污泥处理处置单纯追求经济效益将导致环境灾难-广州越堡水泥

1、.PAGE ：.；污泥处置处置单纯追求经济效益将导致环境灾难广州越堡水泥污泥处置工程环评结论质疑李 波 全国城镇给水排水规范化技术委员会城市污水处置厂污泥处置处置分技术委员会 委员一、环评结论有待验证根据网络报道，坐落于广州市花都区新华镇马溪工业区、由越秀集团和世界四大水泥消费商之一的德国海德堡水泥集团共同投资组建的越堡水泥公司与天津水泥工业研讨设计院协作，投资7000多万元，建成越堡水泥窑污泥处置工程。该工程是目前国内最大的水泥窑协同污泥处置工程，设计才干600吨/天，年污泥处置量达18.6万吨。该工程于2021年3月试运转。该工程污泥处置分为两步：一是污水厂把污泥密封运到水泥厂，首先利用水

2、泥窑排放废气余热将含水率80的湿污泥干化为含水量30的半干泥质；二是将半干泥质经过新建的接口设备送入1600高温的水泥窑煅烧，成为水泥熟料。该工程将处置广州五成以上的污泥，处置本钱200元吨。根据广州市环境维护科学研讨院编制的，“污泥处置工程产生的废气主要有湿污泥收储过程的废气、烘干过程的废气、干污泥保送及进入水泥窑过程的废气，以及污泥在水泥窑内高温处置过程产生的废气。产生和排放的主要大气污染物有粉尘、臭气污染物、重金属和极微量的二噁英等，经废气污染防治设备进展净化处置。污泥处置工程新增废气年排放量为960万m3/a，主要大气污染物新增年排放量为：粉尘58.38t/a、硫化氢2.85t/a、氨

3、28.45t/a 、二噁英66.43mgTEQ/a、汞0.957t/a、铅0.975t/a、镉0.521 t/a、砷4.460 t/a、镍1.463t/a、铬2.366 t/a。环评报告称，采用排放源高高度排放烟囱、污染物质在空中分散稀释、远间隔 迁移保送的方式，不会对工程厂址附近主要水体水质产生明显间接影响；环境空气影响评价结论为“在采取必要环境空气维护措施后，本工程排放环境空气污染物的落地浓度奉献值较小，对建立工程厂区含厂界及周边区域环境空气质量产生的影响在可接受范围内，落地浓度奉献值与背景浓度值的叠加值仍可到达评价规范的限值要求。所谓“污泥干化尾气处置烟气处置措施包括：1本工程采用低温烘

4、干污泥、高温处置干污泥的工艺，高效、平安，防止二次污染物的产生。污泥干化过程产生的含尘废气经烘干废气袋收尘器处置后，经45m高排气筒高空达标排放；2干泥质作为替代燃料参与水泥窑是水泥消费线的正常消费工艺，窑内烟气均进入现有窑、磨收尘器进展收尘处置后，经现110m排气筒高空达标排放。广州居民因铬德污泥制砖工程多年的臭气问题而心有余悸，在试运转当日，一切媒体的报道中均有“污泥在变成优质水泥的同时，不会产生臭气之语，言之凿凿。但工程实施后，耳闻一些居民对臭气的反映，媒体也开场见诸报道 HYPERLINK doctorzhangjun.blog.163/blog/static/279554420212

5、310638418/ doctorzhangjun.blog.163/blog/static/279554420212310638418/ 我就是住在附近的村民，这厂烧起那污泥来那股味真的很臭，是带酸味的臭，气味浓的时候，在外面站个非常钟人就觉得晕厥，不知道长期生活在这种环境下会有什么后果，我指身体安康方面，谢谢指教。笔者对此问题进展了一些调查，发现其环境方面的问题能够与所采用的工艺道路相关，而这一问题的出现，暴露了我国法律法规和技术规范方面存在的严重缺陷，使得人们以工程经济效益为目的的同时可以无视环保的根本准那么与国家监管，以稀释排放为手段，堂而皇之地提升污染物排放总量。一家之言，尽有不妥之

