污泥噴霧干燥技術應用前景可觀

污泥焚燒技術有很長的時間并不被人們認可為一項環(huán)保技術，甚至一度被認為是污染制造的技術，而后經過不斷探索與實踐，其優(yōu)勢才逐漸被挖掘出來，并被廣泛應用，從長遠角度來看，污泥焚燒技術具有很大的改進空間，應用前景十分可觀。

污泥焚燒已成污泥處理處置主流技術

我國污泥處理技術政策法規(guī)

1999年我國首次制訂污泥處理的政策，經過不斷發(fā)展，住建部承建司與環(huán)保部進一步完善污泥處理技術政策，該技術政策明確強調了有關污泥焚燒的各種方法：對于經濟較為發(fā)達的大中城市，可采用污泥焚燒工藝，鼓勵采用干化焚燒的聯用方式，提高污泥的熱能利用效率；鼓勵污泥焚燒廠與垃圾焚燒廠合建；在有條件的地區(qū)，鼓勵污泥作為低質燃料在火力發(fā)電廠焚燒爐、水泥窯或磚窯中混合焚燒。

之后，環(huán)保部出臺《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可性技術指南》，提出了污泥焚燒的典型方案，最佳可性工藝流程、工藝參數、污染物消減及污染防控措施，技術經濟適應性及最佳環(huán)境管理經驗等。2011年，建設部、發(fā)改委、科技部共同出臺一個技術指南，對處理技術提出了相應的原則與要求。

國際污泥處理技術發(fā)展歷程

從國際上來看，1973年美國在聯邦法典60章，首次對污泥焚燒裝置提出排放氣體顆粒物含量要求；1993年聯邦法典503法案對焚燒提出了具體要求；2011年又針對流化床，多爐膛都提出了技術路徑，并對焚燒產生的污染物提出了指標要求。

污泥焚燒一直是日本污泥處理的主導技術工藝，由于日本土地非常集中，80%的污泥處理都是采用污泥焚燒技術，從1960s開始運行使用，其后流化床焚燒爐成為主流，90年代以后，開始采用污泥熔融爐，燃料化及作為水泥原料等。

污泥焚燒也是歐盟的主流技術之一。自1962年德國率先建議并開始運行了歐洲第一座污泥焚燒廠以來，污泥焚燒在英國、法國、盧森堡、丹麥、德國、奧地利、荷蘭等國不斷增加，所占比例均超過了20%，尤其是荷蘭、奧地利及德國已經達到了40%甚至更高。

歐洲污泥處理最新動態(tài)

兩周前德國慕尼黑的展覽會上，德國明確提出2029年完全廢止污泥進入土地，而且必須強制進行磷的回收，國外的填埋標準必須不能超過5%，由于禁止農用，焚燒成為唯一的污泥處理方案。

從焚燒的角度來說，磷無法焚燒，所以必須進行單獨的回收。而荷蘭、瑞士，都存在類似的情況，農用和不能農用都有規(guī)定，而且瑞士率先提出污泥處置標準，因此經過液氧消化之后的焚燒和提取磷是未來的主要工作動向。

污泥焚燒成為污泥處理主流技術原因

土地利用存在弊端

從污泥土地利用角度來看，如果想作為肥料的話，要解決后續(xù)的物流鏈條問題，這對適合的時間和空間都有較高的要求。轉運是一個較為復雜的過程，需要考慮物流成本，設計一條可以盈利的產業(yè)鏈，在實踐中發(fā)現，由于產品的出口問題這條路線是不可行的。

土地利用在這樣一個產業(yè)鏈的情況下，是擔負不起主流的路線的，如果有企業(yè)致力于解決這樣的問題的話未來也許會成為主導方向，但是能否成為主導的工藝，這與實際應用和農業(yè)現狀有關。美國、加拿大是大農業(yè)國家，我國主要是小農業(yè)生產模式，傳統(tǒng)農業(yè)應用播種的方式，污泥作為肥料其體積與質量龐大，其便利性暫時無法取代肥料。

在上海、長江三角洲、珠江三角洲、京津冀以及各省會城市，這些地區(qū)人口密集、土地稀缺、經濟發(fā)達，焚燒必然成為解決污泥處理的主要技術路徑。

國人對焚燒工藝存在誤解

誤讀一：普遍認為是高能耗的工藝。通常污泥的脫水率普遍認為是80%，但是實際上還能突破再高。歐洲的厭氧消化過程，污泥最低可以達到74%、76%，可以實現自行燃燒。我國目前還需要添加輔助燃料，焚燒一噸污泥配電設置是小于一百千瓦，而對于堆肥工藝，兩百噸、三百噸以上是需要超過一百千瓦電量，所以比較來看，焚燒工藝耗電量是不高于堆肥的。此外，焚燒能夠實現徹底處理和處置，而堆肥后續(xù)需要考慮儲存、運輸等能耗。

誤讀二：污泥焚燒是一種高碳排放的工藝。污泥焚燒只不過由于集中了焚燒的煙氣而造成了污染，但是在碳的角度來說，污泥中的有機質焚燒是碳中性的。污水處理大部分是來自于食物，90%是碳中性的。

誤讀三：污泥焚燒特性與垃圾相同是二噁英排放源。日本曾經做了一個研究，將垃圾焚燒產生的二噁英量與污泥焚燒產生量和汽車尾氣產生的二噁英量進行比較，從汽車排氣的發(fā)生量角度來看跟污泥焚燒產生量是同一數量級的。

