案例 |青岛市即墨区污泥处置中心

　　为促进行业交流进步，便于行业同侪互学互促，推动中国环境产业转型升级。E20环境产业圈层特推出《水务行业优秀案例汇编》，汇集了近200例案例，涉及村镇污水治理、工业废水治理、工业园区废水治理、水环境治理、市政污水管网、再生水回用、污泥处理处置等领域。
 

　　项目名称：青岛市即墨区污泥处置中心
 

　　推荐单位：北控水务集团有限公司
 

　　参与环节：勘察设计、施工、运营
 

　　项目所在地：山东省青岛市即墨区
 

　　项目概况
 

　　即墨污泥处置中心项目是由即墨区住建局承建、由北控水务集团投资建设的PPP项目，采用BOT模式，项目合作期30年。本项目位于即墨区墨水河西岸，孙家庄东侧，总投资13901.18万元，建设用地面积5376平方米，建筑面积2124平方米，设计处理能力300t/d(按含水率80%计)，采用“叠螺浓缩+板框压滤+热风干燥+热解炭化”工艺进行处理，污泥处理后的含水率<10%，处置后的污泥达到国家相应标准，满足卫生填埋、土地利用、建材制作原料或路基回填等循环利用要求。本项目于2018年3月开工建设，2019年9月竣工，2020年5月正式投入商业运营。
 

　　示范意义
 

　　本项目聚焦当前城市污泥减量、资源化潜力等系列战略和技术问题，通过产学研合作，联合攻关开发出包括基于污泥可资源化组分控制目标下的调理改性技术、污泥深度脱水固化集成技术、固化污泥三筒回转干化技术、干化污泥双筒热解炭化技术，进而实现了多项技术的集成创新，并对碳渣用途拓展进行了系统化评估，实现了污泥减量化、资源化利用的目的，具有广阔的应用前景。
 

　　项目亮点介绍
 

　　(1) 实施效果
 

　　工艺先进，运行稳定：采用中高温热解炭化工艺，热解气燃烧温度大于850℃，污染物分解彻底，助力系统运行稳定可靠。
 

　　终产物少，利用范围广：污泥减量85%以上，终产物含水率≤1%，污泥中重金属固化，氮磷钾等营养物保留在污泥碳中，有利于污泥资源化利用。
 

　　绿色低碳，能量自循环：碳化热解过程产生的可燃气燃烧循环利用，减少能源消耗，一部分有机碳封存在碳渣中，减少温室气体排放，助力推动“双碳”目标实现。
 

　　烟气量少，排放标准高：烟气排放满足国家《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)及山东省地方标准，排放量仅相当于污泥焚烧的30-40%左右。
 

　　无二恶英，环境更友好：热解过程无氧，从源头消除了二恶英产生的条件，污泥车间臭气协同燃烧净化，为环境友好型污泥处理处置项目。
 

　　(2) 社会效益
 

　　项目自投运行以来，已累计处理污泥超过10万吨(按含水率80%计)，处理后的污泥重量较之前减少85%以上，节省垃圾填埋场填埋空间超过5万立方米。
 

　　本项目研究开发了高效的干化和碳化设备，提出了碳渣资源化评估利用方案，促进了行业整体技术水平的提升。
 

　　(3) 生态效益
 

　　实现了污泥高效减量化。本项目开发的成套技术实现了城市污泥体积大幅降低，减量化彻底。
 

　　实现了污泥的无害化和稳定化。本项目开发的成套技术实现100%杀灭各种有害病原菌，彻底消解难降解类有机污染物质，重金属存在形态更加稳定，再利用释放机率小。
 

　　实现污泥的资源化。本项目开发的成套技术使污泥碳化，获得的污泥生物炭。
 

　　项目技术工艺/装备简介
 

　　(1) 技术工艺/装备名称
 

　　基于污泥可资源化组分控制目标下的调理改性技术。
 

　　固化污泥三筒回转干化技术。
 

　　干化污泥双筒热解炭化技术。
 

　　碳化产物资源化利用评估。
 

　　(2) 工艺/装备原理
 

　　l 基于污泥可资源化组分控制目标下的调理改性技术
 

　　本项目所开发的基于污泥可资源化组分控制目标下的调理改性技术采用复合调理剂的方案，所使用的复合调理剂专门针对后续碳渣资源化利用而开发，实际使用时，需分析现场泥质，根据泥质的不同可灵活调整主要成分比例和投加比例。
 

