑫生活污泥发电有限公司与南京市排水管理 处共同研发，利用240t/h大型CFB掺烧生活污泥项目，填补了国内空白引言随着我国社会经济发展、城市化进程加快以及国民生活水平提高，城 市生活污水量急剧增加污泥作为污水处理厂污水处理后的附属产品，因 富含有机腐质、细菌菌体、寄生虫卵和重金属等有害物质，对环境影响极 大而且污泥含水量高、体积大，难以堆积，甚至连垃圾场都不愿接收 据统计，我国城市污水处理厂每年排放污泥约900 万吨，每年还以15%的速 度增长仅南京市城市污水处理厂年排放污泥就有10 万吨，政府和民众高 度重视环境保护的当前背景下，如何安全有效地处理城市生活污泥，成为 南京协鑫生活污泥发电有限公司和南京市排水管理处共同研究的课题一、南京市污水处理的基本情况南京市现已建成并运行的污水厂有；江心洲污水处理厂，处理能力64 万吨/天，现基本满负荷运行；城北污水处理厂，处理能力30 万吨/天，现 处理量约 20 万吨/天；城东污水处理厂，处理能力20 万吨/天，现建成一 期处理量 10 万吨/天，满负荷运行；锁金村污水处理厂，处理能力5000 吨 /天，现处理量1500 吨/天。

现在建项目有；仙林污水处理厂、桥北污水处理厂、珠江污水处理厂 江宁东山污水处理厂、城东污水厂二期扩建工程，08 年全部建成后，将增 加处理能力40 万吨/天另外，铁北污水处理厂、城南污水处理厂仍在规划当中现南京市主城区污水处理能力达到 104.5 万吨/天，实际处理量约 86.15 万/吨，污水处理率约82.4％二、南京市污泥处置的基本情况和技术路线1、污泥的产生量南京主城区污水日处理能力目前为104.5 万吨，实际处理量约 86.15万/吨，日产污泥量约290吨（含水率约7 6%）,具体情况见下表污水处理厂名称污水处理能力*104t/d产泥量t/d有 机质%总碱度mg/l含水率%高位热值Qgr,ad ,kcal/kg运输类型备注江心洲污水厂6420040.73.50 10476.81870水运城北污水厂2060 （估）——8 01096汽运城东污水厂1030 （估）————一一汽运锁金村污水厂0.51（估）——95一一未脱水总 计104.5290水运2、原有的污泥处理方式 南京市的各污水厂原有的污泥处理方式都是采用填埋处理江心洲污 水处理厂的污泥经过脱水后，运送到江心洲一废弃低洼池塘处进行填埋。

城北污水厂污泥送幕府山废弃矿坑填埋城东污水厂污泥送垃圾处理厂填 埋三、 南京市污泥处置的探索过程 南京市污泥处置的探索经历过了四个阶段：污泥干化、污泥堆肥、污 泥活性碳的制备以及污泥掺烧发电1、污泥干化2006 年南京市已立项利用亚行贷款投资 8000 万在江心洲污水处理厂 建设一座污泥干化场来处理南京市主城区各污水处理厂的污泥后经过与 污泥掺烧发电经济和技术两方面比较，最终调整干化污泥项目，决定采用污泥掺烧发电技术2、污泥堆肥南京市江心洲污水处理厂与南京农业大学合作进行过污泥堆肥的研 究，并形成科技成果，获南京市科技进步三等奖但由于存在制肥的成本 和市场销路等问题,没有进一步推广3、污泥活性碳的制备江心洲污水处理厂和南京大学合作在厂内建立了污泥处理处置及资源 化项目中试基地，对用污泥制备活性碳进行了中试研究目前中试已完成4、污泥掺烧发电在经过以上过程的探索，没有找到较为理想的污泥处置方式，2007年6 月，在南京市政府有关部门的组织协调下，经过论证比较，江心洲污水处 理厂与南京协鑫热电有限公司开始运作污泥掺烧发电项目四、循环流化床锅炉（CFB）掺烧生活污泥发电技术1、技术简介污泥掺烧涉及污泥运输、储存、输送、给料、燃烧及后处理。

南京协鑫生活污泥发电有限公司锅炉污泥焚烧设计量为2*8 t/h,日处 理能力400 吨污泥南京地区除江心洲污水处理厂污泥由船运至电厂污泥专用码头后驳载 卸入污泥仓,其余污水处理厂均采用汽运直接卸入污泥仓两台280 立方 米地下式污泥缓冲仓可储存污泥600 吨设在仓下的预压螺旋以压力给料方式喂入浓料泵,浓料泵将污泥增压 泵出,经输送管道、高压浓料换向阀、管路分流阀以及多功能给料器进入 到锅炉内焚烧两套输送系统可以互为备用,实现了污泥从卸料点起至锅炉给料点整 个过程可靠、封闭、自动化、高效输送污泥在锅炉顶部进入炉膛,利用锅炉流化速度和燃烧特性使气固分离,固体颗粒进入炉膛下部，形成物料循环，污泥在炉膛内有充分停留时间， 使污泥的燃尽率大大提高气体通过化学反应和物理变化无害化排空，固 体颗粒通过吸尘装置和排灰系统回收，用作水泥、砌块砖等建材原料 2、掺烧工艺流程污泥掺烧的工艺流程如下图所示：搓合机预压螺旋预压螺旋检修闸板阀预压螺旋预压螺旋高压浓料换向阀高压浓料换向阀高压浓料换向阀高压浓料换向阀清 洗 回 流 管多功能给料器多功能给料器清 洗 回 流 管循环流化床锅炉循环流化床锅炉污泥储存仓搅拌缓冲仓污泥储存仓检修闸板阀咼压放水DNBS20/18型浓料,泵NBS20/18型浓料泵咼压放水D高压低摩阻复合管道5■■■■<五、污泥填埋、干化、堆肥和掺烧的效益分析比较1、经济效益比较1.1、填埋和掺烧比较填埋掺烧项目费用（万/年）吨费用（元）年吨数（吨）年费用（万元）场租15000运输5543200*365313.9防渗处理50000表层覆土封盖40000焚烧补贴086200*365627.8合计16012973000941.7上表为江心洲污水处理厂填埋和掺烧的经济效益对比。

