近日,南亞地區迄今為止最大單體的污水處理廠——達舍爾甘地污水處理廠項目正式竣工。孟加拉國總理哈西娜、中國大使姚文等出席在在首都達卡舉行的典禮儀式,并給予該項目高度評價:“這座由中國企業采用中國的設計方案、使用中國的技術和設備建成的污水處理廠投入運營之后,讓周邊500多萬孟加拉國民眾受益。”
“孟加拉國污水治理的總體規劃始于達舍爾甘地污水處理廠項目,未來還有更多的項目將由中國政府、中國企業推動并合作實施。”
孟加拉國位于南亞東部,其國土面積只有小小的14萬平方公里(和古巴差不多),但卻擁有近1.8億的人口(古巴的18倍),是世界上人口密度最高的國家之一(我國的8.5倍)。
眾多的人口,消耗了太多的資源,使得孟加拉國一直以來難以發展,人均月收入僅為1100元人民幣。
同時,高密度的人口也使得孟加拉國面臨著嚴重的水污染。據悉,由于國家沒有完善的污水管網,孟加拉大部分城市河道處于黑臭的狀態,生活污水直接排入地表水體的現象極為嚴重。就連國家首都達卡,此前也僅有一座設計規模12萬噸/天、采用氧化塘處理工藝的污水處理廠(80年代由日本援建)。
來源/央視新聞
由此,你大概也能想到,達舍爾甘地污水處理廠的建成使用,對于孟加拉國污水治理意義深遠,它既是里程碑,也是新起點。
據悉,達舍爾甘地污水處理廠項目建設主要包括規模為50萬噸/天的污水處理主廠區、處理量580噸/天的污泥干化焚燒系統,以及廠外污水提升泵站、污水輸送干管。值得一提的是,該項目由中國政府提供優惠貸款支持、中國進出口銀行融資、中國電建旗下中國水電工程顧問集團有限公司承建,中國電建所屬成都院承擔項目的設計、采購、施工以前1年運維期等工作。也正是因為頂著“中國建造”的金字招牌,達舍爾甘地污水處理廠項目創造了多項環保記錄:
◎ 孟加拉國首座最大規模的現代化大型污水處理廠;
◎ 孟加拉國第一座現代化污泥干化焚燒廠;
◎ 中國自主知識產權的“噴霧干化+回轉窯焚燒工藝”技術和設備第一次在海外建成投運。
中國電建成都院董事長黃河介紹說,達舍爾甘地污水處理廠,采用初次沉淀、厭氧-缺氧-好氧A/A/O生化處理、二次沉淀、紫外消毒處理等工藝。在日處理50萬噸污水規模上,首創噴霧干化工藝,實現污泥減量和污染去除。
一些常規工藝這里就不多介紹了,今天主要說說這個創造紀錄的中國工藝——噴霧干化+回轉窯焚燒工藝。前面我們提到過,孟加拉國土地緊張,因此污泥處理處置無法做到衛生填埋。此外,由于位于首都達卡項目的周邊沒有農田,因此也無法進行堆肥農業利用。綜上,項目方認為,在眾多的處理處置方案中,污泥干化+焚燒處理技術(噴霧干化+回轉窯焚燒工藝)可實現最大程度減量化、穩定化、無害化和資源化利用,特別適用于孟加拉達卡市這種土地資源緊缺的大型城市。
1、噴霧干化的原理、特點及設計要求
一般來說,按照加熱介質與污泥接觸的方式,干化工藝可分為直接干化和間接干化,噴霧干化屬于直接干化。噴霧干化是采用霧化器將原料分散為霧滴,并用熱空氣干燥霧化后含水顆粒而獲得干燥產品的 一種干化方法 。噴霧干化按照空氣和霧滴的流動方式可分為并流干化、逆流干化 、混合流干化和旋轉流干化。由于污泥接近熱敏性物質,遇熱不穩定遇熱極易發生分解、聚合、氧化等變質反應,因此多采用向下流并流干化,即噴嘴安裝在塔的頂部,污泥和熱空氣均從塔頂進人。