北極星水處理網訊:摘 要：生活質量的提升，必然伴隨著工業的發展，而隨之產生工業廢水、生活廢水以及自來水廠處理汙水之後的汙泥，成為環境保護的負擔。因此，對汙泥科學、環保的處理勢在必行。如今，國內廣泛使用的幹化焚燒設備，具有一定的汙泥處理優勢。並且，汙泥的處理引起了國內外科研學者的研究興趣。本文從汙泥處理的背景談起，從幹化焚燒的原理、所用的設備以及發展前景幾個方面進行了詳細的敘述，希望能為我國環境的保護貢獻一份自己的力量。
1 汙泥幹化焚燒的優勢
1.1 減小汙泥體積
汙泥的來源有很多，例如生活汙水廠二沉池排出的的汙泥、工業廢水處理經濃縮池產生的汙泥等，有些汙泥帶有重金屬等有毒物質，因此對汙泥的處理勢在必行。汙泥幹化焚燒，在避免汙染環境的情況下，是一種較為有效的處理方式。幹化焚燒之後的汙泥，一方面能夠減少汙泥的體積，減少對沿海地區河流的汙染。另一方面，幹化焚燒之後的汙泥，會產生一些焚燒灰，會中含有很多微量元素以及碳、氫等大量元素。可以用於植物生長肥料或其他產品的生產原料，實現資源的循環回收利用。幹化焚燒汙泥的技術，在我國東南沿海地區得到十分廣泛的利用，並成為該區域最主要的處理汙泥的方式。
1.2 處理效率高
汙泥的幹化焚燒技術，最早在西方發達國家開始應用，這一技術的普及大大提高了汙泥的處理效率，其主要表現在：一方面，以往的汙泥處理方式，需要將汙泥運輸至工廠中進行集中處理，但是幹化後的汙泥可以直接焚燒，減少了運輸成本以及時間，大大提高了汙泥的處理效率。另一方面，以焚燒為核心的汙泥處理，可以徹底殺死汙泥中的細菌以及有害微生物，不用二次處理。並且，焚燒處理後的汙泥灰不用長期儲存，簡化了處理程序，縮短了處理汙泥的時間。由於幹化焚燒汙泥的處理效果與效率都較高，所以目前很多汙水處理廠，都普遍採用幹化焚燒的方式處理汙泥。
1.3 能量回收
不經過幹化的汙泥，一般焚燒比較困難，且不徹底，耗費高，還會產生大量廢氣，廢氣不易處理且汙染環境。所以汙泥的處理一般是採取幹化、焚燒兩大途徑。經過幹化處理的汙泥，焚燒較為徹底。汙泥的焚燒灰含多種微量、有機元素，可以回收用於其他產品的製作，汙泥焚燒的熱量可以保證自身的徹底焚燒，繼續實現幹化與供熱，另外其熱量可以作為供能。
1.4 綠色環保
由於汙泥來源多樣，有自來水廠處理自來水之後產生的汙泥、生活汙水廠二沉池排出的的汙泥、工業廢水處理經濃縮池產生的汙泥，有的汙泥含有大量有毒元素，處理不當會對環境造成二次汙染。而幹化焚燒處理之後，焚燒之後，可以徹底殺死汙泥中的有害微生物以及部分有毒物質。另外，焚燒處理技術可以徹底焚燒可以實現汙泥中有機化合物的徹底焚燒，徹底減少了細菌滋生的環境。
2 汙泥幹化焚燒的相關設備
2.1 幹化機
未經處理的汙泥含水量高達80%，給處理帶來很大的困難，因此，處理汙泥前，一般要經過幹化處理，即用到幹化機。幹化機能夠將汙泥中的水分進行排除，便於後續處理，幹化後的汙泥熱值得到提升，從而實現循環利用。另外，汙泥幹化機除了熱效率高的優點之外，還具備自清理、防止粉塵汙染、簡單易操作等優勢。幹化方案的選擇，主要遵循三大原則：
一、幹化燃料的獲取必須要快速，且充足，這樣才能節省幹化成本，提高幹化效率；
二、每次對於汙泥的幹化要預先計算成本，是否適合幹化，同時要嚴格將成本控制在預算內；
三、幹化焚燒的好處之一就是防止二次汙染，因而，幹化方案選擇的原則之一，也是防止汙泥再次汙染環境。目前，我國汙水處理廠、汙泥處理企業等最常用的幹化設備主要是空心槳葉乾燥機。該設備最早由德國開發，後被國內企業廣泛應用，空心槳葉乾燥機在作業過程中，只需要熱傳導間接加熱，少量氣體就可以帶走大部分水分，幹化效率極高，屬於節能型幹化設備。
2.2 焚燒鍋爐
幹化焚燒汙泥的一個重要步驟就是焚燒，因此，焚燒鍋爐對於整個汙泥處理來說必不可少。焚燒之後的汙泥，其中的有機物質氧化分解，伴隨著其中有毒物質的分解，不再對環境產生負擔。我國常用的焚燒爐主要有兩大類，一類是不經過幹化處理的汙泥焚燒鍋爐，汙泥含水量在70-80%左右，直接焚燒，另一類是經過幹化處理之後的汙泥焚燒爐，汙泥其水量非常低。我們著重介紹第二類焚燒鍋爐。這類焚燒鍋爐一般以石灰石等惰性物質保持鍋爐內部溫度，在一個較為穩定的溫度範圍內，不會大幅度變化。汙泥的混合攪拌主要依靠空預器產生的熱風力量，同時提高其溫度。焚燒鍋爐產生的熱量，隨著煙氣流動，降低汙泥表面的溫度，這些散發的熱量使得汙泥表面的水分蒸發，形成水蒸氣，同時為其他汙泥的幹化提供熱量。汙泥經過焚燒之後，形成汙泥灰，一方面減少了汙泥體積，減輕了環境負擔。另一方面，汙泥灰中有有機物分解產生的各類化學元素，可用於其他產品的製造。
