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摘 要本文介绍了城市污水的处理现状，详细介绍了流化床焚烧炉的结构、特点及影响污泥焚烧的因素。并提出焚烧法处理污泥因其具有占地小、处理量大、见效快等优点，将成为我国污泥处理技术的重要趋势之一。
关键词焚烧；处理；流化床焚烧炉
中图分类号X703.1文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)012-0189-01
根据环境公报统计，2005年全国城镇污水排放量283亿t，处理率37.4%，COD排放量860万t，全年产生脱水污泥1113万t。据预测2015年全国污泥产生量将达到3560万t。而污泥中除了含有大量的粗纤维、蛋白质、脂肪等有机物之外，还含有大量病原菌、寄生虫（卵），铜、锌、镉、汞等重金属，盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物。这些物质如果控制不当，将对环境和人类及动物健康造成较大的危害。目前，如何选择一种科学、合理的污泥处理和处置方法，从而解决污泥引起的环境问题，已经成为政府和研究者关注的热点之一。
1现状
1）城市污水处理厂污泥现状。我国污水处理投资上存在“重水轻泥”现象。在污水处理厂建设中，污泥处理投资一般不到20%，而日本、美国和西欧等一些经济发达国家，污泥甚至被当作危险品来处理，通常都被作为解决城市水污染问题同等重要又紧密关联的两个系统。污泥对环境的二次污染，带来的危害往往是灾难性的，发达国家污水处理厂建设中，污泥处理的投资占污水处理厂总投资的比例为50%-70%。日本与美国污泥焚烧比例较高，而欧洲污泥焚烧也占到总处理量的10%左右，而我国这一比例仅为3.45%。
2）污泥处理技术现状。常用污泥处理方法有填埋、堆肥，填海和焚烧等。填埋法大量占用土地，加剧了土地资源的紧张，且处理不当可能造成土壤和地下水的污染；由于污泥中成分复杂，有害物质较多，导致污泥堆肥在实际应用中存在较多的限制；污泥填海会对海洋生物造成危害，严重污染海洋环境，已被国际公约所禁止。这些处理污泥的方法正在被淘汰和禁止。污泥焚烧处理不但可以大大减少污泥的体积和重量（焚烧后体积可减少90%以上），而且焚烧灰还可制成有用的产品，是相对比较安全的一种污泥处置方式、污泥焚烧处理速度快，占地面积小，不需要长期储存，污泥可就地焚烧，不需要长距离运输，可以回收能量用于供热或发电利用焚烧方法处理污泥的前景越来越被看好，是目前处理污泥的最好方法之一。
2污泥焚烧技术
污泥焚烧技术是污泥处理的一种工艺。它利用焚烧炉将脱水污泥加温干燥，再用高温氧化污泥中的有机物，使污泥成为少量灰烬。污泥焚烧方法有完全燃烧法和不完全燃烧法两种。完全燃烧能将污泥中的水分和有机杂质全部去除，杀灭一切病原体，并能最大限度地降低污泥体积。不完全燃烧室利用水中有机杂质在高压、高温下可被氧化的性质，在装置内的适宜条件下，去除污泥中有机物，通常又称湿式氧化、湿法燃烧。这种方法除适用于处理含大量有机物的污泥外，也适用于处理高浓度的有机废水。
污泥焚烧技术中的主要设备有旋风式焚烧炉、多段式焚烧炉、转窑式焚烧炉、旋转床式焚烧炉等，而流化床焚烧炉的应用最为广泛。我国污泥成分复杂，含水量较高，发热值较低，因此流化床焚烧技术无疑是实现垃圾和污泥的高效、稳定和低污染燃烧的一项重要技术措施。本论文主要介绍了污泥焚烧工艺中流化床焚烧炉的结构特点，以及影响污泥焚烧的因素，分析了污泥焚烧工艺的发展趋势。
