作為生活污水處理的衍生品，近年來(lái)污泥產(chǎn)量不斷攀升。據估算，大約1萬(wàn)t生活污水可產(chǎn)生5~8t市政污泥，預計到2020年，我國市政污泥產(chǎn)量將達到6000~9000萬(wàn)t/a?！段勰嗵幚怼笆濉币巹潯分刑岬?，“十三五”期間應堅持無(wú)害化原則，結合各地經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展水平，因地制宜地選用成熟可靠的污泥處理處置技術(shù)，鼓勵采用能源化、資源化技術(shù)手段，盡可能回收利用污泥中的能源和資源。目前國內外污泥的處理方式主要包括濃縮、脫水、厭氧消化、干化焚燒等。據統計，日本污泥焚燒占其污泥處理總量的67%，歐洲污泥焚燒約占其污泥處理總量的30%，而我國占比相對偏低，以上海為例，其2016年污泥焚燒僅占污泥處理總量的15.8%，我國與發(fā)達國家相比仍有較大差距。污泥焚燒已逐漸成為污泥處理的主要技術(shù)，但污泥熱值較低，單獨運營(yíng)污泥焚燒設施面臨工藝復雜、建設運營(yíng)成本高昂等問(wèn)題。污泥與生活垃圾爐排爐協(xié)同焚燒處理可以實(shí)現資源的合理利用———將焚燒產(chǎn)生的蒸汽用于干化系統、干化后的污泥又可進(jìn)入焚燒爐作為高熱值燃料，已成為污泥處理處置較為有效的工藝選擇。但是污泥干化產(chǎn)生的尾氣中含有惡臭成分，將對人體和人類(lèi)生活產(chǎn)生影響和危害。本文主要針對垃圾焚燒廠(chǎng)內污泥干化系統的除臭系統，從干燥機尾氣的處理和廠(chǎng)房?jì)瘸魵獾奶幚韮蓚€(gè)方面分別進(jìn)行研究，并對實(shí)際工程中遇到的問(wèn)題提出了解決方案，為后續污泥干化項目除臭系統的設計提供一定的參考。

　　1、污泥干化過(guò)程臭氣的產(chǎn)生

　　目前垃圾焚燒廠(chǎng)承接的污泥主要來(lái)自市政污水處理廠(chǎng)和焚燒廠(chǎng)滲瀝液處理站。原生污泥在污水廠(chǎng)內經(jīng)過(guò)初步脫水后含水率約85%，此含水率下污泥熱值不足以滿(mǎn)足垃圾焚燒廠(chǎng)入爐燃料低位熱值不低于5017kJ/kg的要求，至少要將含水率降低至30%以下。因此含水率約85%的污泥需進(jìn)一步深度干化。

　　污泥干化工藝流程：濕污泥進(jìn)廠(chǎng)過(guò)地磅后倒入濕污泥接收倉，由接收倉底部的螺桿泵泵送至濕污泥儲存倉暫存，再經(jīng)儲存倉底部的柱塞泵直接送至干化機內，利用蒸汽作加熱介質(zhì)間接加熱物料。濕污泥被干燥至含水率約30%左右后經(jīng)由轉運設備送至垃圾焚燒爐進(jìn)行焚燒，具體干化流程如圖1所示。當污泥摻燒比例在10%以下時(shí)，燃燒煙氣中NOx、SO2濃度不會(huì )激增，對后續已有的脫硫脫硝過(guò)程沒(méi)有太多負擔。

　　濕污泥干化過(guò)程產(chǎn)生的廢氣經(jīng)末端的尾氣引風(fēng)機抽引后，從干化機尾氣排放口排出，并維持干化機及輔助設備、系統管路微負壓運行。被抽出的廢蒸汽(蒸汽和空氣混合物)經(jīng)除塵和冷凝處理，廢氣冷凝液納入廠(chǎng)區污水收集管網(wǎng)統一處理，而不凝尾氣則由尾氣引風(fēng)機抽引送至生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)區垃圾池內。

　　在上述污泥干化過(guò)程中產(chǎn)生惡臭氣體主要可分為兩類(lèi)。

　　第一類(lèi)是污泥干化過(guò)程中蒸發(fā)的尾氣，包含甲烷、揮發(fā)性有機酸等有機氣體和氨氣、氟化氫、氯化氫等無(wú)機氣體。氨氣和有機酸來(lái)自污泥中含氮有機物蛋白質(zhì)的水解，氯化氫、氟化氫來(lái)自污泥中同類(lèi)游離氣體的揮發(fā)或者其它物質(zhì)的受熱分解。其中NH3的排放與污泥中含有的蛋白質(zhì)直接相關(guān)，CH4和SO2的排放與污泥中的蛋白質(zhì)無(wú)關(guān)，是由污泥中含有的其他有機物反應產(chǎn)生。此類(lèi)臭氣含濕度高，含塵量高且臭氣濃度也高。

