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世界最大污泥单独焚烧项目!苏伊士中标

时间:2024-05-07 10:03

来源:奔跑的环保人

2024年,污泥领域最大的新闻,应该是苏伊士中标迄今为止全世界最大的污泥单独焚烧项目。作为世界最大污泥单独焚烧项目,东莞市污泥集中处理处置项目,以含水率80%计,项目总规模5400吨/天,一期规模4000吨/天。本文将从多个方面深度剖析这个国内首个污泥领域的废水零排放项目的详细信息。

编者按:

2024年,污泥领域最大的新闻,应该是苏伊士中标迄今为止全世界最大的污泥单独焚烧项目。中标的事情过去了两个多月了,居然没有在业内引起一点点的波澜,小编觉得有必要写点啥。

世界最大污泥单独焚烧项目——东莞市污泥集中处理处置项目,以含水率80%计,项目总规模5400吨/天,一期规模4000吨/天。

该项目成为国内首个污泥单独焚烧发电项目(不掺烧其他可燃物),同时配备了光伏发电,最大限度提升能源输出量。

烟气处理配备了NOx超净排放措施、预留了重金属Hg超净排放处理单元,成为国内首个可达最严格的美国最新污泥单独焚烧烟气排放标准的项目(全球范围内污泥焚烧领域最严格的烟气排放标准)。

超高标准的废水处理系统,使得其成为国内首个污泥领域的废水零排放项目。

01基本信息

东莞市污泥集中处理处置项目,占地面积约132.95亩,建设规模为污泥处理能力2700吨/日(含水率60%),采用“鼓泡流化床焚烧+余热回收及利用+烟气处理”的工艺,配套废水处理、除臭、余热发电、光伏发电等工程。

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项目总投资21.88亿元,于今年3月开工建设,预计2026年建成投产。

工程规模:近期污泥处理规模2000t/d(以含水率60%计),并预留远期污泥处理规模700t/d(以含水率60%计)的用地。

设计单位:中国市政工程西南设计研究总院有限公司

污泥焚烧:苏伊士环境科技(北京)有限公司

02污泥情况

污泥来源于东莞市50多个市政污水厂的污泥,污泥经污水厂处理后,含水率60%左右,运输至污泥焚烧厂焚烧处置。

最近几年涉及的50多个污水厂的污泥,污泥含水率加权平均值不同季节有所差异。2021年之后,污水厂出厂污泥含水率加权平均值稳定在50~55%之间,加权干基低位热值也有整体提升的趋势。

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加权干基低位热值见下图?

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03为什么选择焚烧

关于污泥最终的处置出路,有专家总结的很好,“要么上天,要么入地”。

制约污泥土地利用的一个重要因素是重金属及持久性有机物的污染问题。因此污泥在用于土地利用需确保其重金属及持久性有机物含量未超标,在施用过程中也需控制用量,避免重金属及持久性有机物的累积。

东莞并未实现工业污水和生活污水的分源处理 ,因此这也制约了污泥的土地利用。

以焚烧为核心的处置方法是最彻底的污泥处置方法。污泥焚烧可以破坏全部有机质,杀死病原体,并最大限度地减少污泥体积。焚烧后的灰可以做磷回收,有利于资源化回收利用。

污泥在焚烧时会产生的蒸汽,富裕情况下可用于发电,进行资源化利用。同时通过加强烟气净化措施,可实现达标排放,焚烧后产生的炉渣可建材利用。

总体来看,污泥焚烧对于污泥产量大且集中的大型城市,是一种可靠的处置路径。

04焚烧工艺

之前文章也介绍过,流化床焚烧炉是最适合污泥焚烧的炉型(污泥焚烧,什么炉型最合适),鼓泡式流化床和循环流化床,作为流化床焚烧炉的代表,也各有差异。

鼓泡流化床与循环流化床相比具有以下优点:

鼓泡床的流化速度较低,使得烟气对传热面的磨损较小,且需要的能耗较少。

鼓泡床无需设置分离器和返料装置及相应的其他设施,结构简单、投资少、维修方便。

污泥焚烧后的灰粒较小。采用一般的燃煤循环流化床分离装置可能会出现收集返料少而循环受阻的现象,所以要设计采用更高效的分离装置和返料装置。

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(苏伊士Thermylis 鼓泡式流化床焚烧炉)

对于污泥而言,鼓泡流化床是一种较合适的污泥焚烧设备。据统计,国外污泥焚烧项目中绝大部分采用鼓泡流化床焚烧炉焚烧。国内已建有多座采用该类焚烧炉焚烧污泥的工程实例。本项目最终采用的鼓泡式流化床焚烧炉,选用苏伊士的Thermylis 2R焚烧技术。

