在近日由中國(guó)水網(wǎng)主辦的2007水業(yè)高級(jí)技術(shù)論壇上，威立雅水務(wù)工程公司亞洲地區(qū)技術(shù)總監(jiān)陳曉華結(jié)合案例分析，介紹了熱水解、熱氧化、焚燒技術(shù)等幾種污泥處理解決方案。以下內(nèi)容根據(jù)其發(fā)言整理（未經(jīng)本人審核）。
尊敬的各位女士、先生們，各位專家，大家下午好！首先感謝組委會(huì)和大會(huì)的組織者給我們提供了很好的機(jī)會(huì)。
今天要介紹的幾個(gè)工藝，是熱水解工藝，污泥的焚燒、混燒，最后是污泥的濕式氧化。這些工藝都需要組合，組合起來的效果比單一處理更好。后面有兩個(gè)案例，一個(gè)在布魯塞爾，另一個(gè)在青島麥島。
現(xiàn)在污泥的問題非常大，全世界范圍內(nèi)，大概每年以4%的體積在增加。這主要是因?yàn)槲鬯奶幚砹吭黾恿?，還有對(duì)水質(zhì)的要求提高了。在世界范圍內(nèi)對(duì)于污泥的要求也越來越高，還有公眾對(duì)于污泥處置持反對(duì)的態(tài)度，不想在土地里面應(yīng)用，害怕有臭氣和瘋牛癥。也不想有溫室效應(yīng)，也不想做填埋，因?yàn)楹ε掠谐魵夂偷叵滤奈廴締栴}。還有增加污泥處置限制以后，會(huì)給污水處理廠帶來運(yùn)營(yíng)的問題，成本也提高了，而且要求有更高的技術(shù)。
在歐洲，污水處理廠經(jīng)常引進(jìn)大量人口排放的污水，一人一天排200升的污水，量會(huì)非常大。它的減量是怎么一步一步實(shí)現(xiàn)的？它是通過濃縮之后產(chǎn)生5升的原泥，然后一步一步地使污泥減量。
污泥的熱處理工藝
我用表格匯總了大部分的污泥處置工藝。高溫消化對(duì)于減量沒有太多的作用，但是在消毒方面有很好的效果。中溫消化對(duì)于減量有一定的效果，但是對(duì)于消毒沒有很好的效果。
熱水解＋消化
在污水處理廠的運(yùn)行過程當(dāng)中，把污泥進(jìn)行濃縮，濃縮到含水率85%左右，沒有達(dá)到干化的程度。然后讓污泥進(jìn)入反應(yīng)器里，通過高溫和一定的壓力，讓它的進(jìn)行水解。之后污泥通過熱交換，進(jìn)入消化池里面。
這是熱水解加消化的例子，這兩種工藝的組合，會(huì)產(chǎn)生比較好的協(xié)作作用。主要有三個(gè)目的，第一是增加產(chǎn)氣量，在消化的過程中比不熱水解的產(chǎn)氣量大25%左右。第二個(gè)是減少污泥量，這是通過兩個(gè)辦法實(shí)現(xiàn)的，一是通過熱水解消化以后本身污泥量就減少了，同時(shí)含固率也提高了，這兩個(gè)結(jié)合起來就把污泥大大減量化至少50%以上。最后熱水解的質(zhì)量還是很高的，在170、180度的情況下運(yùn)行著。
在運(yùn)行當(dāng)中分兩個(gè)階段，第一個(gè)階段叫熱水解過程，它的反應(yīng)的溫度大概在140到170度左右。停留時(shí)間是20分鐘到60分鐘之間。原理是把污泥在高壓鍋里面煮完之后，污泥得到了降解，有機(jī)物從長(zhǎng)鏈變成了短鏈。第三個(gè)好處是水解性大大提高了，提高15%的含固率的污泥。第二個(gè)是厭氧消化，理論上要做高溫消化，55度也可以達(dá)到同樣的目的。在法國(guó)有一個(gè)實(shí)例，我們對(duì)三種方案做比較，最后選擇了水解加中溫消化，現(xiàn)在正常運(yùn)行著，覺得這個(gè)方法是最好的。這座水廠比較小，水解加中溫消化與水解加高溫消化原泥是一樣的，進(jìn)泥濃度中溫消化加水解是130，中溫消化是50，高溫消化也是50，消化池體積中溫消化與加水解是435立方米，中溫消化是1608立方米就夠了，而高溫消化是919立方米。所以水解加中溫消化是最好的。
