城市污泥处置资源化利用新技术——污泥合成独立燃料技术

1、城市污泥处置资源化利用新技术污泥合成独立燃料技术张文波 占茹 许晓增 胡惠民（苏州市科高环保工程有限公司）摘要：本文介绍了一种城市污泥处置资源化利用新技术污泥合成独立燃料技术(SDF)。该技术不仅对污泥进行了无害化、减量化和稳定化处置，在治理污染保护环境的同时，使之资源化并产生经济效益，发挥其商品价值。SDF污泥合成燃料技术，提供了目前城市污泥科学的最终处置方案。关键词：城市污泥 处置 资源化 独立燃料Abstract：This paper introduces a new technology of resource utilization of municipal sludge dispo

2、salsludge derived independent fuel technology(SDF). This new technology not only realizes sludge harmless disposal, reduction and stabilization, but also makes sludge as resource utilization when protecting environmental pollution, and generating economic benefits, playing the values of goods. Sludg

3、e derived independent fuel technology offers the scientific utimate method of municipal sludge disposal.Key words: municipal sludge sludge disposal resource utilization independent fuel污泥是城市污水处理厂生产过程中产生的附属产物，它含有大量有机质、病原菌、寄生虫(卵)，重金属物质。因此，污泥不恰当处置或不科学处置，进入环境后，将直接给水体和大气带来二次污染。如何有效、安全的处理处置污泥已是当前环境领域需要解决的

4、一重大问题。1、传统污泥处置方式目前，我国污泥处置方法主要可以分为三大类：卫生填埋法、营养利用处置法、能源利用处置法。卫生填埋法1是经简单厌氧消化或石灰稳定处理后进行填埋，这种方法工艺简单，投资成本低。但由于污泥流变性强，含水率高，使得碾压机在填埋场打滑，深陷其中，填埋操作困难，填埋体易变形和滑坡，填埋场安全系数低，而且填埋渗滤液中富含重金属、有毒有害有机物，极易对地下水、土壤造成二次污染。以发酵堆肥为代表的营养利用处置法，经过相应的工艺处理后可将污泥制成有机肥料进行循环利用污泥中的有机质、氮、磷、钾等营养物质。但是，目前人们对于污泥堆肥农用进入食物链存在极其大的争议2。且污泥中重金属、有毒有

5、害有机污染物对地下水、土壤造成二次污染，将点污染变成面污染。随着我国环保政策的愈加严格与及工业污染日趋严重，以及传统的污泥处置方法卫生填埋法、营养利用处置法暴露的二次污染问题。从安全环保、循环利用角度出发，污泥能源利用处置法3将会是今后污泥处置的最佳处置途径。但是污泥是一种高水分、低热值劣质燃料，无法直接燃烧。预先将污泥进行干化再与煤进行掺烧，污泥掺烧不稳定，导致锅炉运行不稳定，且存在污泥不易燃烧等问题4。其次，目前污泥干化焚烧装置只能依靠进口，污泥干化焚烧投资和运行费用太高，不具备推广条件。本文介绍一种污泥处置新技术污泥合成独立燃料技术，属独创性的发明专利（2009102238422）。2、

6、SDF污泥合成独立燃料技术2.1工艺技术介绍SDF污泥合成独立燃料技术的具体工艺流程为：污水处理厂含水率为80%左右脱水污泥，通过专用污泥运输车运输至全密封式的湿污泥储存库暂存，然后通过污泥输送设备将湿泥输送至SBCR无害化反应器，在专用添加剂的作用下杀灭病源微生物、除臭以及进行金属钝化反应；无害化反应后的污泥通过污泥输送至干化系统进行干化至含水率40%左右，完成污泥半干化后进行燃料调配，最后得到各理化指标与优质煤相当的SDF独立燃料。工艺流程如下图1所示：SDF燃料无害化反应半脱水干化燃料合成燃料成型污泥图1 SDF污泥合成独立燃料工艺流程2.2 SDF燃料特性SDF燃料是一种完全按需求指标