6、处，还望业内专家指正。二、干化废气的“处置水泥厂处置污泥属于国际和我国能源、环境技术政策鼓励的方式，缘由在于水泥窑的熄灭条件温度、停留时间可确保污泥中的有害物质如重金属除汞、镉外、病原体得到彻底、平安的处置。由于污泥的含水率高，普通在80%85%之间，这种废物不适宜直接参与水泥窑，否那么将给窑况呵斥极为不利的影响，因此普通均先干化，然后再入窑烧制。干化需求耗费大量的热能。鉴于水泥窑有大量的余热，实现这一点并不困难，这也是为什么水泥窑处置污泥被看好的缘由。与典型的污泥干化熄灭工艺比较，水泥窑处置无需再投资熄灭单元，本钱会低很多。图1 典型的污泥干化+流化床熄灭工艺图然而，该工程实践所采用的干化熄

7、灭道路却存在一个难以解释的疑点：典型的干化熄灭见图1都需求对干化废气也进展处置，而这里的干化废气见图2既不冷凝，也不除臭，仅仅除尘后就排空了。污泥是污水处置过程中浓缩搜集的有机、无机污染物的附着体，其污染物构成达数百种之多，主要有各种病原体如病毒、病菌、寄生虫类、耗氧污染物碳水化合物、蛋白质、油脂等有机污染物，会产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味、植物营养物氮、磷、有毒致癌污染物重金属、无机阴离子、有机农药、多氯联苯、稠环芳香烃、杂环化合物、芳香胺、普通有机物质酚类化合物、腈类化合物、石油类污染物以及酸、碱、盐无机污染物等。这些污染物相当一部分会在干化工艺条件下枯燥风温在100360度之间构成气态

8、，假设不做冷凝和除臭/热处置，有能够随着烟气进入大气，呵斥环境的再污染。图2 广州越堡污泥处置工程流程表示图广州越堡工程假设没有臭气方面的赞扬，工艺的这一“短路景象或许永远也不会被人们留意到。问题的关键在于，这样做能否合理，能否具有环境平安性，以及能否符合环保法规。从目前看，该工程还有待经过“社会影响评价。三、“短路的缘由越堡工程设计日处置污泥600吨，干化部分是将含水率80%的污泥干化至含水30%。采用的是东南大学的专利设备旋流喷动干化机。这是一种典型的以热对流换热为原理的枯燥方法，热量由枯燥的空气携入，枯燥终了后，水分也由这部分气体带出。越堡工程采用了部分窑尾烟气用于干化污泥，窑尾烟气温度

9、普通为280350度，排气温度根据物料最终的干度设计，可取120180度。对干化部分取值入口烟温300度、出口160度，做简单热平衡分析可知：每小时蒸发水量约18000公斤，每小时需求300度的干烟气量约250000公斤，枯燥所需热量大约1230万千卡，排烟体积流量约345000立方米。根据越堡工程的公开数据，该窑“吨熟料标煤耗量仅101.01千克/吨，优于157千克/吨的国内清洁消费先进程度及103千克/吨的国际清洁消费先进程度。在此条件下，每公斤熟料的窑尾废气量应为1.51.6公斤，窑尾总气量约为375,000400,000公斤/小时，干化需用掉此气量的62%66%。分析到此，曾经不难了解

10、为什么越堡工程采用除尘后直排的缘由了。首先，如此大量的高湿气体不能够重新入窑进展热处置。假设原烟气绝对含湿量为0.01 kg/kg干烟气的话，干化后其含湿量会到达0.082 kg/kg，每小时“多余的18吨水量，无论如何是水泥窑、篦冷机等都无法接受的；其次，如此大量的高温气体假设要做生物除臭或化学除臭，必需首先降温至3045度以下，降温需求耗费大量的水，还会将大量粉尘和COD带入水中；水又必需处置，这将呵斥大量电能的耗费，运转本钱高昂，投资大幅上升，完全不可取；优化方式是改动枯燥换热方式，将直接枯燥法污泥与烟气有直接接触，使烟气被污染改为间接加热法经过蒸汽或有机热载体，将烟气中的热量首先转移到

11、热载体中，再从热载体换热给枯燥用的气体，从而使废气最小化经济上可处置。这种方式其实就是前述典型的“干化+熄灭的方法，但由于水泥窑烟气余热的质量较低，而旋流喷动枯燥器所要求的温度较高，工程将不具备经济性。前面说过，旋流喷动枯燥器属于典型的热对流工艺，要想获得高换热效率，需求提供300450度的入口风温，而假设原来的窑尾余热只需280360度的话，可利用热值也只够100吨污泥干化需求，而不是如今的600吨。不难看出，该工程选择污染臭气不经处置直排的方式，是投资方追求能源效率、工程经济性的独一选择。那么，要处理臭气的问题，如今也只需“华山一条路，那就是第四种方法拔高烟囱，经过抬升排放高度，使烟羽扩展

