污泥污泥处理污泥焚烧污泥干化厌氧消化杂谈.doc

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1、污泥污泥处理污泥焚烧污泥干化厌氧消化杂谈--德国汉堡污泥消化发电干化焚烧项目的数据解读德国汉堡在Koehlbrandhoeft污水处理厂内建设了一个包括厌氧消化、沼气发电、污泥干化、污泥焚烧在内多种工艺组合的能源化综合利用项目，从概念上看是十分先进的，国内已有多篇介绍。本文根据这些文章所提供的数据，结合汉堡公用排水公司(HamburgPublicSewageCompany)在年报等公开出版物中的基础数据，试图对这一十分复杂的项目进行一个量化解读。一、基本情况根据MathiasL?ser在布拉格大学(2006年)的讲课记录(Wast

2、eWaterTreatmentinHamburg)，汉堡污水处理及其污泥处置的主要情况如下:汉堡人口约170万，有两座污水处理厂(K?hlbrandh?ftandDradenau)，设计处理能力为180万加上相当于40万人口当量的工业或商业污水。日处理污水量约45万立方米，年均1.4亿立方米。污水产生的污泥，首先采用10座、单体容积8000立方米的蛋形消化器进行中温(35度)处理，有机质降解率约50%，产生沼气约84000立方米/日，消化对象也包括每年大约26000吨来自其它污水厂的污泥和有机废物。消化后的污泥经机械脱水，从含水率

3、97%降为80%，然后采用热干化，从80%降至58%。1997年底建设了污泥焚烧装置，该装置除处理干化污泥外，也焚烧大约17000吨外来废物。根据HSE(汉堡排水公司)2005年年报，2004年处理污水量1.455亿立方米，2005年为1.443亿立方米，分别产生污泥干固体44110和45130吨。污水厂年耗电1.19亿度，项目发电可满足自用电的65%，所需热量0.87亿千瓦亦可从污泥中获得65%，此能源自足率在德国处于领先位置。根据汉堡城市排水公司R.D.Thierbach等《汉堡Koehlbrandhoeft污水处理厂对沼气和

4、污泥焚烧的能源利用》一文的介绍(卢志等在《中国给水排水》2007.5上发的论文《德国汉堡污水处理厂污泥循环处理模式探讨》与该文基本相同)，该项目可满足用电量的60%和热量的100%。消化后污泥的含水率约为96.7%，离心脱水后含水率为78%，然后在蒸汽加热干化机中干化到含水率为58%。沼气用于发电，燃气轮机的发电装机量为4950kWh，高温烟气经冷却锅炉产生蒸汽，蒸汽首先用于发电，然后抽出部分0.7MPa的蒸汽用于污泥干化。污泥焚烧炉产生的蒸汽(4MPa400度)与前述的蒸汽是采用同一台2MW蒸汽涡轮发电机进行发电。干化系统为三流

5、，两用一备，每流各两台干化机。流化床焚烧炉亦为两用一备。经过干化后的污泥量约为100000吨/年，进行焚烧处理的栅渣(含固率20-35%)约6000吨。沼气产量74000立方米/日，燃气轮机发电4.95MW，冷却锅炉产蒸汽量22吨/时，流化床焚烧炉产蒸汽量9吨/时，年发电量63000MW。根据给出的物料平衡表，进入消化罐的生污泥185tds/d，消化后为115tds/d，即70tds/d转化为沼气。115tds/d中有7tds/d随上清液回流至污水厂，这样实际脱水污泥为108tds/d。发电效率约20-22%。根据给出的能量平衡图

6、，生污泥和栅渣的总能量为34MW，其中生成沼气18MW，进入焚烧系统的能量为16MW。沼气的18MW中，烟气和辐射损失4.4MW，发电4.8MW，产生蒸汽8.8MW。进入焚烧炉的16MW中，产生蒸汽约12MW，烟气和辐射损失4MW。这样，在总的蒸汽20.8MW中，发电2.5MW，透平冷凝损失10.3MW，抽汽用于干化8MW。在用于干化的8MW中，6.5MW可回收热水，用于办公楼和消化的加热，冷凝和辐射损失1.5MW。二、数据辨析1、污泥量根据给出的干化后含固率42%、污泥量100000t/a、每日275t/d计，此项目所考虑的运行

7、日数可能为100000/275=364天。以年栅渣6000干吨计，每日栅渣量为6000/364=16.5干吨，与给出的16tds/d栅渣量基本相符。但一篇文章中给出的275tds/d的污泥量数据与物料平衡图中的185tds/d相差太大，也与年报中的数字相差太大，在这里有必要做个简单判断。根据2005年的水量和污泥干固体量可知，当年日均污水处理量为1.443*108/364/104=39.7万立方米/日，万吨污水的湿泥产量为15.3吨(以含固率20%计)。如果日产污泥275tds/d的话，万吨污水的湿泥产量为34.7吨。如果是185

8、tds/d的话，万吨污水的湿泥产量为23.3吨。根据年报中所提及的处理外来污泥量26000tds/d，笔者以为物料平衡图中给出185tds/d可能最接近项目的设计值，而275tds/d的数不知何据。因此本文以185tds/d为依据进行反推。2、发电