污水厂增钙干化污泥烟气处理工程.pdf

污水厂增钙干化污泥烟气处理工程 赵 珊 1 张水英 1 张 辉 1 周 军 1 李 坚 2 陈子庭 3 1. 北京城市排水集团有限责任公司, 北京 100022; 2. 北京工业大学环境与能源学院大气污染控制实验室, 北京 100022; 3.北京市奥利爱得科技发展有限公司, 北京 100039 摘要 采用湿式填料塔技术治理污水厂增钙干化污泥过程中产生的大气二次污染。 在取得技术适用性、风机位置、喷 头孔径、水箱尺寸等工程经验后, 对该技术进行评价和展望 首先在未来应利用烟气余热, 设置换热器, 提高能源循环 使用效率, 其次处理高浓度的恶臭气体, 需要对现有工艺进行评估和改进。 关键词 污泥干化; 烟气; 湿式填料塔 DEMONSTRATION PROJECTOF FLUE GAS FROM SLUDGE DRYING PROCESS IN WWTP Zhao Shan1 Zhang Shuiying1 Zhang Hui1 Zhou Jun1 Li Jian2 Chen Ziting3 1. Beijing Urban Drainage Group Co. , Ltd, Beijing 100022, China; 2. Air Pollution Control Lab, College of Environment 3. Beijing Aoliaide Technology Development Co. , Ltd, Beijing 100039, China Abstract Wet packed tower was utilized to treat flue gas from sludge drying processinWWTP. After gaining engineering experience in technology application, fan location, nozzle diameter and water tank dimension etc, it is necessary to uate and improve the existing techniques in order that flue gaswaste heat exchanger should be set up to recycle gas heat and improve energy efficiency ; and this gas treatment technology should be upgraded to deal with flue gas of high-concentration malodorous gas. Keywordssludge drying technology; flue gas; wet packed tower 0 引言 在污水处理厂污泥处置策略中 ,污泥干化技术已 经被认同是一种安全可靠的处理方式 。增钙干化污 泥技术采用投加高活性生石灰 , 通过混合搅拌 ,生石 灰与污泥中的水起化学反应, 产生热量, 干化污泥。 它是一种经济、有效的剩余污泥处置工艺 ,运行费用 低廉 ,操作简便 ,并且可在污泥处理处置源头对污泥 进行有效的消毒、灭菌、除臭和减量。利用该技术所 产生的污泥处理物, 可用做水泥原材料 、 制砖原材料、 地基工程填料和垃圾填埋场覆盖土等。 建设部 2007 年科学技术项目 研究开发项目 2007- K7 -24 增钙干化污泥项目研究与示范工程 在北京排水集团方庄污水处理厂实施并运行。在处 理污泥的同时产生了大气污染物, 采用湿式填料塔对 其进行治理 ,本文探讨这一工程的处理效果 、 介绍工 程经验并对该技术进行评价和展望 。 1 烟气特点 、 处理技术和相关标准 1. 1 增钙干化污泥烟气特点 在投加高活性生石灰干化剩余污泥的过程中 ,产 生的大气污染物主要是石灰粉尘、 氨气和硫化氢。 