12、，进展更大范围的污染物稀释。当地居民不难留意到，该工程原先那根45米高的烟囱早已不是原先的设计高度了。再污染问题的处理，只需瞒天过海般的小小花样，竟然如此容易，令人不由地想起“偷排这个词。假设说废水可以开一个暗沟涵洞之类，趁夜间向江河湖海、下水道沟渠里偷排，废气当然也可以拔高烟囱、堂而皇之在千百万居民的头顶，在人们肉眼看不到的天空肆意倾斜！四、实例横向比较浸入式蒸发是一种处置高浓度渗滤液的环保技术。北京安定填埋场于2002年投资了一套渗滤液蒸发器，利用填埋气熄灭的热能处置填埋场产生的渗滤液。该渗滤液蒸发器系统被美国环保署以为是在对填埋气的管理和利用技术中“商业化可行的第一类技术，这一结论是美国

13、环保署根据此技术在一定规模的工程中的技术表现而做出的。蒸发器的设计处置才干为每天40m3，所需求的填埋气大约870m3/h假设甲烷含量为50%。一个熄灭器浸没在渗滤液中，把填埋气熄灭所产生的热气以细小气泡的方式射到渗滤液中，经过气体和液体之间直接的热交换，让渗滤液蒸发产生蒸汽。蒸发出来的蒸汽是一种混合物，它包含有水蒸气、渗滤液中的挥发性成分，还有填埋气熄灭的产物以及未经熄灭的过量空气。蒸汽被直接送到落地的内置式火炬中，其中的挥发性有机物在760度或更高的温度下被氧化处置。以甲烷热值9500kcal/m3计算，升水蒸发量的热能耗费2480kcal/kg；这一数值是普通工业法蒸发枯燥所需热能的3倍

14、以上！显然，这是将废气包含水分全部加热到760度以上摧毁有害物质的必要温度的代价。其实，该工艺以大约三分之一的热能代价，曾经将渗滤液中的水分和物质蒸发为气态了，按照前面所描画的越堡工程的逻辑，完全可以将其排入大气，顶多升高烟囱，而不用再“无谓地多支出三分之二的能源。两种选择如此大相径庭，其实，反映的是一个执业者环保认识与对法律的尊重与自觉与否。五、环保认识与规范环境规范的制定归根究竟是为了保证人类世世代代的生存和安康。据悉我国的污泥熄灭法规正在制定过程中，目前的熄灭工程均参照生活渣滓熄灭规范。而对于水泥厂这样的混烧安装，很难参照该规范，由于没有任何关于掺烧、混烧的规定。仅从烟气排放角度看，混烧

15、工程污染物的稀释倍数已非常之高，假设不做减排限制，污染物的排放总量将会大大添加。众所周知，环境维护的实施应该是以控制总量为根本出发点的。在国内法规缺位的情况下，我们只能自创国外的法规，试图了解越堡工程在法律层面上的问题或根据。我们发如今美国规范中的一些规定颇有启发意义。美国联邦法案(Code of Federal Regulations, 缩写CFR) 第40部环境维护法 40 CFR: Protection of the Environment, /lawsregs/search/40cfr.html 第60章为新建固定源设备的空气排放规范 PART 60Standards O

16、f Performance for New Stationary Sources，其中与污泥处置相关第O分章 Part 60 Subpart OStandards of Performance for Sewage Treatment Plants，第60.150节规定了该法规管理对象为“熄灭炉熄灭燃料中污泥占10%干基以上，或每日污泥干基熄灭量超越1000公斤的固定源处置工厂。显然，类似越堡的工程在美国属于该法规的管辖范围。5.1 粉尘颗粒物第60.152节烟尘颗粒物排放限值规定：不得超越干基污泥进料量的0.65g/kg。根据该规范，越堡工程日处置600吨污泥含水率80%污泥，经过烟囱排放的

17、污泥粉尘颗粒物含量不得超越600t/d20%1000kg/t0.65g/kg/24h/d/1000g/kg3.25kg.DS/h；以345,000m3/h的烟气流量计，排放浓度不得超越3250g/34500m3/h=9.42mg/m3；根据我国水泥窑排放规范 水泥工业大气污染物排放规范(GB4915-2004)，限值为50mg/m3 或0.15kg/t熟料。就是说两个规范之间有5倍的浓度差距。显然，可满足水泥窑粉尘排放要求的袋式除尘器，必需提高一个等级，才干满足又混杂了污泥干化粉尘的要求。污泥本身是一种超细粉尘颗粒物，粒径均在微米级，采用旋流喷动这样的气流枯燥，必然会产生大量粉尘。本来窑尾废气