　　第二類(lèi)是干化過(guò)程中設備及管道內擴散至廠(chǎng)房?jì)鹊某魵?，包含硫化氫、氨氣、硫醇?lèi)、硫醚類(lèi)等物質(zhì)。此類(lèi)臭氣漏點(diǎn)較為分散，臭氣濃度相對較低，在環(huán)境中擴散面積較大，集中收集有難度，對廠(chǎng)房?jì)冗\維環(huán)境影響較大。

　　目前國內對于上述過(guò)程產(chǎn)生的臭氣污染物的排放限值，主要執行的是《惡臭污染物排放標準》(GB14554—93)中的有組織排放對應的要求(詳見(jiàn)后文表1)。同時(shí)項目所在地區的不同，需要再結合當地的相關(guān)規范和標準。

　　2、臭氣處理工藝

　　2.1 干化機尾氣的臭氣處理

　　設置在垃圾焚燒廠(chǎng)內的污泥干化系統干燥產(chǎn)生的尾氣臭氣濃度高，在干化車(chē)間內初步冷凝、除塵后，可由尾氣風(fēng)機抽引送至生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)區垃圾池內，與垃圾池內的空氣混合，最終通過(guò)焚燒爐的一次風(fēng)機將垃圾池內的空氣送入焚燒爐內進(jìn)行焚燒處理。

　　其他設置在熱電廠(chǎng)或者自備電廠(chǎng)內的污泥干化系統，干燥產(chǎn)生的尾氣可以由尾氣風(fēng)機抽引后直接送入爐內，替代部分一次風(fēng)，進(jìn)行焚燒處理。

　　如污泥干化焚燒系統為單獨配置，則干燥產(chǎn)生的尾氣一般需由尾氣風(fēng)機抽引后送至單獨配置的除臭系統內進(jìn)行統一處理達標后排放。

　　2.2 廠(chǎng)房?jì)鹊某魵馓幚?/p>

　　廠(chǎng)房?jì)鹊某魵馔ǔＪ怯娠L(fēng)管集中負壓收集后，統一進(jìn)入獨立配置的除臭系統內進(jìn)行處理，達標后經(jīng)排氣筒集中有組織排放。

　　目前廠(chǎng)房?jì)瘸魵饧刑幚砉に囍饕ㄒ韵聨追N：

　　(1)化學(xué)洗滌：臭氣依次通過(guò)酸性洗滌塔和堿性洗滌塔，塔內分布配備有稀硫酸溶液和NaOH溶液，對臭氣中的NH3和H2S等有害氣體進(jìn)行中和吸收。循環(huán)液在塔底經(jīng)水泵增壓后在塔頂噴淋而下，最后回流至塔底循環(huán)使用。酸堿塔分別配備在線(xiàn)pH檢測儀，根據循環(huán)液的pH值自動(dòng)控制酸堿的添加量。該方法見(jiàn)效快，投資和運行成本較低，但涉及酸堿溶液的存儲，有一定安全隱患，尤其當室外安裝時(shí)，需注意冬季防凍防泄漏。

　　(2)植物液洗滌：設備配置和流程與化學(xué)洗滌工藝類(lèi)似，吸收劑換成植物液。植物液無(wú)毒、安全且可生物降解，在達到較好的除臭效果的同時(shí)不會(huì )帶來(lái)二次污染。但植物液的成本較高，需控制好換氣量和液氣比，降低植物液的消耗。

　　(3)生物濾池：通過(guò)濾料層將致臭污染物吸收，借助濾料上的微生物有效地降解污染物。主要由預洗池、噴淋、濾料池、循環(huán)系統以及配套的管道系統、風(fēng)機組成。該工藝投資和占地面積較大，需考慮合理的停留時(shí)間，降低建設成本。

　　(4)活性炭吸附：通過(guò)風(fēng)機將臭氣引入活性炭箱，臭氣分子在通過(guò)孔隙豐富的活性炭時(shí)被吸附。該工藝吸附除臭效果較好，但運行成本較高，不宜作為常期投用工藝，建議作為備用短期應急工藝選擇。