颗粒污染物 石灰粉尘主要来源于石灰与脱 水泥饼在转鼓干燥机内混合时的散逸 。石灰粉尘属 于大气颗粒物的一种 ,大气颗粒物越细对人体健康的 危害也就越大 ,空气动力学直径在10 μ m以下的颗粒 物可进入鼻腔 ,0. 2 ～ 5. 0 μ m的颗粒物可通过重力作 用在支气管表面沉降 ,0. 1 ～ 0. 5 μ m的极细小颗粒物 多通过扩散而在细小呼吸道分支和肺泡沉积 ,并可进 入血液循环 [ 1] 。 气态污染物 恶臭气体来自污泥中许多产生 臭味的物质 如 含氮和含硫的化合物 。其来源为人 类、 动物的排泄物 、食品及工业废物、死的植物和动 物、 水源中天然溶解的硫酸根等 [ 2] 。 恶臭气体中重要的两种物质是硫化氢和氨气。 25 环 境 工 程 2009年 4 月第27 卷第2 期 硫化氢气体为剧毒气体, 氨气对人体有较大危害 [ 3] 。 北京方庄污水厂增钙干化污泥项目产生的烟气 实际监测各项污染物指标如表 1 所示 。 表 1 烟气实际监测指标 项目 温度 ℃ 相对湿度 ρ 石灰粉尘 mgm- 3 ρ H2S mgm- 3 ρ NH3 mg m- 3 车间环境 10 . 6～ 17. 3 16 . 2～ 480 . 31～ 0 . 93 . 7～ 7 . 240 . 31～ 0 . 63 烟气33～ 4699130. 1 ～ 188 . 23 . 69～ 3 . 91 . 58～ 1 . 85 从表 1 中可以看出 烟气中主要的污染物为石灰 粉尘 。该烟气的主要特点是高温、高湿 、 高粉尘浓度、 低有毒气体浓度 。 1. 2 增钙干化污泥烟气处理技术 北京市方庄污水处理厂采用增钙污泥干化技术 处理其剩余污泥 ,为防止污泥干化工程中产生二次污 染,根据污泥干化现有工艺参数 脱水污泥处理量为 2 t h ; 脱水污泥处理前含水量为 80左右 ; 脱水污泥 处理后含水量为 40左右 , 同时参考该烟气的特 点,设计并安装了一座湿式填料塔对排放出的石灰粉 尘和恶臭气体进行处理, 处理气量为2 300 m 3 h,工艺 流程如图 1 所示 。该工程使用的主要设备见表 2。 图 1 污泥干化烟气处理工艺流程 表 2 烟气处理主要设备一览表 设备名称数量材料 湿式填料塔 台1PVC 循环水箱 个1PVC 风机 台1 水泵 台1 管道 m11PVC 管道 m22PVC 蝶阀 个1 烟囱 m11PVC 管件 1. 3 相关大气污染物排放标准 依据 DB11 501-2007北京市地方标准大气污染 物综合排放标准 ,具体排放限值如表 3所示。 依据 GBZ2 - 2002工作场所有害因素职业接触 限值 ,工作场所限值如表 4 和表 5 所示 。 表 3 大气污染物排放标准限值 项目 大气污染物 最高允许排 放浓度 mgm- 3 与排气筒高度对应的 大气污染物最高允许 排放速率 kgh- 1 无组织排 放监控点 浓度限值 mgm- 3 Ⅰ时段Ⅱ时段15 m 20m 30 m 40 m 50 m 颗粒物50302. 13. 51424361. 0 硫化氢5. 00. 11 0. 18 0. 621. 11. 60 . 030 氨303. 66. 12035541. 0 表 4 工作场所空气中粉尘容许浓度 中文名 CAS No.TWA 石灰石粉尘 1317-65-3 总尘8 呼尘4 表 5 工作场所空气中有毒物质容许浓度 中文名 CAS No. 最高容 许浓度 mgm- 3 时间加权平均 容许浓度 mgm- 3 短时间接触 容许浓度 mgm- 3 硫化氢 7783-06 -410 氨 7664 -41 -72030 2 烟气处理效果和工程经验 2. 1 烟气处理效果 为检验该装置的效果 ,北京城市排水集团有限责 任公司科技研发中心于 2008 年 3 月, 对该车间环境 以及湿式填料塔的进口与出口进行了相关监测。烟 道采样点布置如图 2所示。 湿式填料塔处理大气污染物的效果如图 3 所示。 