1）流化床焚烧炉的结构。流化床焚烧炉主体设备是一个圆形塔体，炉膛下部布置有耐高温的布风板，塔内壁衬耐火材料，布风板上装有作载热媒体的惰性颗粒．通过床下布风（一次风），使床内载体“沸腾”呈流化状态 燃料从流化床上部或侧部送人炉内，发生激烈翻腾和连续不断的循环流动，通过干燥、搅拌、破碎、混合，并被分解气化，产生的气体在流化床炉膛上部与从炉侧壁沿切线方向高速吹人的二次风混合焚烧（也不采用二次风的）。燃烧气从塔顶排出，尾气中夹带的载体粒子和灰渣一般用于除尘器捕集后，载体可返回流化床内。流化床的运行床温一般不超过850℃，流化床维持稳定燃烧的床温最低不能低于750℃，在流化床中，只要保证床温在680℃ 以上，挥发分就能着火燃烧，挥发分的燃烬率很高，其原因是流化床的主要燃烧反应实际上发生在炉床的上方，床内的气化燃料释放出来的挥发性组分，从床内流出进入无挡板的第2燃烧区，从而使大部分残留燃料在床内燃烬。
2）流化床焚烧炉的特点。①由于流化层内粒子处于激烈运动状态，粒子与气体之间的传质与传热速度很快，单位面积的处理能力很大。②流化床层内处于完全混合状态，所以加到流化床的固体废物，除特别粗大的块体之外，都可以瞬问分散均匀。③由于载体本身可以蓄存大量热量，并且处于流动状态，所以床层反应温度均匀，很少发生局部过热现象，床内温度容易控制 、即使一次投入较多量的可燃性废弃物，也不会产生急冷或急热现象。④在处理含有大量易挥发性物质时（如含油污泥），也不会像多段炉那样有引起爆炸的危险。⑤流化床的结构简单，故障少，建造費用低。⑥空气过剩系数可以较小。⑦特别是流化床焚烧炉还具有其本身独特的优点：燃料适应性广，易于实现对有害气体SO2和NOx等的控制，还可获得较高的燃烧效率，污泥焚烧的灰份有多种用途等。
3污泥焚烧工艺的影响因素
污泥焚烧要以良好的燃烧为基础，并应使得燃料能够完全燃烧。影响燃烧过程的有3个因素：时间、温度、废物和空气之间的混合程度。这3个因素相互依赖，而每一个因素又可单独对燃烧产生影响。
1）燃烧时间的影响。燃烧反应所需的时问就是烧掉固体废物的时间，固体粒度愈细，与空气的接触面愈大，燃烧速度快，固体在燃烧室内的停留时问就短，燃烧时间与固体废物粒度的1-2次方成正比，而加热时间近似地与粒度的平方成比例。因此，确定废物在燃烧室内的停留时间时，考虑固体粒度大小很重要。
2）燃烧温度的影响。燃料只有达到着火温度（又称起燃点），才能与氧反应而燃烧。当燃烧过程的放热速率高于向周围的散热速率，燃烧过程才能继续进行，并使燃烧温度不断提高。当温度高时则燃烧速度快，废物在炉内停留的时间短，而且此时燃烧速度受扩散控制，温度的影响较小，即使温度上升40℃ ，燃烧时间只减少1%，但炉壁及管道等容易损坏。当温度较低时，燃烧速度受化学反应控制，温度影响大，温度上升4O℃，燃烧时间减少50%。所以，控制合适的温度十分重要。
3）废物和空气间的混合程度的影响。为使固体废物燃烧完全，须向燃烧室内鼓进过量空气。当氧浓度高时，燃烧速度就快。除了保证空气供应充足，还要注意空气在燃烧室内的分布，燃料和空气中氧的混合不充分，将会导致不完全燃烧产物的生成，从而影响燃烧的效率。
4结论
焚烧法具有以下突出优点：大大地减少了污泥的体积和重量；杀死一切病原体；污泥处理速度快，不需要长期储存；污泥可就地焚烧，不需要长距离运输；可以回收能量用于发电和供热。但是其高昂的造价、燃烧后的二次污染及能量回收等问题已经成为制约污泥焚烧工艺的主要因素。所以，开发热效率高，并能把环境污染控制在最小限度的焚烧工艺成为当务之急。
随着城市化的进程加快和人民环保意识不断提高，传统的污泥处理方法已不适应当今社会发展的要求。比较各种处理方法焚烧法处理污泥具有占地小、处理量大、见效快等优点，污泥焚烧将成为我国污泥处理技术的重要趋势之一。
参考文献
[1]国家环境保护总局.中国环境年鉴[M].北京:中国环境科学出版社,2006.