　　(5)UV光解：高能紫外線(xiàn)光能能將惡臭化學(xué)物質(zhì)拆解為獨立的原子，再通過(guò)分解空氣中的氧氣產(chǎn)生性質(zhì)活躍的正負氧離子，繼而產(chǎn)生臭氧，同時(shí)將拆解為獨立原子的化學(xué)物質(zhì)通過(guò)臭氧的氧化反應重新組合成低分子的化合物，如水、二氧化碳等。這是一個(gè)協(xié)同、連鎖復雜的反應過(guò)程，在很短的時(shí)間內(2~3s)就可完成。該工藝簡(jiǎn)單、高效、應用較多。

　　(6)等離子：低溫等離子工藝是在電極間高壓電場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生大量高能電子，高能電子作用于氣體分子生成多種自由基碎片，將污染物如一氧化碳、氮氧化物、硫化物等轉化生成二氧化碳、水、二氧化硫、氮氣等各種形態(tài)的終產(chǎn)物。當與堿洗技術(shù)耦合使用時(shí)，二甲二硫、二硫化碳和甲硫醚去除率達到了90%以上，對于甲硫醚、苯乙烯和氨氣也有明顯的去除效果。該方法處理設備體積相對較小，自重輕，適用于布置緊湊、場(chǎng)地狹小等場(chǎng)合，但設備一次性投入成本較大，運行維護成本較高。

　　上述每種工藝對臭氣中各組份的處理能力各不相同，實(shí)際工程應用中臭氣中的成分很復雜，通常需將上述工藝組合使用，例如：酸堿洗滌和UV光解組合，生物濾池和活性炭吸附組合，酸堿洗滌和活性炭組合等，進(jìn)而保障臭氣處理能穩定達標。

　　3、工程案例中的問(wèn)題和解決方案

　　3.1 工程技改前系統配置

　　某垃圾焚燒廠(chǎng)設3臺圓盤(pán)污泥干化機，污泥干化處理日規模共計300t，處置對象為城市污水處理廠(chǎng)污泥，進(jìn)場(chǎng)污泥含水率80%。

　　原設計中，干化機尾氣經(jīng)過(guò)除塵冷凝后，通過(guò)尾氣風(fēng)機輸送至垃圾池內，與垃圾池內空氣混合后，經(jīng)由垃圾焚燒爐一次風(fēng)機抽取，送至焚燒爐內焚燒。廠(chǎng)房?jì)瘸魵鈩t由獨立設置的風(fēng)機集中收集，抽取后經(jīng)由鍍鋅鐵皮風(fēng)管送至垃圾池內。

　　項目建成調試期間，暴露出來(lái)干化機的尾氣風(fēng)機軸承有高濃度臭氣泄漏，風(fēng)機小室內臭味明顯。同時(shí)廠(chǎng)房?jì)鹊脑型L(fēng)量偏低，干化車(chē)間內負壓不明顯，臭氣收集效果差，廠(chǎng)房?jì)瘸粑睹黠@。

　　3.2 技改措施

　　針對上述過(guò)程中暴露的問(wèn)題，集中進(jìn)行了技改。

　　(1)減少臭氣外溢量

　　干化機尾氣因為臭氣濃度較高，保留原有設計路徑，仍排至垃圾池內集中處理，此路氣體管道改為不銹鋼材質(zhì)，全程采用焊接工藝，保障臭氣不外溢。

　　(2)加大換風(fēng)量，新設臭氣處理系統

　　干化車(chē)間內重新核算換氣次數，加大換風(fēng)量，保障廠(chǎng)房的負壓運行。同時(shí)對干化機軸承、檢修口、尾氣風(fēng)機間等臭氣泄漏重點(diǎn)區域分別布置吸風(fēng)口，進(jìn)行有效收集。改造后部分風(fēng)量較大，如果仍然排至垃圾池，會(huì )對垃圾池的負壓效果造成不利影響，故干化車(chē)間內收集的臭氣單獨設置一套臭氣處理系統。

　　新設置的除臭系統工藝流程為酸堿洗滌+UV光解+低溫等離子的工藝組合。其中酸堿洗滌為主要工藝，UV光解和低溫等離子為輔助工藝。廠(chǎng)房?jì)任L(fēng)管道整體采用PP材質(zhì)，風(fēng)機室外布置，考慮冬季室內外溫差較大，易出現凝結情況，風(fēng)機出口排風(fēng)管道及排氣筒整體采用不銹鋼材質(zhì)。