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05污染物超净排放

目前国内已运行污泥焚烧项目烟气排放标准最严的为上海市地方标准《生活国产内射大片99大气污染物排放标准》( DB31/768-2013)。

本项目焚烧炉烟气排放执行标准拟参照上海市地方标准《生活国产内射大片99大气污染物排放标准》DB31/768-2013)执行,最终按环评批复执行。

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本项目在目前国内污泥厂常用烟气处理工艺的基础上,针对项目脱酸、脱硝、脱汞的高排放标准要求进行加强,“SNCR(炉内)+静电除尘+干式反应器+粉末活性炭喷射+布袋除尘器+湿法脱酸+固定式汞吸附(预留)+炉外 SCR”的处理工艺。使得该项目成为国内污泥焚烧领域,第一个可实现NOx和Hg超净排放的项目。

1、NOx超净排放

目前国内污泥焚烧项目脱硝工艺,主要以燃烧控制法为主,即可满足烟气排放要求。如果NOx排放标准未来进一步提高,仅采用普通的燃烧控制法及SNCR法可能无法确保烟气稳定达标,因此本项目在尾端增加SCR,确保NOx的排放浓度稳定达标并设置SCR旁路系统,近期可实现超越 。

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2、重金属超净排放

焚烧后绝大多数重金属以氧化物型态富集于飞灰中,随颗粒物的去除而去除,如Mn、Ti等,可以在布袋中有效去除,无需特殊考虑。Hg的型态比较复杂,其沸点相较于其他重金属更低低,因此部分存在于固相,部分存在于气相,去除难度相对较大。固相中的Hg可随颗粒物的去除而去除,气相中的Hg分为离子态汞和单质汞,前者可溶于水,可在湿法洗涤器中去除,后者可利用活性炭或汞吸附器去除。全球范围内对Hg的控制,最严格的是美国污泥单独焚烧排放的烟气标准。

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本项目的重金属的控制,采用“布袋除尘器前粉末活性炭喷射+预留汞吸附器”的双保险方案,将烟气中的重金属主要通过活性炭吸附后通过布袋拦截后以飞灰形式排出,整体去除效率不低于85%,剩余部分重金属通过湿法洗涤使其转移至废水中,确保烟气达标排放。

汞吸附器,看过小编之前文章的应该有印象,有个叫SPC的吸附装置(美国污泥焚烧项目汞都不达标是真的吗?),可对重金属汞起到进一步吸附的作用,汞的排放值可以满足业内最严的美国污泥单独焚烧排放标准的排放限值。美国污泥焚烧领域针对汞的极限去除,大多也是采用SPC吸附装置进行处理的。

3、首个污泥焚烧的废水零排放

废水处理工艺为“调节池+混凝沉淀+石英砂过滤+超滤+DTRO”,浓水蒸发结晶,清水消毒回用。

混凝沉淀:往废水中投加PAC药剂,通过絮凝、沉淀将废水中的污染物去除;

石英砂过滤:以石英砂作为过滤介质,在一定压力下,通过砂滤池去除废水中的污染物;

UF超滤:以筛分为分离原理,以压力为推动力的膜分离过程。用于截留水中胶体大的颗粒,而水和低 分子量溶质则允许透过膜,可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质。

DTRO:是反渗透的一种形式,专门用来处理高浓度污水的膜组件。

浓水处理工艺采用三效蒸发结晶

06能量回收及利用

1、热量回收

本项目污泥焚烧后,将产生850℃左右的高温烟气。高温烟气所携带的余热可以在后续设备中得到循环回收利用,回收利用过程分为两步。第一步首先通过高温空气预热器加热流化空气,烟气中热能通过被加热的流化风送回至焚烧炉中循环回收利用。第二步是让高温空器预热器利用后烟气进入余热锅炉内进行热量回收,用于回收烟气显热,生产过热蒸气用于发电、尿素热解、SCR升温等系统。

2、余热发电

本项目蒸汽最主要的利用方式是发电,根据本项目的来泥分析,结合余热锅炉生产蒸汽量范围考虑,发电设备考虑选用纯凝式汽轮机2套,装机功率6.0MW,发电过程中,还可在汽轮机内部抽出部分饱和蒸汽作为其它热源。

余热回收年发电量近6000万kW·h。

3、光伏发电

本项目采用分块发电、分块并网”的设计方案,光伏装机容量为2680kWp。按照25年期计算,考虑光伏系统发电量的衰减,年均发电量264万kWh。

07写在最后

除了上面说的这些,东莞污泥焚烧项目,作为全球最大的污泥单独焚烧项目,还充分考虑了海绵城市的功能、智慧化管理、BIM设计等等一系列业内最新技术和手段,充分结合项目特点和地域特色,打造世界级污泥处理项目,探索低碳、智慧、超净排放、能量回收、资源回收、科普于一体的污泥综合处置项目。

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(效果图)

园区景观空间充分结合海绵城市、雨水花园和污泥处理后的中水回用打造的水景,展示污泥厂的环保节能水平与可持续理念。同时结合建筑风格提取厂区文化元素打造独特文化符号,将厂区打造除生产功能以外附加的科普、展示功能。


编辑:李丹

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