威立雅水務工程公司亞洲地區(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。

尊敬的各位女士、先生們，各位專家，大家下午好！首先感謝組委會和大會的組織者給我們提供了很好的機會。

今天要介紹的幾個工藝，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。后面有兩個案例，一個在布魯塞爾，另一個在青島麥島。

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。這主要是因為污水的處理量增加了，還有對水質(zhì)的要求提高了。在世界范圍內(nèi)對于污泥的要求也越來越高，還有公眾對于污泥處置持反對的態(tài)度，不想在土地里面應用，害怕有臭氣和瘋牛癥。也不想有溫室效應，也不想做填埋，因為害怕有臭氣和地下水的污染問題。還有增加污泥處置限制以后，會給污水處理廠帶來運營的問題，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)常引進大量人口排放的污水，一人一天排200升的污水，量會非常大。它的減量是怎么一步一步實現(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。中溫消化對于減量有一定的效果，但是對于消毒沒有很好的效果。

熱水解＋消化

在污水處理廠的運行過程當中，把污泥進行濃縮，濃縮到含水率85%左右，沒有達到干化的程度。然后讓污泥進入反應器里，通過高溫和一定的壓力，讓它的進行水解。之后污泥通過熱交換，進入消化池里面。

這是熱水解加消化的例子，這兩種工藝的組合，會產(chǎn)生比較好的協(xié)作作用。主要有三個目的，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。第二個是減少污泥量，這是通過兩個辦法實現(xiàn)的，一是通過熱水解消化以后本身污泥量就減少了，同時含固率也提高了，這兩個結(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度的情況下運行著。

在運行當中分兩個階段，第一個階段叫熱水解過程，它的反應的溫度大概在140到170度左右。停留時間是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，有機物從長鏈變成了短鏈。第三個好處是水解性大大提高了，提高15%的含固率的污泥。第二個是厭氧消化，理論上要做高溫消化，55度也可以達到同樣的目的。在法國有一個實例，我們對三種方案做比較，最后選擇了水解加中溫消化，現(xiàn)在正常運行著，覺得這個方法是最好的。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3.7噸的，是一個非常大的焚燒爐了。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焚燒爐里。因為在一些歐洲的城市，比如說布魯塞爾，所有的居民都反對污泥式焚燒爐，所以以熱氧化焚燒爐中的標。還有很多的水泥廠對于水泥干燥爐感興趣。

下面介紹一個流化床焚燒爐，它遵守了“3T”規(guī)定，其結(jié)構(gòu)沒有任何的轉(zhuǎn)動部分。從下到上首先是風室，在里面注入流化氣體，這個流化氣體已經(jīng)預熱過了。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。在運行當中這個沙子大概有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去，上面是一個爐膛，這里面要求燃燒時間是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的照片，熱交換之后要進行廢氣處理。第一個階段是除塵，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。這個是廢氣處理的濕式處理范例，通過兩級的濕式處理，然后把溫度提高上去，進行排放。

這個是干式處理，這個原理比較簡單，在兩級除塵過程當中，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保值的投資。

接下來有幾個案例，一個是法國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5噸的干泥。第二個是法國巴黎郊區(qū)的哥倫布污水處理廠，設在市中心，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，每小時有2噸干泥。這個是丹麥的一座焚燒爐，每小時200公斤；這是法國的魯昂2座污泥焚燒爐，每小時1.5噸干泥；這個是西班牙的薩拉科薩，每小時2噸的干泥。這個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3噸的干泥。最后一個是法國的圖盧茲，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，要添加污泥焚燒爐，這樣熱能夠達到平衡，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，在廢氣處理當中，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，因為干化污泥焚燒首先要添干化機，是一筆不小的投資。而且我們發(fā)現(xiàn)干化污泥混燒的時候，垃圾的處理能力要降低，而通過脫水污泥噴灑進去之后，爐子的能力是不變的。

它的噴灑系統(tǒng)非常簡單，是通過泥斗儲存污泥，然后打進去。這個照片是每小時1噸污泥，如果需要2噸，就需要兩個注射器�，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注射器的。

在瑞士的一個案例，投入率15%，對于尾氣和爐渣、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。其運行條件是240度，完好混合反應器，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，在這個過程當中，焚燒可以提供熱量給干化器，根據(jù)每個層次的情況不一樣，可以提供100%的熱量。這個方案非常適合中國的國情的，因為中國的國情是，污泥含水率比較高。有的時候我們做方案的時候覺得這個方案是比較好的，所以從35%到40%的含固率的污泥半干化后再進行焚燒比全干化焚燒更經(jīng)濟。

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加熱了。

下面一個組合是消化加焚燒，首先把污泥進行30%的減量化，再輸入爐子里面，這樣尺寸可以小一點，然后生產(chǎn)沼氣把爐子打進去，因為這個是不容易熱平衡的。

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氣柜，通過儲氣柜下面的發(fā)電機供電，供應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，設計當中總的回收量是1933千瓦。

這個是兩座消化池，這個是泥水熱交換器，這個是雙燃料爐，這個是雙模式的儲氣柜，還有火炬。這個是發(fā)電機，最后設計的發(fā)電量是1600千瓦。發(fā)電機兩個月以后要投入運行，現(xiàn)在正在跟電力部門溝通，還有一些細節(jié)，電力部門已經(jīng)批了。麥島的經(jīng)驗就是比較高的產(chǎn)氣率，可以產(chǎn)14500到15000噸的氣。還有一個好處是低硫化氫量是低于20ppm，這對于國內(nèi)的消化是非常不錯的。

最后的結(jié)論就是愿意和業(yè)主、市政府一起找出一個好的解決方法，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，你說工藝里面有一個是熱水解加中溫消化，是不是需要往里面添微生物？還有，這種工藝跟單獨的熱水解相比具有哪些優(yōu)勢？

陳曉華：在啟動運行的時候可以把別的污泥連接一下，這樣正常運行起來會正常產(chǎn)氣，而且產(chǎn)氣的量比一般的中溫消化高很多。熱水解設計當中，我們公司不是第一家研制出來的，以前有一個挪威的公司，它用三個反應器，間歇式的。我們公司研發(fā)出來是兩個反應器，在里面通蒸汽，可以產(chǎn)生沼氣，讓它把蒸汽注入到反應器里面，讓它停留半個小時。這樣通蒸汽的時候壓力可以抬到8公斤，這樣160克的污泥，變成120克左右。這個污泥熱水解以后，160克變成了120克進入到消化池。因為我們做了熱交換以后，讓這個污泥降溫到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。這個消化池設計起來比較簡單。

這個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，下面是風室，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置物。這就是一層沙子在燃燒時候的情況。這個就是儲存器，處理一些廢氣，滿足歐洲的排放標準，然后灰可以當成建筑材料。這個灰出來以后要稍微撒一點水的，因為在運輸當中防止產(chǎn)生灰。這個是比較好的工藝，可以做到能量回收，而且在廢氣的排放上面滿足要求。
 

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