某煉化企業污水處理場在運行過程中產生大量的污泥：生化剩余污泥、油泥及浮渣。該污水場將污泥混合后只進行了離心脫水處理，脫水后污泥外委處置，由于外委處置費用高，且當地的有資質的危廢處置單位能力有限，因此必須要進行污泥減量化處理。

本文考察了國內幾家煉廠的污泥處理與處置案例，比較了污泥減量化處理技術，通過現場試驗并結合以往的工程設計經驗。設計了污泥干燥-焚燒一體化處理技術對該企業的污泥進行處理，以此達到污泥的減量化要求。

1 污泥的來源及污泥量

該煉化企業污水場的污泥主要有三種：含油污泥（來源于調節除油罐和隔油池），占總污泥產生量的5%；浮渣（來源于氣浮），占總污泥產生量的55%；剩余污泥（來源于生化系統），占總污泥產生量的40%。

三種污泥混合后，經離心脫水機脫水，脫水污泥的含水率≤85%，含油量為5%～8%，脫水污泥的總量為3000噸/年。

2 污泥的組分和性質

2.1 剩余污泥

含有大量的生物絮團，少量的油，可揮發性固體含量占總固體含量的80%以上。含水率高，比重較小（約為1.006～1.02）。

2.2 浮渣

主要成分為油粒、泥、渣、灰等，含有較多油類、化學藥劑和大量氣泡。含水率高、粘性大，屬于危險廢棄物。

2.3 油泥

主要成分為比重較大的重油、懸浮物等。含油量高、粘性大，屬于危險廢棄物。

3 脫水污泥減量化技術

目前，國內煉化企業污水場脫水污泥的減量化技術主要有污泥干化、污泥焚燒等。

3.1 污泥干化

常用的污泥干化設備主要有薄層干化機、帶式干化機、真空圓盤干化機、低溫真空脫水干化機、旋風干燥機等。

3.2 污泥焚燒

目前，主流的污泥焚燒設備主要有流化床和回轉窯。

4 工藝選擇

通過比較污泥干化和污泥焚燒工藝，調研了正在運行的國內若干家煉化企業的實際工程案例：常用的污泥干化設備不適用于干化含油量（＞3%）較高的污泥，煉化企業的混合污泥及油泥浮渣的含油量均高于3%，因此尚未有干化混合污泥和油泥浮渣的工程案例，只是對剩余污泥進行干化。

目前，絕大多數煉化企業的混合污泥及油泥浮渣均通過脫水后外委，極少部分企業進行了焚燒。

本項目的混合污泥中含油量超過了3%，因此不能采用常規的干化工藝。

經過實地考察天津某地一種用于處理市政脫水污泥的干燥-焚燒一體化設備，并利用該設備進行了含油污泥的處理實驗，實驗結果顯示：設備的安全性及處理效果均優良，本項目采用污泥干燥-焚燒一體化工藝進行設計，并對原設備進行了部分優化和調整。

5 工藝設計

5.1 工藝介紹

污泥干燥-焚燒一體化工藝與常規的污泥干化+焚燒在設備形式上是有區別的，常規的污泥干化焚燒是分別設置污泥干化設備和污泥焚燒設備，將污泥先干化，再進焚燒爐焚燒。污泥干燥-焚燒一體化則是巧妙的將干燥與焚燒結合，設計成一體，在干燥段采用特殊設計的噴嘴將進料污泥進行霧化干燥。

在污泥干燥-焚燒一體化爐內完成污泥的焚燒、煙氣二次燃燒和污泥一次干燥。該設備自下而上分為流化焚燒段、煙氣二燃段和噴霧干燥段。

在焚燒段采用流化床爐焚燒工藝完成污泥顆粒的焚燒，焚燒溫度大于850℃。

在二燃室采用天然氣助燃，實現煙氣1100℃，停留時間大于2s的二次燃燒。燃燒充分，并有效分解二惡英等有害物質。

直接利用污泥焚燒產生的高溫煙氣作為熱介質，采用“噴霧干燥工藝”的干燥方式完成污泥的一次干燥，將泥霧干燥成含水率約30%的半干污泥微粒，連同余熱煙氣和蒸汽一起從干燥塔塔頂排出，進入二級噴霧干燥塔。與該塔入口氣流霧化器噴射的高濕泥霧混合干燥，干燥后的污泥含水率為40%～50%，經過造粒后進入振動干燥機進一步干燥至含水率約20%，輸送到焚燒爐進行焚燒。

5.2 工藝參數

干燥處理能力：含水率85%的脫水污泥≥2000kg/h。

污泥焚燒能力：含水率20%的干化污泥≥400kg/h。

污泥（爐膛）焚燒溫度：≥850℃。

煙氣（二燃室）焚燒溫度：≥1100℃；停留時間≥2s。

燃燼率：≥98%。

生產負荷率：60%～100%。

尾氣處理量：≥8000m3/h。

占地面積約600㎡。

5.3 工藝安全性

（1）二惡英的控制

①污泥及煙氣焚燒滿足“3T”要求，可以使大部分二惡英高溫分解。

②高濕污泥噴霧干燥的同時可以使煙氣溫度從1100℃驟降至250℃以下，避開了300～500℃的溫度環境，可有效防止二惡英的合成。

③二級污泥噴霧干燥、活性炭、袋式除塵等工藝，能有效地吸附煙氣中的飛灰和二惡英。

（2）重金屬的控制

重金屬污染物在焚燒過程中被蒸發。熔點高的重金屬隨溫度降低會凝結成粒狀物而被捕集。熔點低的重金屬會在飛灰表面催化作用下，形成熔點溫度較高且較易凝結的氧化物或氯化物，特別是汞和鎘大部分吸附在飛灰顆粒上而被捕集下來。必要時，向布袋除塵器捕集的粉塵中加入螯合劑，使其中的重金屬在焚燒時進入螯合態，進入污泥殘渣。

（3）粉塵及揮發性氣體混合爆炸控制

采用并流式污泥噴霧干燥技術，可以有效地防止爆炸的風險：高溫煙氣與霧化污泥同向（并流）進入噴霧干燥塔并混合，使高溫煙氣處于高濕的污泥霧滴包圍中得到極速蒸發降溫；在污泥霧滴被蒸發干燥成半干顆粒時，煙氣溫度已經下降至250℃以下；煙氣自身的含氧量較低（通常＜12%）；系統運行始終處于引風機抽風形成的快速氣流流通狀態。由此形成低含氧量、高濕、溫度驟降、快速流通的環境，有效地降低了爆炸的風險。

將污泥焚燒爐與噴霧干燥塔一體化設計，構成在持續明火中的污泥噴霧干燥，更能防止粉塵和有機揮發性氣體混合爆炸的風險。

在噴霧干燥塔、振動干燥床設置應急水噴淋裝置。當污泥霧化噴嘴發生堵塞等故障時，系統自動切換至水噴淋，以降低煙氣溫度，防止自燃和粉塵爆炸的發生。

6 結束語

本項目設計的污泥干燥-焚燒一體化技術，設備結構緊湊，占地面積小，干燥、焚燒效果好，外加輔助燃料少，污泥焚燒徹底，減量化效果顯著，工藝安全性較高。

本項目總投資約1900萬元，遠低于傳統的污泥干化+污泥焚燒工藝（約4000萬元）。

該工藝的運行廢液約900元/t脫水污泥，低于傳統的污泥干化+污泥焚燒工藝（約1800元/t污泥）。