熱空氣和霧化污泥首先在塔頂溫度最高區域接觸,由于大量吸收高溫空氣的熱量,污泥中的水分迅速蒸發,從而空氣溫度急劇下降當顆粒運動到塔的下部時,產品已干燥完畢,空氣溫度也已降低至最低點。◎ 干化速度快,強度高。經過噴嘴后霧滴表面積增大,所需干化時間短以秒計,干化強度可達12~15kg/(m3·h)。◎ 干化后的污泥具有良好的分散性和流動性。由于干化過程是在空氣中完成的,干化后的產品基本上能夠保持于與液滴相同的球狀。◎ 防止大氣污染,改善生產環境。干化過程在密閉的干化塔內進行,內部空間為負壓,避免了干化后產品和有毒有害氣在車間內泄漏飛揚。◎ 適合連續化、大規模生產。噴霧干化一般要求全天24h運行,單機設計蒸發能力一般為5~12000kg/h,單機處理能力最高可達360t/d(“含水率以80%計)。◎ 噴霧干化系統磨損小 ,適用我國污泥中含砂量偏高的特點。◎ 干化過程中液滴的溫度較低。在高溫氣流中,表面潤濕的物料其溫度不超過干燥介質的濕球溫度,同時由于干化迅速,最終產品溫度較低,因此噴霧干化適用于污泥的干化過程。◎ 霧化干化的難點是脫水污泥的有效霧化,為避免噴嘴堵塞,應首先對進口污泥進行過濾;◎ 干化塔的空塔流速應控制在0.2~0.5m/s;◎ 在干化塔內,應合理設置熱風分布系統,保證氣固有效接觸,同時防止半濕物料粘壁;◎ 為防止粘壁,噴霧干化塔長徑比一般控制為塔高/塔徑=6~10;◎ 為保證霧化過程壓力穩定,噴霧干化用的壓縮空氣應專機供給;◎ 通過控制污泥進料量或進氣溫度,控制干化后污泥的產量和含水率。回轉窯又稱回轉式焚燒爐,它是一個旋轉的略帶傾斜而內襯耐火磚的鋼質空心圓筒。焚燒物料從回轉窯的前端進人,回轉窯以一定的速度旋轉實現攪拌物料的目的,同時從窯頭吹入熱風爐送來的高溫空氣,使物料溫度快速提升、繼而干化、燃燒并完全燃燼,燃燒產生的高溫煙氣被引入二燃室,焚燒后的灰分和殘渣依靠重力作用排出。
2)回轉窯焚燒的優缺點
◎ 燃燒適應性廣,可焚燒不同性能的廢棄物;此外,回轉爐窯內蓄熱量大,可有效減小污泥水分和熱值波動對燃燒的影響。◎ 由于驅動裝置位于回轉窯的窯體之外,機械零件較少,故障率低,可以長時間連續運行,對運行維護要求較低。◎ 熱風和焚燒物料在回轉窯內同向流動,有利于固體物料的輸送和爐內氣體、固體的混合,同時增加了氣體的停留時間。◎ 設置獨立的二燃室,溫度可調,確保焚燒煙氣達標排放。
◎ 由于窯體密封困難,回轉窯焚燒爐過剩空氣系數較高,系統熱效率較低。
◎ 窯身龐大,占地面積大。
◎排渣方式選擇困難,若爐內溫度控制不當,例如溫度過高時易造成熔渣,降低耐火材料使用壽命,增加運行成本。◎ 通過調整物料進量、輔助燃料加入量、助燃空氣量等控制爐內溫度,避免溫度過低,影響燃燒完全,或者溫度過高,產生熔渣。◎ 為促進物料和氧氣的充分接觸和利于燃燒反應,應合理控制過剩空氣量,回轉窯焚燒爐的總過剩空氣量維持在100~150%,二燃室過剩空氣量約80%。◎ 二燃室內燃氣在不低于850℃的條件下滯留時間不應小于2s。◎ 回轉窯長度、轉速和傾斜角必須相互配合,保證物料在回轉窯焚燒爐內的停留時間在30s~2h。3、達舍爾甘地污水廠干化焚燒系統:噴霧干化+回轉窯焚燒工藝達舍爾甘地污水處理廠項目的干化焚燒系統共有六個系統,分別是污泥儲存系統、污泥進料噴霧系統、污泥干化系統、污泥焚燒系統、煙氣處理系統以及熱風回收系統。