与相关标准对比可知, 各项污染物基本可以达标排 放。湿式填料塔可将烟气的温度从34 ℃ 降到20 ℃ 左 右。利用湿式除尘器这一工艺 , 同时达到了除尘、净 气和降温的三重目的 。 由于污泥干化是在封闭的设备内进行的 ,且产生 的大气污染物也经过处理 未进行增钙污泥干化项目 前,方庄污水厂污泥脱水机房典型气态污染物浓度如 表6 所示 。这在很大程度上提高了污泥干化车间内 26 环 境 工 程 2009年 4 月第27 卷第2 期 的空气质量 ,如图 4 所示 ,现在工作场所内各项污染 物浓度都低于国家相关标准。 图 2 烟道采样点布置示意 图 3 湿式填料塔处理效果对比 图 4 工作场所污染物浓度 表 6 方庄污水厂污泥脱水机房典型气态污染物 ρ H2S mgm- 3ρ NH3 mgm- 3 5 . 231. 6 2. 2 工程经验 在烟气治理工程中, 得到以下几条经验 1 增钙干化污泥烟气的主要特点是高温、高湿、 高粉尘浓度、低恶臭气体浓度。如果选用布袋除尘 器,易产生堵塞滤袋的现象; 如果采用电除尘器,其只 能起到除尘的作用且造价昂贵。湿式填料塔既起除 尘作用,又起到冷却 、 净化气体的作用。因此 ,该技术 适合于处理这类烟气 。 2 如果将风机设置在湿式填料塔的前面, 由于气 流中含有大量粉尘和水蒸气, 极易粘结造成风机的磨 损,并可导致风机卡机 、断轴甚至是电机烧损等严重 后果 。所以 ,风机应放置在湿式填料塔的后面 。 3 因为喷淋液循环使用 ,气流中的粉尘会转移到 喷淋液中 。在该工程中出现了喷头被堵住的现象。 所以 ,在喷淋喷头上应设有部分大孔或直接选用大孔 径的喷头, 且对喷头应进行定期清洗 。 4 湿式填料塔水箱内应留有一定量的水, 一是保 证水在整个设备内的循环 ; 二是让喷淋液在水箱内有 一定的停留沉淀时间, 重复使用上清液 , 降低喷淋液 的粉尘浓度 。所以, 水箱尺寸应设计出余量。 5 由于烟气具有高温的特性 ,且塔体材料使用的 是PVC 塑料。在该工程中曾出现将填料塔仅作为换 风设备使用时, 烟气管道被烧毁的现象。所以, 在抽 气的同时必须打开循环水泵, 降低烟气温度。 3 结论与展望 污泥干化技术已经被认同是的一种安全可靠的 剩余污泥处理方式 ,正在被越来越多的污水厂采用。 在污泥的处理处置中, 原存在于污泥中的污染物种 类、 形态可能发生改变, 从固相中转移到气相。从统 筹兼顾 、 不产生二次污染的角度出发, 日后应更加重 视污泥处置过程中大气污染物的防治工作。 对于该项技术未来应用的展望, 主要集中在两 点 1 利用烟气温度高的特点可设置换热器 ,降低烟 气温度的同时提高能源循环使用效率,置换下来的热 量可用于员工洗浴等 。2 如果要处理高浓度的恶臭 气体 ,需要对现有工艺进行改进 。例如 在保证喷头 不被堵塞的前提下 ,减小孔径, 提高气体被吸收的效 率。或者改变喷淋液的配方, 增加喷淋液对恶臭气体 的吸收能力 。 参考文献 [ 1] 董雪玲. 大气可吸入颗粒物对环境和人体健康的危害[ J] . 资 源产业, 2004, 6 5 50 -53. [ 2] Vincent A, Hobson J.Odor control.CIWEM monographs on best practice.no.2.London[ J] .Chartered Institution of Water and Environmental Management, 1998 31. [ 3] 程利, 张兴汉. 急性氨气中毒 15 例临床分析及 23 年文献复习 [ J] . 中外健康文摘 医药月刊 , 2008 1 . 作者通信处 赵珊 100124 北京市朝阳区高碑店村甲 1号 北京城 市排水集团有限责任公司 电话 010 51352882 E -mail zhaoshanbdc. cn 2008- 05-14 收稿 27 环 境 工 程 2009年 4 月第27 卷第2 期