◇环保科技◇ 科技圈向导 ２０１２年第０３期 徐州市区污水处理厂污泥干化焚烧发电处置研究 陈其东 （徐州市环保局机动车排气污染监督管理中心江苏徐州２２１０１８） 【摘要】徐州市区污泥产生量约８７１９８．８ｔ／ａ，污泥处置问题日益突出。结合徐州市区污泥处置方式，重点对污泥干化焚烧发电处置工程建 设、工艺流程及运营期的污染防治等进行分析研究，能起到示范作用。 【关键词】污水处理厂；污泥处置；徐州 １．污泥干化焚烧发电处置技术提出的背景 Ｉ．１污泥处理处置不当对环境的危害 污泥是污水处理的必然产物．随着城市化进程的加快．城市污水 处理率逐年提高．城市污泥量急剧增加 未经恰当处理处置的污泥进 入环境后，直接给水体和大气带来二次污染。更严重的是，如污泥中所 含的重金属（铅、镉、汞等）超标，还会通过鱼、虾等食物链。重新回到 “餐桌”上，极大危害人民身体健康Ⅲ 因此，城市高含水率污泥处置问题已经是一个亟待解决的严重的 环境问题。 １．２污泥处置方式的选择 中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家发展和 改革委员会联合制定并下发的《关于印发城镇污水处理厂污泥处理处 置技术指南（试行）的通知》（建科［２０１１１３４号）中明确提出了污泥处置 方式包括：污泥的土地利用、焚烧及建材利用、填埋等方式。 １－３污泥干化焚烧发电处置优势 城市高含水率污泥既会造成污染．又可进行综合利用 污泥中所 含的有机物是有效的生物能源．污泥中的有机物分解产生的腐殖质可 以改良土壤，避免板结，而污泥中丰富的氮、磷、钾等则是植物和农作 物生长不可缺少的营养物。干燥的污泥可产生２５００千焦，ｋｇ的热能， 是一种低热值的燃料 因此．污水污泥的处理处置与污泥资源化的相 市区各污水处理厂压滤污泥含水率在８０％左右．湿污泥由上料机 送人到回转式滚筒干燥机中．与燃煤炉产生的烟气在干燥机进行热交 换，烘干过程中热气从尾部向前运动，与湿污泥充分接触．通过滚筒螺 旋搅拌、扫散、抄板使污泥中水分不断蒸发．出料含水率控制在１０％左 右，呈颗粒状（粒径小于１３ｍｍ），输送至建平热电厂锅炉焚烧 回转 式滚筒干燥机出口设有引风装置，并配备旋风除尘系统和碱液脱硫系 统，确保废气达标排放 结合，必将成为城市污水污泥唯一的最终出路 无害化焚烧法已被越 来越多发达国家所重视．它是一种污泥最彻底的处理方法．与堆肥和 填埋等相比，污泥焚烧具有减容、减量和无害化等优点：城市污泥经焚 烧后减量化十分明显．减容量大于９０％，可节约大量的填埋用地；污泥 图４—１ 污染烘干焚烧发电工艺流程图 ５．营运期污染及防治措施 ５．１水污染及防治 废水主要为污泥池中由于存放含水污泥而产生的上清液．产生量 烧余中有害成分的含量极低．灰渣可综合利用．若对烧余进行填埋处 约３００ｆｆａ．上清液水质类比徐州市荆马河污水处理厂污泥存放池上清 理也不影响填埋场周围的环境：可以回收污泥焚烧产生的热量．用于 液数据。上清液主要污染物产生浓度为ＣＯＤ１５０ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５６０ｍｇ／Ｌ、 发电、供热等，使资源得到充分利用。 ＳＳ１２０ｍｇ／Ｌ、氨氮２０ｍｇ／Ｌ、．ｒＰｌ＿５ｍｇ／Ｌ，产生量分别为ＣＯＤ０．０４５ｆｆａ、 ２．徐州市区污水处理厂污泥处理及处置现状 ＢＯＤ５０．０１８＂ｄａ、ＳＳＯ．０３６ｔ￣、氨氮０．００６ｔ／ａ、ＴＰ ０．０００４５ｔ／ａ。上清液主要污 根据２０１ １年徐州市主要污染物减排核查填报的污水处理厂全口径 染物产生浓度满足徐州建平造纸厂污水处理站接管标准．经徐州建平 报表统计，市区（含铜山区、贾汪区）共有污水处理厂１２家，设计处理能力 环保热电有限公司生活污水管网送徐州建平造纸厂污水处理站氧化 为５５－３万 。本年度污水处理厂实际污水处理能力达到４９９８万们．产生 塘处理后．大部分回用于生产，少量用于农田灌溉。 污泥约８７１９８．８妇（含水率８０％），其中主城区污泥产生量为６８７８５．１９ ｔ。 ５－２废气污染及防治 ２．１污水处理厂污泥处理情况 有组织排放的废气污染物主要是燃煤炉烟气、污泥粉尘，燃煤炉 根据调查．市区ｌ２家污水处理厂均采用压滤机机械脱水．没有进 产生烟尘和ｓ０：与污泥接触后约有１０％进入到污泥中，回转滚筒干燥 行深度脱水．经脱水后的泥饼含水率约８０％左右。 机出口燃煤烟气和污泥粉尘经旋风除尘器除尘和加碱水膜脱硫除尘 ２－２污泥处置情况 后废气排放 市区污水处理厂污泥大部分由市排水监测站统一安排运输到贾 ５－３固体废弃物污染及防治 汪区建平热电厂干化后进行焚烧发电．其余的进行安全填埋、堆肥和 固体废物主要为燃煤煤渣、除尘器粉尘和加碱水膜除尘系统循环 烧砖。 水池中污泥等，以上固体废物均为一般固体废物。除尘器灰尘与干化 ３．