1.2、污泥干化和堆肥比较污泥干化污泥堆肥项目费用（万元）费用（万元）干化厂建设80000制肥厂建设02000运行费用1500万/年800 万/年上表为污泥干化和堆肥的经济成本，通过上面两表的比较我们看出掺 烧的经济成本高于填埋，但是污泥有一定的热值，可以产生一定的发电量 同时燃烧完的炉渣可以用来制造建材；而填埋由于土地资源的限制，环境 要求的提高、经济成本越来越高等因素影响，将会逐渐减少使用污泥干化、污泥堆肥由于没有现成的设施，必须新建一污泥干化厂、 污泥制肥厂，建设及运行费用都很高与掺烧发电相比经济效益不是很明 显2、环境效益比较2.1、污泥填埋的环境影响占用宝贵的土地资源，还会危害土壤和农作物，产生二次污染，影响 周围环境、河道和地下水源因此填埋选址须慎重还应采用严格的安全、 卫生填埋技术，填埋场设计必须有防渗透层，表层复土封场，气体收集系 统和渗出水的收集处理系统，以防止二次污染由于填埋场一般设计远离 城市，污泥运输及运输设备将是一笔相当可观的费用，运输途中的抛、洒 滴、漏也会造成二次污染2.2、污泥干化的环境影响污泥干化过程会产生产生强烈的恶臭；污泥干化会消耗大量的能源； 污泥干化只是个中间处理过程，后续处理不好很容易造成环境二次污染。

2.3、污泥堆肥的环境影响长期施用污泥堆肥会造成土壤中重金属的过量积累，造成严重污染 污泥农用必须遵守一个前提：只有经过热干化或生物堆肥、化学稳定化处 理的污泥才能施用所以它的缺点是耗用大量的热能、时间长，占地面积 巨大，需要很高的投资才能避免恶臭污染环境这种方法在处理大规模的 市政污泥时有一定限制2.4、污泥掺烧的环境影响 南京协鑫生活污泥发电有限公司污泥掺烧项目建成投产后，委托江苏省环境监测站对污泥焚烧进行实际测试,40 t/h循环流化床锅炉在焚烧20% 污泥时，废气中烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度均达到《火电厂大气 污染物排放标准》(GB13223-2003)中第3时段标准，重金属及二噁英类排 放浓度均低于国家标准，有利于社会环境的保护南京协鑫生活污泥发电 有限公司设立了烟气排放监测系统，数据2 4小时实时传输到南京市 环保局，环境监测完全符合国家排放标准2.5、环境影响相关数据项目第一次第二次第三次标准值烟尘排放浓度mg/ m321.819.521.450二氧化硫排放浓度mg/ m3120118119400氮氧化物排放浓度mg/ m3185187187450铅及其化合物mg/ m30.01940.02291.0镉及其化合物mg/ m30.000630.000380.1汞及其化合物mg/ m30.00236二噁英类排放浓度 TEQne/ m30.0140.0231.02.6、大气排放 采用循环流化床锅炉污泥掺烧发电，大气污染物排放浓度远低于国家 规定的排放标准。

掺烧污泥后，SO和CO含量基本没有变化，烟气量增加2约 6%，飞灰量增加约11%，烟尘浓度增加不到5%，仍低于国家规定的排放 标准采取适当降低空气过剩系数，增大二次风率等措施， NOx 的排放浓度不 超过200ppm，符合国家排放标准烟气中HCl的浓度均在25mg/ms以内，低于我国《生活垃圾焚烧污染控 制标准》GB18485-2001中规定的HCL排放限值75mg/m3 我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》 GB18485-2001 中规定二噁英类物质的 排放限值为l.OTEQ ng /m3二噁英化学性能稳定，其彻底分解温度在750°C 以上为减少二噁英的产生,控制焚烧条件非常重要，严格控制炉内燃烧温 度高于 750 C2.7、 灰渣掺烧污泥后，锅炉灰渣排放总量将增加4.26%，其中排灰量增加11%， 排渣量减少16.6%,两台锅炉灰渣排放总量仅增加0.714t/h这些灰渣均 综合利用，可用来做水泥的原料,对环境没有带来不利影响2.8、 废水新增用于冲洗污泥输送系统的废水约5t/d，它将回收至现有的污泥沉 淀池,可回用于调浆或经沉淀分离处理后达标排放2.9、噪声该项目新增噪声主要来自污泥输送泵的运转噪声，其噪声值一般在75dB（A）左右。

污泥输送泵布置于封闭的地下泵房内，对周围环境基本不构 成影响六、 结论通过对填埋、干化、堆肥和掺烧的对比，我们发现利用发电厂循环流 化床锅炉焚烧污泥，实现污泥减量化、稳定化、无害化、资源化处理与处 置是循环经济模式的体现它具有强大的生命力、良好的环境效益、社会 效益与经济效益这项操作性极强的技术，具有广阔的应用前景。