　　(3)設置回風(fēng)系統

　　北方地區考慮冬季防寒防凍的需求，為保障廠(chǎng)房?jì)鹊亩緶囟?，設計了回風(fēng)系統，將處理達標的排放風(fēng)部分回用至廠(chǎng)房?jì)??；赜蔑L(fēng)系統進(jìn)行二次除濕，風(fēng)量可調。

　　3.3 技改效果

　　技改完成后，廠(chǎng)房?jì)蓉搲好黠@。干化機尾氣輸送管道無(wú)明顯臭氣外泄，干化機軸承附近及尾氣風(fēng)機小室內負壓收集效果較好，臭氣外溢情況顯著(zhù)改善。干化車(chē)間內臭氣經(jīng)酸堿洗滌+UV光解+等離子分解后，臭氣排放濃度遠低于該項目地方標準《北京市大氣污染物綜合排放標準》(DB11/501—2017)和國家標準《惡臭污染物排放標準》(GB14554—93)的要求，詳見(jiàn)表1。

　　3.4 同類(lèi)項目對比和建議

　　在對類(lèi)似的污泥耦合垃圾焚燒項目對比中顯示(詳見(jiàn)表2)，污泥干化過(guò)程中不可避免都會(huì )產(chǎn)生臭氣泄漏的情況。輸送管道的源頭做好負壓輸送，管道焊接等防漏措施，部分泄漏重點(diǎn)區域的集中捕集是除臭前端設計的關(guān)鍵。后端的處置在垃圾焚燒廠(chǎng)內基本一致，臭氣濃度較高的干化機尾氣送至垃圾池內，廠(chǎng)房?jì)鹊牡蜐舛却箫L(fēng)量的臭氣單獨設置除臭系統。部分項目在干化廠(chǎng)房?jì)冗€單獨配置有植物液噴淋系統，作為干化機停機檢修期間的輔助除臭工藝。

　　結合案例的技改和同類(lèi)項目的對比調研，對于污泥耦合垃圾焚燒的項目干化車(chē)間的除臭設計和施工的幾點(diǎn)建議如下：

　　(1)尾氣臭氣收集輸送管路應盡量運行在負壓狀態(tài)，可在垃圾池側增設引風(fēng)機。

　　(2)尾氣輸送管路宜選用不銹鋼材質(zhì)，并采用焊接安裝工藝，防止輸送過(guò)程中出現泄漏。

　　(3)尾氣風(fēng)機宜設置獨立的風(fēng)機房，并做好換風(fēng)管路布置。尾氣風(fēng)機軸封的密封等級應盡量提高，可考慮碳環(huán)密封。

　　(4)干化機軸承、尾氣風(fēng)機軸承為高濃臭氣泄露的主要源頭。吸風(fēng)管道布置吸風(fēng)口和管道高度應合理，要特別重視各支路風(fēng)管的負壓設計保證。

　　(5)廠(chǎng)房的換氣次數適當放大，保障廠(chǎng)房?jì)鹊呢搲?，可有效防止臭氣外溢。對應北方地區，考慮冬季防寒防凍，可將處理達標的排放風(fēng)部分回用至室內。

　　(6)廠(chǎng)房臭氣的除臭工藝以洗滌為主，植物液洗滌工藝普遍反應成本較高，除臭效果略?xún)?yōu)于酸堿洗滌。但因臭氣成分種類(lèi)復雜，建議在選擇除臭工藝時(shí)，至少與活性炭吸附、UV光解或低溫等離子等工藝中的一種或兩種復合使用，從而保障系統的穩定運行和達標排放。

　　4、結論

　　各垃圾焚燒廠(chǎng)對污泥干化產(chǎn)生的臭氣處理各有特點(diǎn)，也存在共性。

　　對應污泥干化機內產(chǎn)生的不凝結尾氣，其臭氣濃度較高，送往垃圾池入爐燃燒是主要處理方式。此處理方式中臭氣輸送過(guò)程的防泄漏是重點(diǎn)，輸送管道宜全程采用焊接連接，并考慮負壓輸送。

　　對應干化車(chē)間內的臭氣，其濃度相對較低，但分布較為分散，需設置吸風(fēng)管路進(jìn)行統一收集，并配置獨立的除臭系統。其中干化機的端部軸承、尾氣風(fēng)機軸承、干污泥輸送設備及臭氣管道接口等位置為臭氣的重點(diǎn)泄漏位置，應重點(diǎn)布置吸風(fēng)口。污泥輸送機內和臭氣輸送管道內均應保持負壓，并提高廠(chǎng)房換氣次數，從而改善污泥干化廠(chǎng)房的運行環(huán)境。( >

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