噴霧干燥——回轉窯焚燒技術開發(fā)著力提升污染控制水平和安全

噴霧干燥是化工、食品、建材等行業(yè)廣泛應用單元技術，將需干燥的物料噴成霧狀，形成分散微粒(10-200um），與熱空氣接觸，水分迅速汽化干燥。成品以粉末狀態(tài)沉降于干燥器的底部排出。國際上大部分干燥的技術都是間接加熱，污泥干燥涉及到間接干燥和直接干燥的問題，主要的污染來自于焚燒過程，因此對除塵和脫硝有較高要求，臭氣的問題主要集中在車間。直接干燥的問題在于污泥在進行除塵、脫銷脫硫等過程中由于污泥跟熱空氣直接接觸，導致氣體直接排放，此外最重要的一點是除臭問題。

揮發(fā)性有機物排放量

只要能夠解決這兩個污染問題？就可以采用這項技術，前期有一些專家因為高溫和煙氣直接接觸的問題，認為該技術難以實現。實際上通過實驗，實測的溫度曲線如下。在這樣一個溫度的曲線下，二噁英臭氣的產生自然就避免了。

噴霧干燥之所以能夠實現在高溫狀態(tài)下不產生VOC，原理在于盡管表面溫度能夠達到500℃，但是由于內部含有水分，污泥的表面濕度達到50%到60%，這樣即使溫度高也不會破壞內部結構。通過實測排放煙道里面的VOC的總量，結果表明與室內空氣的質量差距很大，遠低于室內空氣標準，有機組分不會進入尾氣。

焚燒可能會引起人們對于干燥塔內爆炸的擔憂，曾經有一些污泥處理廠發(fā)生過爆炸事件，但是其原因是在突然停電的情況下，間接干燥是采用熱導流換熱，斷電之后機器停止運轉，但是熱導流300℃的溫度還在，表面的溫度過熱導致起火，有時出現過熱盡管采取防護措施，但由于粉塵堆積在邊角上，仍然會發(fā)生爆炸。

噴霧干燥裝置是一個塔型的結構，其實質在于熱空氣和低溫的變流。在設計上通過常規(guī)技術能夠實現對粉塵濃度、氧濃度、煙塵溫度及有機氣體揮發(fā)的控制，從而使噴霧干燥系統(tǒng)達到安全性高的效果。

干化焚燒工程測試評估

對于環(huán)保項目，要了解污染物排放特征，每一個環(huán)節(jié)都要測定不同的污染物濃度。通過測定，結果表明二噁英含量相對較低，控制二燃室溫度>850℃，且煙氣停留時間2.5秒，這些措施破壞了二噁英的形成環(huán)境。此外，干燥室煙氣溫度500℃降到200℃，時間穩(wěn)定在0.6秒；二噁英要防止冷卻的過程產生，二噁英會在尾氣由500冷卻到200℃過程中再次形成，而實際冷卻到200 ℃時間<1.0s。

污泥噴霧干燥——焚燒技術升級與推廣

從整體來說，這個技術是完全能夠達到標準的，但是原來除塵基本上是采用旋風除塵與布袋除塵法進行除塵，有時大顆粒COD和粉塵的去除以后會產生新的問題，如除霧脫白以及臭氧等問題，按照下一步將要實行的新的標準，就需要對焚燒技術不斷進行思考與改進，針對技術推廣和解決直接干燥系統(tǒng)特有的問題，將提升噴霧干燥焚燒系統(tǒng)的研究集中在以下幾個方面：1）除塵系統(tǒng)；2） 除臭系統(tǒng)；3）除霧脫白系統(tǒng)。4） 系列化、標準化。

通過兩級濕式、洗滌+活性碳的方法，開發(fā)高效園柱式布袋除塵器，打破旋風+傳統(tǒng)箱式布袋除塵器模式，設備除塵能力高可達到700kg/h，將除塵方法進行改進以后，從原則上可以達到超低排放的要求，除臭能夠滿足國家的標準，脫白也能達到更高的要求。

目前我國已經建立十余個大型污泥噴霧干化－焚燒技術應用工程，總計處理量超過5000t/d（80%含水率），建立1200t/d最大的噴霧干燥單體工程，是我國自主開發(fā)的一個獨創(chuàng)的技術。

在精細化工等行業(yè)濃縮廢水（液）干化設備產業(yè)化課題中，北方藥業(yè)的800t/d廢物、濃縮液分離噴霧干化焚燒項目得到了國家水專項的支持，該項目是國內首次將MVR-噴霧干燥焚燒技術應用于濃縮廢液的工程，同時也是“國家水體污染控制與治理科技重大專項”的示范工程之一。

水專項綠色助力“一帶一路，孟加拉DASHERKANDI污水處理廠污泥處置項目，也應用了這項技術。

生態(tài)文明大會和2018年兩院院士大會習總書記指出關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的，關鍵共性技術、前沿引領技術、 現代工程技術、顛覆性技術要以創(chuàng)新為突破口，敢于走前人沒走過的路，努力實現關鍵核心技術自主可控，把創(chuàng)新主動權、發(fā)展主動權牢牢掌握在自己手中。要充分利用改革開放40年來積累的堅實的物質基礎，加大力度推進生態(tài)文明建設，解決生態(tài)環(huán)境的問題。

噴霧干燥技術是污泥焚燒中的關鍵的技術，這是屬于共性的技術，也屬于現代的工程技術，與國家現在的政策是高度吻合的。