目前，針對市政污泥的處置主要有堆肥、填埋和焚燒3種方式。由于市政污泥通常含有較高濃度的重金屬，其堆肥后的產品以園林綠化用途為主，不能用于農業(yè)生產；用填埋的方式處置污泥需要占用大量土地，不適用于土地資源緊張的地區(qū)。隨著污泥焚燒技術研究的深入發(fā)展，由于焚燒的方式減量化程度高且可以進行能量回收，還能有效降低病原微生物和有機污染物質的危害，目前已成為處置污泥的主要方法。
01
垃圾焚燒與市政污泥協(xié)同處置
垃圾焚燒發(fā)電具有高程度資源化、無害化及占地面積小等優(yōu)勢，近年來垃圾焚燒發(fā)電站數量增長迅速，是良好的現(xiàn)有污泥焚燒處置設施。市政污泥與生活垃圾協(xié)同處置一方面可以大大降低處置運營成本，另一方面生活垃圾焚燒的余熱可供污泥干化使用，污泥干化產生的臭氣可回收至焚燒爐焚燒利用，實現(xiàn)污泥的全面資源化。
生活垃圾焚燒煙氣中的污染物主要包括煙塵顆粒物、酸性污染物（如SO2、NOx)、重金屬及二噁英等,我國GB 18485一2014《生活垃圾焚燒污染控制標準》對該類污染物排放有明確限值標準。而污泥本身所含的污染物濃度較高，其焚燒煙氣的二次污染問題受到廣泛關注。
本文利用某生活垃圾焚燒發(fā)電廠的現(xiàn)有設施進行生活垃圾摻燒市政污泥的工業(yè)試驗，研究不同參燒比例對焚燒煙氣中污染物排放濃度的影響，以評估協(xié)同燃燒的安全性和可行性，以期為生活垃圾摻燒市政污泥的技術改進和推廣提供數據基礎。
02
污泥摻燒試驗
該電廠焚燒系統(tǒng)包括爐排爐、余熱鍋爐、除渣機、噴霧塔、SNCR脫硝系統(tǒng)、布袋除塵器及15MW汽輪發(fā)電機組。市政污泥經干化脫水后通過散裝運輸車運至焚燒廠的干化污泥上料系統(tǒng)，根據生產需要加入焚燒爐料倉進行焚燒，生活垃圾通過吊臂抓取，投入焚燒爐內，與市政污泥協(xié)同焚燒。
垃圾電廠焚燒處理的生活垃圾一般具有非均質性，對生活垃圾和市政污泥均進行多點采樣，充分混合。測試樣品均來自煙氣監(jiān)測過程中焚燒的生活垃圾和市政污泥，生活垃圾和市政污泥樣品各采集3個。
在設施正常焚燒兩天后分別采集生活垃圾單獨焚燒對照組（以下簡稱對照組），以及5%、10%、15%市政污泥摻燒組煙氣排口的煙氣樣品。為了解污泥摻燒對煙氣處理設施處理效果的影響，采集空白組及10%市政污泥摻燒組煙氣進口的煙氣樣品。所有樣品采集均進行3次平行采樣，并計算其平均值。
對市政污泥和生活垃圾，采用《土壤農業(yè)化學分析方法》及CJ/T221一2005《城市污水處理廠污泥檢驗方法》中的常規(guī)分析方法測定樣品中硫化物、氯化物、氟化物、煙塵、二噁英等污染物的含量，以及樣品的重量、水分、灰分、熱值、揮發(fā)分、元素含量（碳、氫、氧、疏、氮、金屬元素等）。
03
污泥摻燒結果與討論
市政污泥的特性
經過化驗市政污泥中的重金屬質量比普遍高于生活垃圾。與農用污泥污染控制標準限值(GB428一84，土壤pH<6.5)對比，Cu、Pb、Ni、Cr質量比均超出限值，其中Cu和Cd超過標準限值2~4倍。從樣品其他污染物檢測結果（表3）可知，市政污泥的氟化物和二噁英顯著高于生活垃圾。
市政污泥工業(yè)分析結果顯示，市政污泥樣品的灰分質量分數均值是生活垃圾的3倍以上，平均低位熱值較低，為4.08×103kJ/kg,僅為生活垃圾的60.4%，因此生活垃圾摻燒過高比例的市政污泥會對焚燒發(fā)熱量產生影響。