污泥干化焚烧发电处置工程概况 后的污泥送热电厂焚烧：燃煤煤渣和加碱水膜除尘系统循环水池中污 徐州建平环保热电有限公司采用燃煤烟气干燥污水处理厂污泥 泥一般固体废物可作为建筑材料回用：经以上方法处理固体废弃物 并送热电厂锅炉焚烧．在清洁处理污泥废弃物保护环境的同时，又实 后．不会对周围环境造成不良影响。 现污泥的无害化处理和资源化利用。工程建设投资１２００万元。污泥烘 ６．结论 干占地２０亩．建设规模为２炉１机．即１台１７０ｆｆｈ高温高压循环流化 （１）采用污泥干化处理加焚烧发电的工艺路线，无论从污染源 床锅炉（１台７５ｔ／ｈ锅炉及配套的发电机组备用）．配备一台高温高压 头或是产生尾气、灰渣的处理，都真正做到了无害化、减量化、资源 Ｃ３０ＭＷ抽凝汽式汽轮发电机组．额定供热能力为８０ｔ／ｈ．最大供热能 化：采用滚筒烘干处理，减少污泥所含水分，使投人焚烧炉的污泥可 力达１２０ｔ／ｈ。 以在没有助燃情况下稳定燃烧，减少了过程能源消耗。在尾气处理 ４．生产工艺流程简述 时采用先进的技术避免了处理一种污染产生一种新（下转第１４６页） 作者简介：陈其东（１９７５．１２一），男，江苏丰县人，工程师，硕士，研究方向为污染物总量减排与环境统计。 ２０１２年第０３期 科技墨向导 ◇建工论坛◇ 浅议大体积混凝土裂缝产生的原因与控制 王晓刚 （尚志市远大建筑安装工程有限责任公司黑龙江尚志１５０６００１ 混凝土渗漏主要是混凝土裂缝造成的．混凝土在施工过程中存在 面的配筋率应在Ｏ．３％～０．５％ 着各种各样的变形缝、接茬缝等，同时，混凝土的自身缺陷使其内部存 （３）避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节 在着空隙和细微裂缝．这些都能造成混凝土渗漏 采取加强措施。 １．裂缝产生原因 （４）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率．提高混凝 土的极限拉伸。 １．１温差裂缝 大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑 混凝土结构在浇筑 （５）在征求设计和监理单位同意下．应充分考虑施工时的气候特 初期．由于水泥水化过程中散发出大量热量．升温速度很快．混凝土内 征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距２０—３０ｍ，保留时 部升温值一般在３ｄ一５ｄ内产生．３ｄ内温度可达到或接近最大温升． 间一般不小于６０ｄ。如不能预测施工时的具体条件．也可临时根据具 一般可达到５５ｏｃ一５９￣Ｃ．此后趋于稳定并开始降温 但由于混凝土体 体情况作设计变更 积大、导热性能差，混凝土内部温度聚集在结构物内长期不易散失．在 ２．２施工措施 温度迅速升高阶段．由于混凝土内、外散热条件不同．形成温度梯度 ２．２．１严格控制混凝土原材料的质量和技术标准 表面受拉，内部受压，而此时混凝土龄期短，抗拉强度很低．当应力超 选用水化热低、初凝时间长的矿山水泥，在条件许可的情况下．应 过混凝土抗拉强度时．混凝土表面就产生裂缝：混凝土降温阶段．由于 优先选用收缩性小或具有微膨胀ｆ生的抗裂水泥。减少水泥的用量。在确 逐渐降温而产生收缩．再加上混凝土硬化过程中．由于混凝土内部拌 定混凝土强度及坍落度的情况下，宜用大粒径骨料、合理的集料级配． 和水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用．促使混凝土硬化时收 并通过掺粉煤灰、缓凝减水剂来减少水泥用量。水泥用量一般控制在 缩，温差变形加上体积收缩变形在基底、承台、模板或结构本身的约束 ３００ｋｇ／ｍ３以下。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体 作用下．在结构体断面产生内部拉应力．当该拉应力超过混凝土 积的８０％一８３％，在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、 的抗拉强度时．整个混凝土截面就会产生贯穿裂缝 承台大体积 昆凝 表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。砂除满足骨料规范要求外．应 土的开裂主要是由温差引起的早期裂缝 选用中、粗砂，适当放宽石粉或细粉含量，砂子中石粉比例一般在１５％～ １．２收缩裂缝 １８％为宜．这样不仅有利于提高混凝土的工作性．而且可提高混凝土的 混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的 密实性、耐久性和抗裂性。粗细骨料的含泥量应尽量减少（１％～１．５％以 用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选 下）。粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低．需 用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同：在大体积混凝土里．即使水 水量比小，均可掺在混凝土叫，使用，混凝土中掺用粉煤灰后．可提高混 灰比并不低．自身收缩量值也不大：但是它与温度收缩叠力牙到一起咸 凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热．提高混 要使应力增大，所以施工时应将自身收缩作为一项性能指题 自身收缩 凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝上的泌水等 与干缩收缩一样．是由于水的迁移而引起．但它不是由于水向外蒸发散 ２．２．２采用综合措施．控制混凝土初始温度 失．而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降．形成弯月 ①尽量不要使用刚出厂的水泥。通过掺用高效减水剂减少用水． 面，产生所谓的白干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低．体积减小。 减少胶凝材料．多掺粉媒灰和矿物掺和料降低混凝土内的水化热温 １－３安定性裂缝 ・ 度。②通过搭棚遮阳、水冷和风冷降温骨料降低混凝土人模温度 夏季 安定性裂缝表现为龟裂．主要是因水泥安定性不合格而引起的 最好选择在夜间施工。③体内埋设冷却水管和风管、表面洒水冷却、表 １．４钢筋施工技术不当引起的裂缝 面保温材料保护调整内外温差．但要防止“过速冷却”和“超冷” 混凝土沿钢筋方向出现剥落和细小裂缝．这种情况虽然不是温度 ２．２．３加强施工技术管理工作 和温差造成的．但同样会在结构物表面出现。首先是浇筑混凝土时无工 ①混凝土自由下落高度超过２ｍ时．应采用串筒、溜槽或振动管 作平台．施工人员直接触动钢筋，造成钢筋局部变形．形成素混凝土．使 下落，以保证混凝土拌和物不发生离析。②大体积混凝工要分层浇筑． 混凝土的抗拉能力下降，于是很容易出现无规则交叉混凝土裂纹：其次 根据工程实际情况分别采用全面分层、分段分层、斜面分层。③振捣混 是钢筋保护层偏小．混凝土极易被碳化，从而引起钢筋被锈蚀．而钢筋 凝土时，应采用二次振捣法，以保持混凝土良好的粘结，提高密实度． 生锈是一个体积增大的过程．这种效应使钢筋外围混凝土产生相当大 并及时排除混凝土表面的泌水。④混凝土尽可能晚拆模．拆模后混凝 的拉应力，诱发了沿钢筋方向的裂缝；第三是钢筋间距对裂缝的影响． 土表面温度不应下降１５℃以上。⑤加强混凝土的养护．提高早期强度． 钢筋间距偏大．使得钢筋与混凝土粘结力过小．不能通过粘结力将拉力 确保混凝土内外温差不超过２５℃。混凝土应在浇筑完毕后１２ｈ（炎夏为 扩散到混凝土中去．不能有效地约束混凝土的回缩或体积变化 ２ｈ～３ｈ，干硬性混凝土在ｌｈ一２ｈ）内加以覆盖和养护。采用硅酸盐水泥、 ２．裂缝的防治措施 普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土．养护时间不得少于 ２．１设计措施 ７ｄ，掺有缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土．养护时间不得少于 （１）合理设计混凝土的配合比。混凝土配合比设计时．在保证混凝 １４ｄ。⑥设置测温装置．加强观测并作好记录 土具有良好工作性的情况下．应尽可能降低混凝土的单位用水量．采 ２．２－４控制钢筋施工不当引起的裂缝 用“三低（低砂率、低坍落度；低水灰比）；二掺（掺高效减水剂和高性能 在施工时，一定要搭设工作平台，避免人员、机械对钢筋的扰动： 引气剂），一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中 要在钢筋网之间增加横向、竖向支撑钢筋，焊接成钢筋骨架．增加钢筋 弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。 骨架的刚度和稳定性，以保证钢筋位置的准确。实践证明．采取这些措 （２）增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。全截 施可取得较好的裂缝防治效果。 （上接第２５３页）污染的问题，同时燃煤炉产生的炉渣只有污泥的十 分之一，性能稳定，可以资源化利用。 土地。 （２）徐州市作为水资源的稀缺城市和南水北调的重要枢纽不但 彻底解决的多年来严重困扰徐州市的市区污水处理厂污泥环 【参考文献】 境保护问题．而且宝贵的水资源得到了有效保护．也节约了大量的 ［１］杨丽标，邹国元，张丽娟等．城市污泥农用处置研究进展［Ｊ］．中国农学通报 ２００８，２４（１）：４２０－４２４． １４６