7、（热值、挥发分）配置合成生产的一种新型环保燃料。SDF燃料热值可达40005500kcal/kg，硫含量控制在1%以下，挥发分在35%左右，水分在10%以下。SDF燃料经过不同工业锅炉燃烧测试，试验表明SDF燃料着火性好，燃烧时间长，燃烧彻底。SDF燃料燃烧稳定，不给工业锅炉添加额外负担。SDF燃料无须对锅炉进行改造，便可广泛应用于发电厂、工业窑炉、城市供热等领域做燃料。3 SDF燃料生成过程物料平衡计算污泥无害化反应脱水干化燃料配制SDF燃料成型SDF燃料成品（含水10%）50吨17.39吨29.14吨25吨添加剂0.75吨煤粉、引燃剂助燃剂自然晾干挥发G2NH30.0003SDF燃料供热洗

8、涤塔11.75吨4.14吨W1冷凝水30吨G1排放气体3.36吨50,75 吨蒸发水33.36吨80%含水污泥SDF燃料生产过程中的物料平衡如下图2所示。 图2 SDF污泥合成独立燃料物料平衡图4 SDF污泥合成独立燃料生成工艺经济效益分析以苏州市相城区望亭镇污水处理厂内建设的SDF污泥合成独立燃料示范工程为例。本示范工程每日10小时生产运行，日处理污泥50吨，日产SDF燃料25吨。SDF燃料比例为：脱水污泥（干泥）/煤粉/无害化添加剂/助燃剂/水分=40%/40%/3%/7%/10%。SDF燃料发热量5000kcal/kg。1） 1）SDF燃料运行成本分析 SDF燃料运行成本主要包括原辅料、

9、燃料及动力成本费用，员工工资福利，设备折旧费以及修理费。原始条件每年运行天数300天污泥量50吨/天粉煤量（5500大卡/kg）10吨/天粉煤价格900元/吨添加剂0.75吨/天添加剂价格1500元/吨助燃剂1.75吨/天助燃剂价格1500元/吨耗电量180度/小时平均电价0.648元/度煤耗折吨成本180元/吨添加剂消耗折吨成本22.5元/吨电耗折吨成本23.33元/吨助燃剂消耗折吨成本52.5元/吨人工费用人数6人平均每人月收入3000元/月折吨成本14.4元/吨设备折旧费折吨成本55元/吨设备修理费折吨成本5元/吨运行成本折吨成本352.73元/吨年综合成本529万元2） 2）SDF燃料

10、销售收入估算生成1吨SDF燃料供热需要消耗0.2吨SDF燃料产品，剩余0.8吨SDF燃料。SDF燃料价格按市场热值为5000大卡/kg的煤炭价格定位，目前苏州地区热值为5000大卡/kg煤炭价格在750元/吨左右。SDF燃料销售收入为25吨/天0.8300天750元/吨=450万元3） 3）补贴收入目前苏州市政府支付的污泥处理费在180元/吨200元/吨。污泥处置补贴收入为：180元/吨50吨/天300天=270万元。4） 4）SDF燃料项目损益估算SDF燃料项目利润为：450万元+270万元-529万元=191万元从上述经济效益分析可以看出，SDF燃料生产扣除原辅料、燃料及动力成本费用，员工

11、工资福利，设备折旧费以及修理费，SDF燃料生产在政府支付处理污泥处置费用的情况下能够实现长期的良效经营，并有净利润产生。5 结语SDF燃料技术是城市污泥传统处理方式的重大创新。SDF燃料生产工艺简捷易行，设备全部国产化。SDF燃料项目投资小、占地小、运行成本低。SDF燃料技术不仅实现了污泥无害化、减量化和稳定化处置，在治理污染保护环境的同时，使之资源化并产生经济效益，发挥其商品价值，变害为宝。SDF污泥合成独立燃料技术，完全符合当前节能减排、循环经济及科学发展理念。SDF污泥合成燃料技术，提供了目前城市污泥科学的最终处置方案，结束了长期以来我国城市污泥进行简单处理而产生二次污染的历史。参考文献：1 剑敏,徐江锋.污水处理厂污泥处理进展研究.能源与环境,2009,4:8081.2 余杰,田宁宁,陈同斌.污泥农用在我国污泥处置中的应用前景分析.给水排水.2010,36:113115.3 班福忱,刘明秀,李亚峰等.城市污水处理厂污泥资源化研究探讨.环境科学与管理,2006,31