2.3 煙氣淨化裝置
幹化焚燒汙泥的一個好處就是避免對環境的二次汙染，原因就是汙泥處理裝置中加有煙氣淨化裝置，避免幹化焚燒的煙塵進入空氣中。而目前，煙氣淨化裝置的作用原理主要有以下幾種：
第一，對煙塵進行排放前處理，常採用的是水氣分離法，本質是將氣體中的煙塵融入水中之後，再將不含有機物的氣體排放進空氣中，從而避免對環境的汙染。而融入水中的煙塵再進行二次焚燒。
第二，通過流化床對汙泥進行充分的燃燒，儘量降低汙染物的排放。
第三，煙塵、廢氣中對環境的汙染主要來源於硫元素，硫元素對環境中的很多物質都會產生酸腐蝕，所以技術人員常常在流化床中假如一定量的的石灰石，來固定汙泥中所含的硫元素，避免汙染環境。另外，常用的「3T」技術能夠抑制二噁英的產生；
第四，經過處理的煙氣，會再次進入循環煙氣淨化裝置，檢測煙氣的排放是否符合國家環境標準，確保不會汙染環境
3 汙泥幹化焚燒過程中汙染物的排放特性
3.1 氣體濃度變化
含水率約為80%的汙泥通過運輸系統進入儲存倉庫，首先進行幹化處理，經過幹化機的汙泥，會依據汙泥的來源以及成分等，送入不同的幹化機，處理之後的汙泥水分含量較低，再被送入焚燒裝置。經焚燒的汙泥，產生的廢氣中分別含有水分蒸發之後產生的水蒸氣，有機物經過燃燒分解產生的二氧化碳等氣體。一般氣體的產生呈先上升後下降的拋物線趨勢。焚燒最開始，幹化之後的汙泥料充足，隨著時間的推移氣體不斷增加，但燃燒一段時間之後，幹化汙泥越來越少，隨之產生的廢氣減少，由此氣體的濃度也隨之降低。
3.2 水分對氮氧化物排放的影響
我國的汙泥處理裝置較為滯後，雖研發了如幹化、焚燒等汙泥處理體系，也為我國的汙泥處理提供了較大便利。但其系統裝置仍存在一些缺點如在汙泥幹化過程中可能產生一些可燃氣體，當氣體積累到一定的濃度，遇明火可能發生爆炸，處理中不是太安全。所以，這就要求我國科研人員繼續對汙泥處理裝備加大投入研究，保護環境。根據最近的研究表明，幹化燃燒處理過程中，一氧化二氮以及其他含氮氧化物的排放受到水分濃度的影響，且這種影響是兩個完全相反的作用，例如水分濃度越高，一氧化二氮的排放量增加，而其他含氮氧化物的排放受到抑制。另外，水分的濃度與幹化焚燒設備的溫度具有正向關係，因 此，科研人員推測，水分濃度對含氮氧化物排放的影響，主要是通過幹化焚燒設備的溫度起作用的。設備內溫度的提升促進了其他氣體的揮發，由此可能為一氧化二氮的排放提供了一定的條件，但以上僅是推理，仍需要實驗數據支撐，進一步驗證。
3.3 二噁英的排放特性
眾所周知，二噁英是一種致癌、致畸的有毒氣體，對環境，尤其是對人類健康的影響極大。二噁英一旦進入環境中，便會通過植物等不斷積累，不易分解。據研究統計，環境中二噁英主要是有燃燒產生。因此，對汙泥燃燒中二噁英排放特性的研究具有十分重要的意義。近幾年，國內外對二噁英做了大量的研究，據試驗結果表明，氯元素是二噁英產生的基礎，而硫元素能夠抑制二噁英的產生，這就為我們對二噁英的研究提供了十分寶貴的數據。另外，研究表明，氯元素與硫元素進行一定比例的混合，其混合比例對二噁英的產生有一定的影響，比如，將其含量比例控制在5:1，那麼二噁英的產生相對於對照組，受到較為明顯的抑制，如過混合比例超過10:1，那麼二噁英的排放則完全符合工業環保標準。這些研究都為環境保護提供了大量的依據。
4 結束語
綜上所述，我國對汙泥的處理仍在不斷的探索過程中，而目前廣泛使用的幹化焚燒處理汙泥方法具有一定的優勢，幫助減少汙泥量的同時，能夠保護環境，且經燃燒後的廢氣，所含有毒氣體以及汙染性的有機物大大減少。但是，幹化焚燒也有一定的缺點，如幹化過程中可能發生粉塵爆炸，可燃氣體的燃燒，高溫蒸汽傷害等，所以這就要求我國的科研人員繼續對汙泥的處理方式進行進一步的研究，以實現環境的保護。
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基於上海市汙泥幹化焚燒運行研究的若干建議
汙泥幹化焚燒處理工藝要點分析
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