18、已有较高的粉尘浓度，加上干化添加的部分，再采用适宜于原窑尾废气的袋式除尘，显然不能完成污泥污染物粉尘减排的目的。第60.153节规定了一系列对处置工厂进展实时监视的规定，其中包括：污泥进料量必需延续计量、与渣滓混烧时需求进展分量计量、补燃燃料流量必需延续计量等；其中比较重要的单独讨论如下。5.2 湿法除尘该法规明确，湿法除尘器必需有延续的压力降监测，非多层床、流化床炉型的，非采用湿法除尘的，必需单独提交运转参数控制的监控方案并获得同意；美国的污泥熄灭非常强调采用湿法对烟气进展洗涤，可见并非一切除尘方式可以满足需求，更何况干化过程产生的大量废气并没有在环评中作为新增废气被计算进来。越堡工程环评说

19、，“污泥处置工程新增废气年排放量为960万m3/a，主要大气污染物新增年排放量为：粉尘58.38t/a。如前所述，本工程每小时的干化废气量就达34.5万立方米，并且是与污泥接触、被污染了的废气。按照每年320天运转思索，这部分未计入的废气量比环评数据扩展了276倍；粉尘也是如此。假设严厉按照美国规范的上限实现起来应该也很困难估算，应该是每年排放24.96吨，环评数据是它的2.3倍。5.3 温度丈量温度测点必需安装在适当的位置，可以准确反映实践的熄灭形状。如多层床必需在每个冷却和枯燥层上安装一个测温计，熄灭区那么每层必需安装两个；这一条规定颇耐人寻味，它以一个详细例子，来强调监控温度的重要性见图

20、3。图3 多层床熄灭炉概念图这种叫做多层床的熄灭炉Multiple Hearth Furnace, 缩写MHF是90年代以前美国熄灭污泥的主要机型，目前已被淘汰。其特点是：湿泥从顶部上料，上部各层布置熄灭器放射火焰，污泥枯燥和熄灭，靠机械转耙将干化、未燃尽的污泥颗粒从顶部逐层向下刮落，污泥在掉落的过程中直至成为灰烬，从底部排出。烟气那么从顶部排出。在这种构造的熄灭炉中，自上至下，分为4个区，分别为枯燥区、熄灭区、固定碳熄灭区和冷却区，温区分别为315480度、670930度、670990度、150度以上 Biosolids Engineering (1018p McGraw-Hill 2004

21、) p84-88.。虽然熄灭规范并没有直接对出口烟气的温度做出规定，但多层床的多年工程实际，间接反映了一个重要现实：分开熄灭炉的烟气不会低于315480度。这就是这种炉型无法与流化床炉抗衡的主要缘由，其能耗值高于流化床炉30%以上。假设按照越堡工程的工程实施规范，废气只需在120180度之间排放即可，那么MHF炉可以节约燃料30%以上，实现和流化床炉的平起平坐，也就不会淘汰了。说究竟，高达315480度的排气温度，至少初步保证了部分有机物污染物分解、除臭的功能结合后面的湿法洗涤。反观流化床炉的胜利，主要缘由在于能耗低，它可以保证悬浮段的烟气温度在830870度之间，大量高温烟气分开流化床后，经

22、过助燃空气高温预热器，将大部分能量回收回来500度以上的部分，少部分热量换热为蒸汽或有机热载体200度以上部分，用于污泥的预干化。值得指出的是，全球废弃物熄灭安装的余热回收都是以间接换热方式进展的。越堡工程本来完全可以严厉实现环保规定，采用间接换热方式即可。但单纯经济利益的驱动，使得这种本来有着良好初衷的废弃物处置工程，烙上了“环保工程不环保的印记。5.4 氧含量美国法规明确规定，必需有烟气排放的氧含量的延续丈量，且丈量位置必需安装在能够产生漏风的设备如风机、阀门之前。我国和各国一样，对废物处置规定烟气含氧量，其意义在于确保熄灭是在给氧充分的条件下完成强氧化作用，倘假设将测氧仪的位置安装在漏风点甚至干化之后，就起不到监控熄灭效果的作用了。普通熄灭规范中含氧量均要求6%，然而根据我们的了解，水泥窑的典型氧含量普通低于5%，二氧化碳为24%，氮气