上海市青浦区城镇污水处理厂污泥干化工程设计

上海市青浦区城镇污水处理厂污泥干化工程设计

司书鹏

上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 上海 200125

摘要：上海市青浦区城镇污水处理厂污泥干化工程规模200t/d，设计进泥含水率80%，干污泥高位热值8.25～15.19MJ/kg。采用污泥干化掺烧的工艺路线，进厂脱水污泥先进行干化，将污泥含固率从20％干化至约70％，然后作为生物燃料送至电厂混合焚烧，协同发电。污泥干化能源来自电厂供热，干化尾气经洗涤除雾后，送入除臭系统处理。本文介绍了该工程的工艺选择和具体设计情况。

关键词：污泥干化；干化掺烧；尾气除臭

根据国家建设部《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》，污泥处理处置是城镇污水处理系统的重要组成部分。污泥处理处置应遵循源头削减和全过程控制原则，污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化；鼓励回收和利用污泥中的能源和资源，达到节能减排和发展循环经济的目的。鼓励采用干化焚烧的联用方式，提高污泥的热能利用效率；鼓励污泥焚烧厂与垃圾焚烧厂合建；在有条件的地区，鼓励污泥作为低质燃料在火力发电厂焚烧炉、水泥窑或砖窑中混合焚烧[1]。因此，城镇污水处理厂污泥干化+电厂掺烧是一条能够实现污泥中热值利用的污泥减量化、稳定化、无害化甚至资源化的工艺路线[1]。

1. 服务范围及规模

青浦全区污水处理能力约为31.6万吨/天，污泥产量约229～272/d。青浦区已经建有污泥好氧发酵工程，工程规模200t/d，但考虑到发酵污泥产品的出路制约严重，且青浦区青东各镇和“一园三区”纳管企业排放的污水中工业废水比例高，重金属含量较高。青浦污泥干化工程规模确定为200t/d，建成后，两座污泥工程共同服务于青浦区城镇污水处理厂产生的脱水污泥处理。当主体污泥处理设备维修保养时，青浦区两座污泥厂还可进行污泥调配，达到备用目的，也可根据发酵产品销路和电厂运行情况，灵活调节好氧发酵工程与干化工程的处理能力。因此确定工程设计规模200t/d。

2. 工艺流程

本工程污泥处理处置采用干化+电厂掺烧工艺路线。具体为：湿污泥从储存仓采用污泥泵送入污泥干燥机，进入污泥干燥机的污泥，采用电厂乏汽作为干化机的热源，干化后的干污泥用干污泥运输车运到热电厂入炉燃烧。污泥干化过程产生的尾气通过引风机排出干化机，以维持干化系统微负压运行。被抽出的尾气经过预除尘与冷凝两级处理，冷凝废水直接纳入污水厂污水池集中处理，干化后尾气经过降温、除尘处理后送入生物除臭系统。

图1 青浦区城镇污水处理厂污泥干化工程流程图

3. 工程设计

（1）污泥接收储存与输料系统

本系统设有2座污泥接收储存仓，1座接收储存仓对应1条干化生产线模式。

污泥接收储存仓有效容积200m3，为直径8m，高6.7m圆形钢制筒仓；污泥接收储存仓底部设置污泥输送螺杆泵4套，单泵输送流量6 m3/h，输送压力2.0Mpa。

（2）污泥干化系统

该系统功能是将80%含水率的湿污泥干化至30%~35%含水率。

该系统共配置薄层干化机2台，单机换热面积100平方米，单机额定蒸发量3.00t/h，单机最大蒸发量4.50t/h，运行功率250kW。

（3）尾气处理系统

该系统将从干化机中抽吸出的干化尾气经直接喷淋处理后，将干化不凝气输送至除臭系统进行处理。尾气处理系统配置2台直接喷淋混合式冷凝器、2台除雾器和2台尾气风机。直接喷淋混合式冷凝器处理干化为气量5000m3/h，热交换量1800kW；除雾器除雾效率不低于95%；尾气风机风量400N m³/h。

（4）干污泥贮存与输送系统

干化机产出的污泥（含水率约35~30%）经无轴螺旋输送机输送至刮板输送机，再由刮板输送机输送至干污泥贮存仓短暂储存。

系统配置无轴螺旋输送机1台，输送量5m3/h，水平输送距离11.5m；刮板输送机1台，输送量 5m3/h，水平输送距离23.5m，垂直输送14m；干污泥料仓1座，为室外圆形钢制料仓，有效容积200m3，料仓直径6m，高12.5m，附配置卸料振打器和闸板阀等设备。

（5）干污泥输送

本工程产生含水率约30%干污泥57.14t/d。设计考虑采用2辆15t污泥封闭自卸式卡车运输。干污泥送至位于青安路上的青浦工业园区热电有限公司，送入煤棚与煤混合，混合后通过皮带输送机输送到热电厂焚烧炉进行协同焚烧。

（6）中水系统

本工程生产用水主要用于喷淋冷却用水，利用周边青浦二厂处理尾水，中水量为3000m3/d，尾气冷凝水和喷淋水送入污水厂处理。本工程于青浦二厂内设置冷却水取水泵房1座，内设2台中水取水泵，1用1备，单泵参数：Q=130m3/h，H=15m，11kW。中水通过DN300管道输送至污泥干化厂内的冷却水提升泵房，该泵房土建尺寸：5×9×3.5m，内设3台中水提升泵，2用1备，单泵参数：Q=65m3/h，H=40m，18kw。

（7）除臭系统

湿污泥接收储存仓、干污泥贮存仓、污泥刮板输送机及干化尾气均须集中收集后进行除臭，其中干化尾气臭气浓度高达30000以上，是除臭的重点。

本工程臭气排放执行《恶臭污染物排放标准》GB14554-93中二级标准。除臭工艺采用生物滤池，除臭系统设计能力52000 m3/h，生物滤池尺寸：15.0m（L） × 12.0m （W）× 2.5m（H），设计生物滤池平均流速：0.0744m/s，接触时间20s。

4.结论

（1）根据青浦区污水处理厂污泥中重金属含量较高和现有污泥工程产品出路不稳定的情况，确定了采用干化掺烧的污泥处理处置工艺路线。

（2）工程利用周边热电厂的乏汽作为干化热媒，并将干污泥作为低品质燃料运送至热电厂焚烧，实现了污泥处理处置的资源化。

（3）污泥干化工程中干化尾气是除臭的重点，本工程采用生物除臭工艺，仅能满足二级除臭标准，若要达到更为严格的除臭标准，需要按照多段组合式除臭工艺设计。

5 参考文献

[1] 城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）[Z].2009

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