熱氧化
這種工藝可以避免重金屬在自然界的累積。在熱氧化技術(shù)方面有專門的焚燒爐，我們現(xiàn)在做得最大的是每小時(shí)3.7噸的，是一個(gè)非常大的焚燒爐了。我們現(xiàn)在還要推薦小型污水處理廠適合的另外一種排毒式的污泥焚燒爐。接下來我們可以推薦混燒的注射裝置，就是把脫水污泥注射到城市級(jí)焚燒爐里。因?yàn)樵谝恍W洲的城市，比如說布魯塞爾，所有的居民都反對(duì)污泥式焚燒爐，所以以熱氧化焚燒爐中的標(biāo)。還有很多的水泥廠對(duì)于水泥干燥爐感興趣。
下面介紹一個(gè)流化床焚燒爐，它遵守了“3T”規(guī)定，其結(jié)構(gòu)沒有任何的轉(zhuǎn)動(dòng)部分。從下到上首先是風(fēng)室，在里面注入流化氣體，這個(gè)流化氣體已經(jīng)預(yù)熱過了。接下去有一塊汞板把燃燒室和下面分開，在上面布置了很多的噴頭，上面有一層沙子，大概有一米厚。在運(yùn)行當(dāng)中這個(gè)沙子大概有1.5米到2米之間。在錐體之間有很多的接口，污泥也從這里面打進(jìn)去，上面是一個(gè)爐膛，這里面要求燃燒時(shí)間是2秒鐘。最后燃燒以后，盡量不產(chǎn)生爐渣，把產(chǎn)生大量的灰和廢氣，一直被送到下游的處理構(gòu)筑物，下游的熱構(gòu)筑物是一些交換器。
接下來還有幾張熱交換機(jī)的照片，熱交換之后要進(jìn)行廢氣處理。第一個(gè)階段是除塵，必須把大量焚燒以后的灰塵去掉。有兩種辦法，一個(gè)是濕式處理，二是干式處理。除塵在大型的污水處理廠，我們采用靜電除塵器比較多，如果是小型的，我們采用靜電分流器就可以了。這個(gè)是廢氣處理的濕式處理范例，通過兩級(jí)的濕式處理，然后把溫度提高上去，進(jìn)行排放。
這個(gè)是干式處理，這個(gè)原理比較簡(jiǎn)單，在兩級(jí)除塵過程當(dāng)中，要加兩種藥品，第一種是碳酸氫納還有二氧化硫，這是為了提高氣體的質(zhì)量。
污泥焚燒的過程中還可以發(fā)電，在污泥進(jìn)入總的熱量的5%就是電量?，F(xiàn)在在俄羅斯圣彼得堡北部有三座污水處理廠的焚燒爐正在調(diào)試。這座污水處理廠的焚燒爐可以提供3000千瓦的電量。
結(jié)論就是說污泥焚燒投資是一個(gè)保值的投資。
接下來有幾個(gè)案例，一個(gè)是法國(guó)的土倫市地面污水處理廠的直徑，它的直徑是6米，處理每小時(shí)5噸的干泥。 第二個(gè)是法國(guó)巴黎郊區(qū)的哥倫布污水處理廠，設(shè)在市中心，是巴黎的郊區(qū)一座衛(wèi)星城市。外面做過一些美化，廢氣處理是處理程度比較高的，每小時(shí)有2噸干泥。這個(gè)是丹麥的一座焚燒爐，每小時(shí)200公斤；這是法國(guó)的魯昂2座污泥焚燒爐，每小時(shí)1.5噸干泥；這個(gè)是西班牙的薩拉科薩，每小時(shí)2噸的干泥。這個(gè)是我們和圣彼得市堡合作的，合作非常愉快，這樣他們北部有三座污泥焚燒爐也委托我們建造，三座最大的污泥焚燒爐是每小時(shí)3噸的干泥。最后一個(gè)是法國(guó)的圖盧茲，一開始用的是污泥的干化，最后發(fā)現(xiàn)在按照程度上不是特別好，而且能耗非常大，配置的操作人員非常多，最后市政府決定不添加干化機(jī)，要添加污泥焚燒爐，這樣熱能夠達(dá)到平衡，直接焚燒，操作起來也非常方便。