具體流程如下:◎ 污泥經污泥過濾器預處理并用泵提升后送入噴霧干化塔,經噴嘴霧化后,與從回轉窯焚燒爐二燃室中排出的高溫煙氣順流接觸進行干化。◎ 干化過程中進口高溫煙氣溫度為500℃,干化后污泥含水率由78%降低至約10%~25之間,排出廢氣溫度約95℃。◎ 干化的污泥直接進入回轉窯焚燒爐進行焚燒。干污泥從筒體的頭部進入,隨著筒體的轉動緩慢地向尾部移動。焚燒所需助燃空氣,一部分來自于污泥料倉除臭系統抽氣,另一部分為環境空氣,經由鼓風機送至煤燃燒室加熱至約1100℃,然后從窯頭進入回轉窯焚燒爐。隨窯體的轉動過程,干污泥與助燃空氣充分接觸至完全燃燒,渣由尾部排出。◎ 燃燒生成的煙氣由尾部排出進入二燃室,在二燃室內,由于助燃空氣的作用使煙氣溫度達到850℃以上,并停留2s以上,以控制二噁英的生成。焚燒后的灰分和殘渣送入儲渣罐。焚燒產生的高溫煙氣850℃、儲渣罐抽出熱氣及環境冷空氣混合后,溫度降至500℃左右進入噴霧干化塔,作為干化過程的熱源。◎ 干化塔出口的廢氣經過旋風除塵器、袋式除塵器和凈化塔洗滌后達標排放。旋風除塵器用于去除廢氣中攜帶的灰分;袋式除塵器主要去除廢氣中的重金屬、并對灰分進行進一步截留;除塵后的廢氣再經過苛性鈉和水洗滌,去除H2S等酸性氣體,洗滌后的廢氣經引風機引至凈化塔頂部高空排放。◎ 旋風除塵器和袋式除塵器分離出的灰分與干化塔出來的干污泥一起送入回轉窯焚燒,最終回轉窯和二燃室排出的灰渣經過爐排機、通過鏈運機收集后進入儲渣罐,最后裝車外運。◎ 由噴淋塔排出的污水經過收集后排入污水處理廠處理。污泥儲存過程產生的惡臭氣體,經收集后進入回轉窯焚燒。
噴霧干化+回轉窯焚燒工藝的優缺點如下:
◎ 干化過程利用焚燒產生的高溫煙氣進行直接干化,傳熱效率高;◎ 焚燒后高溫煙氣快速通過二噁英再次合成溫度區間(200~400℃),直接降至95℃,避免了二次污染產生;◎ 干化裝置和焚燒裝置利用上下空間緊湊布置,節省占地面積;◎ 干燥和焚燒設備全部采用國產設備,工程投資低,運行維護方便。最后,需要特別說明的是,達舍甘地污泥焚燒項目也有環保民企的身影。清控環境(北京)有限公司與北京國環清華環境工程設計研究院有限公司為EPC+O實施單位。
作為本次達舍甘地污水處理廠項目的重要一員,清控環境陳兆林有感而發:
“對于國內的環保企業而言,‘一帶一路’既是機遇之路,也是繁榮之路。希望更多的中國環保裝備能借此機會走出國門,邁向世界。”生態環境部國際合作司司長周國梅也同樣認為,“一帶一路”將是環保企業走出去的一個重要途徑。他說:“從實際情況來看,‘一帶一路’沿線國家的綠色化程度還有待提升,生態系統風險大、生態脆弱性和敏感性等問題突出,而我國實際上已經形成了覆蓋面廣、門類齊全的全鏈條產業體系。因此,我們有理由相信,“一帶一路”能夠給中國環保企業提供前所未有的發展機遇。”要知道,面對歐美等發達國家的環保項目,中國環企可能短期內還不具備較強的競爭力,但對于孟加拉、越南、印尼、印度、南非等國家的環保需求,中國環企已經能夠較好的滿足。曾幾何時,外國環企在中國市場是多么的“耀眼”,他們的技術、工藝、設備被奉為圭臬。而現如今,中國環企正逐步走向世界舞臺中心位,在海外環保市場大放異彩,成為老外口中的“外企”。