元素分析結果顯示市政污泥中含有較高比例的S和N,而C質量分數顯著低于生活垃圾，因此生活垃圾與市政污泥摻燒有可能會提高煙氣中二氧化硫及氮氧化物的排放濃度。
對煙氣中酸性氣體和煙塵排放的影響
對經過煙氣處理設施的煙氣中幾種常規(guī)污染物進行檢測，在空白組中，NOx質量濃度達122mg/m3,SO2為5mg/m3,HCl與煙塵排放質量濃度均約為2mg/m3,。在摻燒試驗中，對比空白組，各摻燒比例下幾種常規(guī)污染物質量濃度均有不同程度的增加，但均未超出《生活垃圾焚燒污染控制標準》中的限值。在各摻燒比例下，NOx的排放質量濃度均較高，摻燒比例為5%時，NOx質量濃度達216mg/m3。HF、HCl 和煙塵的排放質量濃度隨摻燒比例增加變化幅度較小，NOx與SO2的排放質量濃度明顯上升，其中SO2在10%的參燒比例下，排放質量濃度達9mg/m3,顯著高于其他兩個摻燒比例。摻燒試驗煙氣中SO2與NOx的增加可能是因為生活垃圾摻混市政污泥后，S和N元素含量升高。
該焚燒爐的煙氣處理設施主要包括噴霧塔和布袋除塵器�？瞻捉M中除NOx外，煙氣處理設施對HF、SO2、HCl和煙塵的去除率均超過96%；摻燒10%的市政污泥后，HF及煙塵的去除效果基本無變化，排口的HCl去除率輕微下降，而SO2及NOx的去除效果受到較大影響，去除率分別下降至71.7%和1.1%，需要在煙氣凈化系統(tǒng)中增加煙氣脫酸、脫氮的物料，以提高設施對酸性氣體的排放控制。
對煙氣中重金屬污染物排放的影響
不同摻燒比例焚燒煙氣中重金屬排放質量與未摻燒市政污泥的空白組對比，在摻燒市政污泥后Cu和Hg的排放質量濃度出現(xiàn)明顯下降，其中Cu下降約60%，Hg 至少下降33%。Cr在5%及10%摻燒比例下的排放質量濃度低于空白對照組，在15%的比例下，排放質量濃度為34.9μg/m3,比空白組升高7.4%，Cd在各摻燒比例下的排放質量濃度均遠低于控制限值，但二者在不同摻燒比例下的排放質量濃度波動較大。Pb和Ni的排放質量濃度與參燒比例成正比，但在15%的摻燒比例下，重金屬的排放質量濃度仍低于《生活垃圾焚燒污染控制標準》限值。有研究表明，焚燒中，重金屬易與Cl生成易揮發(fā)的氯化物在煙氣中排放，而市政污泥的摻入在一定程度上降低了焚燒物整體的Cl含量，這可能是摻燒后部分重金屬排放質量濃度下降的原因。
煙氣中的二噁英類污染物
與空白組比較，摻燒市政污泥后，二噁英排放總量有所上升，在摻燒比為15%時最高為5.7×10-2ng I TEQ/m3對比空白組13.9×10-5增加了400倍。在本文試驗的摻燒比例下，二噁英的排放質量濃度均低于《生活垃圾焚燒污染控制標準》限值，為標準的11%~57%。
05
結語
盡管市政污泥中各類污染物含量普遍高于生活垃圾，但生活垃圾在摻燒5%、10%、15%比例的市政污泥后，各煙氣污染物排放質量濃度均低于《生活垃圾焚燒污染控制標準》控制限值，可達標排放。在各摻燒比例下，煙氣中SO2和NOx質量濃度有較明顯的升高，部分重金屬如Cu、Hg等排放質量濃度有所下降，總二噁英排放質量濃度上升，但僅為GB18485一2014限值的11%~57%。
摻燒市政污泥后，煙氣處理設施對SO2和NOx的去除效果有較為明顯的下降，但對重金屬去除效果沒有明顯影響。
文章來源：網絡