污泥混燒介紹
接下來給大家講污泥的混燒。這是一個(gè)典型的垃圾焚燒爐的流程。這是一噸垃圾被燒掉以后，產(chǎn)生了250到350公斤的爐渣。同時(shí)，在廢氣處理當(dāng)中，加15到40公斤的石灰。最后產(chǎn)生了30到50公斤的灰。
混燒有兩種混燒，一個(gè)是干化污泥的混燒；第二種是脫水污泥的混燒。我們建議用脫水污泥直接焚燒比較好，因?yàn)楦苫勰喾贌紫纫砀苫瘷C(jī)，是一筆不小的投資。而且我們發(fā)現(xiàn)干化污泥混燒的時(shí)候，垃圾的處理能力要降低，而通過脫水污泥噴灑進(jìn)去之后，爐子的能力是不變的。
它的噴灑系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，是通過泥斗儲(chǔ)存污泥，然后打進(jìn)去。這個(gè)照片是每小時(shí)1噸污泥，如果需要2噸，就需要兩個(gè)注射器?，F(xiàn)在比較現(xiàn)代化的垃圾焚燒爐是逆向流的，這樣不能從上面安裝，要在爐子的兩邊安裝。一般來說是要安兩臺(tái)注射器的。
在瑞士的一個(gè)案例，投入率15%，對(duì)于尾氣和爐渣、爐灰還有結(jié)論等等都沒有影響?；鞜突鞜慕Y(jié)論是適合污泥的最終處置手段，對(duì)大型污泥處置非常適合，而且投加率是15%，所以我們覺得混燒比焚燒更適用。其運(yùn)行條件是240度，完好混合反應(yīng)器，最后是800的純氧。
幾種污泥處理組合工藝介紹
一種是半干化加焚燒，在這個(gè)過程當(dāng)中，焚燒可以提供熱量給干化器，根據(jù)每個(gè)層次的情況不一樣，可以提供100%的熱量。這個(gè)方案非常適合中國(guó)的國(guó)情的，因?yàn)橹袊?guó)的國(guó)情是，污泥含水率比較高。有的時(shí)候我們做方案的時(shí)候覺得這個(gè)方案是比較好的，所以從35%到40%的含固率的污泥半干化后再進(jìn)行焚燒比全干化焚燒更經(jīng)濟(jì)。
還有一種是消化加干化，這是得到熱平衡的，又可以把污泥干化了，又可以把消化池免費(fèi)加熱了。
下面一個(gè)組合是消化加焚燒，首先把污泥進(jìn)行30%的減量化，再輸入爐子里面，這樣尺寸可以小一點(diǎn)，然后生產(chǎn)沼氣把爐子打進(jìn)去，因?yàn)檫@個(gè)是不容易熱平衡的。
布魯塞爾污水處理廠有72600噸干泥，現(xiàn)在正在做調(diào)試的過程中。
最后是青島的污水處理廠，和上海市政院一起合作的。它的污泥情況這樣的，首先是兩座消化池，接下來是采用干式的儲(chǔ)氣柜，通過儲(chǔ)氣柜下面的發(fā)電機(jī)供電，供應(yīng)50%的電。剩下的熱水可以為消化池加溫。
那么污水處理廠有兩座消化池作為消化，它的污泥的產(chǎn)量是48噸左右，濃度是38克/升，直徑是29.3米，設(shè)計(jì)當(dāng)中總的回收量是1933千瓦。
