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【中國環(huán)保在線 技術前沿】污泥干化焚燒技術，目前是國外污泥主流處置技術之一。從工藝上來看，其并非如人們想象那般高耗能、高碳排，我國應根據(jù)國情選擇技術路線。清華大學環(huán)境學院王凱軍教授正在致力于噴霧干燥技術以及熱解氣化技術的探索研究。
污泥處置一直是近年來人們討論的熱點話題，清華大學環(huán)境學院王凱軍教授在水處理科技成果推介會上針對污泥熱物理化學處理技術清潔化發(fā)展情況進行了分享。
污泥干化-焚燒技術是國內外污泥主流處置技術之一
王凱軍指出，長期以來，國人對污泥干化焚燒工藝存在誤讀，普遍認為它是一種高能耗工藝和高碳排放工藝。實際上，上污泥焚燒能量可以達到自給，不同工藝能耗來看，焚燒工藝(——100kW/t)與堆肥工藝(>100kW/t)相當。焚燒實現(xiàn)徹底處理和處置，而堆肥后續(xù)需要考慮儲存、運輸?shù)饶芎摹６遥勰嘀械挠袡C質焚燒是碳中性的。此外，人們還誤認為污泥焚燒特性與垃圾相同是二噁英排放源。
王凱軍認為，污泥干化-焚燒技術是國內外污泥主流處置技術之一。日本土地資源緊張，以焚燒資源利用為主，但逐漸向清潔性的熱解炭化方式轉變。我國目前仍以填埋處理為主，但新建的資源化處理方式以焚燒和土地利用為主體。
土地利用為什么擔負不起主流技術路線?“國家的技術路線是土地利用，好氧堆肥僅僅是土地利用的一個環(huán)節(jié)，但是，現(xiàn)有團隊和專家大部分是搞污泥堆肥的人，并不具備將產(chǎn)業(yè)鏈延伸的能力。” 需要考慮物流成本，設計一條可以盈利的產(chǎn)業(yè)鏈，也許在實踐過程中就會發(fā)現(xiàn)，由于產(chǎn)品的出口問題這條技術路線是不可行的。因此，必須兼顧全產(chǎn)業(yè)鏈，提出系統(tǒng)解決方案。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的差異，造成我國與美國在污泥土地利用率上的巨大差異，因此我國不能照搬美國的模式，應從國情出發(fā)尋找土地利用有效途徑。
噴霧干燥-回轉窯焚燒技術的開發(fā)
王凱軍介紹了噴霧干燥技術的優(yōu)點：工藝流程簡單，易實現(xiàn)機械化、自動化，是應用廣泛的干燥技術；熱效率高，物料干燥時間很短(以秒記)；表面濕潤的物料溫度不超過干燥介質的濕球溫度，特別適用于熱敏性物料。
王凱軍團隊針對污泥霧化干燥-回轉式焚燒爐一體化集成技術與裝備及產(chǎn)業(yè)化進行了研究，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)提升研究集中在以下幾個方面：除塵系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)、除霧脫白系統(tǒng)及系列化、標準化。
1) 開發(fā)園柱式布袋除塵器
2)紫外臭氧氧化去除嗅味物質
3)氣-氣介質脫白裝置工藝
4)完成系統(tǒng)的系列化、標準化依托水專項建立了新的500t/d的示范工程
目前，建立了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大的噴霧干燥單體工程。北方藥業(yè)的800t/d廢物、濃縮液分離噴霧干化焚燒項目是國內將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。
熱解氣化技術的探索
王凱軍團隊還針對熱解氣化技術進行了探索研究，熱解氣化技術被認為廢物第三代處理技術。王凱軍介紹了熱解氣化的發(fā)展趨勢，污泥和生活垃圾處理會由焚燒向熱解技術發(fā)展，生物廢物處理、工業(yè)廢物處理及農(nóng)業(yè)生物質炭也將采用熱解技術。
熱解氣化過程具有的清潔化特征主要體現(xiàn)在以下三個方面。
清潔化之一：排放的煙氣量少，根據(jù)排放標準固體(煤)燃燒過量空氣系數(shù)為1.8，燃油或燃氣燃燒的過量系數(shù)為1.2，熱解gy產(chǎn)生的氣體為燃料產(chǎn)生的煙氣量僅為固廢直接燃燒煙氣量的1/2——2/3，減少了煙氣凈化設備規(guī)模及運行費用。
清潔化之二：大氣污染因子少，固廢(污泥)熱解氣化產(chǎn)生的氣體為燃料排放的大氣霧霾煙塵、SO2、Nox、重金屬等危害因子比固廢直接燃燒少1/2以上。
清潔化之三：抑制或分解二噁英，固廢(污泥)熱解區(qū)的無氧環(huán)境抑制二噁英的合成，可燃氣燃燒區(qū)無金屬催化媒介及高溫(>850 ℃ )抑制產(chǎn)生或分解原物料存在的二噁英。
污泥熱解的研究經(jīng)歷了從熱分析儀、小試、兩段催化集成到移動中試、工程示范等階段，通過研究污泥及與煤或其他生物質混合熱解，優(yōu)化工況，解決污泥干化熱解系統(tǒng)的能耗問題。
王凱軍還分別介紹了外熱式示范工程案例和原位內熱式技術，其中，他列舉了化工企業(yè)20t/天危廢污泥熱解處理工程和6t/天含鉻污泥減量化熱解示范工程等外熱式示范工程案例。
他們通過研發(fā)內熱式熱解，解決外熱式熱解存在的焦油問題。原位內熱式技術有以下特點：煙氣量和大氣危害因子少；無或少二噁英生成，無氧環(huán)境和高溫抑制或分解二噁英；設備和操作簡易，熱效率高；生物炭資源多樣化，燃料、土壤改良劑、污水吸附劑等。
熱解工藝作為重大共性技術在五大領域進行推廣應用，分別為污泥處理、油田油泥的無害化處理處置、餐廚垃圾、高鹽高濃度廢水零排放工藝以及生物質熱解與鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域性熱-電-氣-炭聯(lián)產(chǎn)模式等領域。
原標題:王凱軍：污泥干化-焚燒技術已成為國內外污泥主流處置技術之一