　　l 固化污泥三筒回转干化技术
 

　　针对干化系统常见问题，本项目研发了高效节能的三筒回转式干化设备，设备工作原理为:根据试验/往期运行经验设置PID控制参数。启动燃烧器和第一引风杋,当燃烧器内烟气温度大于600℃,出口风斗温度大于120℃时,开始投料;物料从进料系统进入内筒,与热烟气对流换热快速升温,使得物料部分表面水蒸发,在扬料板作用下进入蒸发区即内筒的后段,被打散装置进一步破碎、抛洒加速蒸发;物料进入中筒和外筒形成的恒温干燥区,在低扬程的扬料板作用下,依靠热气、筒壁及自身温度连续热交换,物料更加均匀并使温度保持80℃以上,避免水蒸气冷凝;物料整体含水率降低至30%以下后经岀料端排岀,螺旋输送设备送至中间保温料仓;污泥中的水分经热能交换,由液态转变为水蒸气蒸发出来,与烟气混合形成废气,在热压和第二引风机作用下被快速抽出,经过除尘器除尘、碱洗塔碱中和、除臭塔除臭后通过排气筒排放。
 

　　l 干化污泥双筒热解炭化技术
 

　　针对普通外热滚筒式碳化炉的种种问题，本项目开发了双筒热解炭化技术，其原理为：补充燃料在燃烧炉燃烧产生高温烟气进入加热炉膛,外筒体被加热炉膛内的高温烟气包里直接加热,筒体高温区温度达600℃以上,嵌套在外筒内部的内筒受热升温,温度达300℃以上;流动高温烟气温度降低至600℃以下,通过高温烟气出口排出送至前端三筒回转式干化设备,供应干化热能；干燥段:进入进料仓的干化污泥经定量进料闭风器定量控制进入炭化装置内筒,在内筒扬料板的作用下被扬起、破碎、缓缓前行,与内筒筒壁热交换后逐步升温,内部水分不断气化解出,基本干燥即含水率5%左右,污泥温度达到150℃,进入外筒；热解段:进入外筒的污泥在外筒扬料板的推动下前行,被加热后快速升温,温度达250℃~450℃,发生热解反应,不凝性气体和挥发组分大量析出；炭化段:污泥继续升温,升温至450℃~700℃并保持,有机物被进一步热解,重金属被固化,生成炭化物；降温段:外筒内的炭化物离开加热区,前行中经过内筒前端,对内筒前端加热并部分散热,温度降低,经闭风岀料口落入水冷螺旋,进一步降温后送至炭化物储存仓内收集；热解气:热解炭化过程中产生的热解气、不凝性气体及挥发分进入除尘器净化后进入燃烧炉,在补充燃料燃烧产生的火焰中被充分燃烧,经脱硝处理、调节温度后进入加热炉膛。为降低热解气中氮氧化物含量，充分利用热解气能量，合理控制高温烟气温度和外加能源的实用。
 

　　l 碳化产物资源化利用评估
 

　　本项目对具体实施项目中来自城市市政污水处理厂污泥热解炭化所得的炭渣进行了系统论证。根据炭渣浸出毒性检测结果，市政污泥所产炭渣属于一般工业固废。污泥在热解过程中对重金属固化有非常好的作用，可以使污泥中的重金属存在形态变得更加稳定，在后续利用的时候降低其对环境的影响风险，污泥中的氮磷钾等营养元素较好的固定保留在热解产物中。污泥炭化产生的炭渣利用途径包括协同焚烧、制砖、农用、林地、园林绿化、土地改良、混合填埋、道路工程、建筑工程等。
 

　　(3) 工艺/装备特点
 

　　污泥干化技术采用三筒式结构，延长了污泥运动路径，增加了污泥与热烟气接触时间，提高了热效率，减少了外部能量需要。污泥碳化技术采用双筒结构，实现干燥碳化一体化，可将污泥含水率将至5%，提高碳化效率，自脱硝燃烧系统有效降低氮氧化物生成，炉膛温度得到有效控制，设备稳定性增强。(注：原文有删改)
 

　　原标题：【案例】青岛市即墨区污泥处置中心