這個(gè)是兩座消化池，這個(gè)是泥水熱交換器，這個(gè)是雙燃料爐，這個(gè)是雙模式的儲(chǔ)氣柜，還有火炬。這個(gè)是發(fā)電機(jī)，最后設(shè)計(jì)的發(fā)電量是1600千瓦。發(fā)電機(jī)兩個(gè)月以后要投入運(yùn)行，現(xiàn)在正在跟電力部門溝通，還有一些細(xì)節(jié)，電力部門已經(jīng)批了。麥島的經(jīng)驗(yàn)就是比較高的產(chǎn)氣率，可以產(chǎn)14500到15000噸的氣。還有一個(gè)好處是低硫化氫量是低于20ppm，這對(duì)于國(guó)內(nèi)的消化是非常不錯(cuò)的。
最后的結(jié)論就是愿意和業(yè)主、市政府一起找出一個(gè)好的解決方法，現(xiàn)在污泥的處置方面，奇跡般的技術(shù)是比較少的，不容易出現(xiàn)，我們需要的是合適的方法。
謝謝大家！
提問：陳先生你好，你說工藝?yán)锩嬗幸粋€(gè)是熱水解加中溫消化，是不是需要往里面添微生物？還有，這種工藝跟單獨(dú)的熱水解相比具有哪些優(yōu)勢(shì)？
陳曉華：在啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)候可以把別的污泥連接一下，這樣正常運(yùn)行起來會(huì)正常產(chǎn)氣，而且產(chǎn)氣的量比一般的中溫消化高很多。熱水解設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們公司不是第一家研制出來的，以前有一個(gè)挪威的公司，它用三個(gè)反應(yīng)器，間歇式的。我們公司研發(fā)出來是兩個(gè)反應(yīng)器，在里面通蒸汽，可以產(chǎn)生沼氣，讓它把蒸汽注入到反應(yīng)器里面，讓它停留半個(gè)小時(shí)。這樣通蒸汽的時(shí)候壓力可以抬到8公斤，這樣160克的污泥，變成120克左右。這個(gè)污泥熱水解以后，160克變成了120克進(jìn)入到消化池。因?yàn)槲覀冏隽藷峤粨Q以后，讓這個(gè)污泥降溫到40度，所以40度的污泥注入消化池以后，就不需要熱交換系統(tǒng)了。這個(gè)消化池設(shè)計(jì)起來比較簡(jiǎn)單。
這個(gè)是污泥焚燒爐介紹的視頻。（播放VCR）這就是污泥焚燒爐的結(jié)構(gòu)，這下面是污泥的投加點(diǎn)，下面是風(fēng)室，有硫化氣體，硫化氣體有150度左右。下面有一層沙子，下面是750度，到了上面是850度的溫度。污泥從沙子里面投加之后，全部變成了碎片，上面是焚燒爐的爐膛。在爐頂上面可以噴灑一些輔助燃料或者是浮水，把它溫度控制在850度以下，燒完以后灰和廢氣全部被送到下游的購(gòu)置物。這就是一層沙子在燃燒時(shí)候的情況。這個(gè)就是儲(chǔ)存器，處理一些廢氣，滿足歐洲的排放標(biāo)準(zhǔn)，然后灰可以當(dāng)成建筑材料。這個(gè)灰出來以后要稍微撒一點(diǎn)水的，因?yàn)樵谶\(yùn)輸當(dāng)中防止產(chǎn)生灰。這個(gè)是比較好的工藝，可以做到能量回收，而且在廢氣的排放上面滿足要求。
謝謝！
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