[2]王涛.污泥焚烧技术现状、存在问题与发展趋势[J].西南给排水,2007,1(29):7-11.
[3]奉华.城市污水污泥的焚烧研究．清华大学硕士学位论文,2001.
[4]李媛.流化床焚烧炉污泥处理特性及污染机理研究.北京工业大学硕士学位论文,2003(6):2-5.
[5]李国鼎,金子奇等编,固体废物处理与资源化,清华大学出版社,1992.
[6]曾庭华.污泥在流化床中的焚烧特性及其二次污染研究,浙江大学博士学位论文,1997,5.
作者简介
刘翔（1983—），男，山东兖州人，学士，深圳市交通公用设施建设中心，助理工程师。
关键词焚烧；处理；流化床焚烧炉
中图分类号X703.1文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)012-0189-01
根据环境公报统计，2005年全国城镇污水排放量283亿t，处理率37.4%，COD排放量860万t，全年产生脱水污泥1113万t。据预测2015年全国污泥产生量将达到3560万t。而污泥中除了含有大量的粗纤维、蛋白质、脂肪等有机物之外，还含有大量病原菌、寄生虫（卵），铜、锌、镉、汞等重金属，盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物。这些物质如果控制不当，将对环境和人类及动物健康造成较大的危害。目前，如何选择一种科学、合理的污泥处理和处置方法，从而解决污泥引起的环境问题，已经成为政府和研究者关注的热点之一。
1现状
1）城市污水处理厂污泥现状。我国污水处理投资上存在“重水轻泥”现象。在污水处理厂建设中，污泥处理投资一般不到20%，而日本、美国和西欧等一些经济发达国家，污泥甚至被当作危险品来处理，通常都被作为解决城市水污染问题同等重要又紧密关联的两个系统。污泥对环境的二次污染，带来的危害往往是灾难性的，发达国家污水处理厂建设中，污泥处理的投资占污水处理厂总投资的比例为50%-70%。日本与美国污泥焚烧比例较高，而欧洲污泥焚烧也占到总处理量的10%左右，而我国这一比例仅为3.45%。
2）污泥处理技术现状。常用污泥处理方法有填埋、堆肥，填海和焚烧等。填埋法大量占用土地，加剧了土地资源的紧张，且处理不当可能造成土壤和地下水的污染；由于污泥中成分复杂，有害物质较多，导致污泥堆肥在实际应用中存在较多的限制；污泥填海会对海洋生物造成危害，严重污染海洋环境，已被国际公约所禁止。这些处理污泥的方法正在被淘汰和禁止。污泥焚烧处理不但可以大大减少污泥的体积和重量（焚烧后体积可减少90%以上），而且焚烧灰还可制成有用的产品，是相对比较安全的一种污泥处置方式、污泥焚烧处理速度快，占地面积小，不需要长期储存，污泥可就地焚烧，不需要长距离运输，可以回收能量用于供热或发电利用焚烧方法处理污泥的前景越来越被看好，是目前处理污泥的最好方法之一。
2污泥焚烧技术
污泥焚烧技术是污泥处理的一种工艺。它利用焚烧炉将脱水污泥加温干燥，再用高温氧化污泥中的有机物，使污泥成为少量灰烬。污泥焚烧方法有完全燃烧法和不完全燃烧法两种。完全燃烧能将污泥中的水分和有机杂质全部去除，杀灭一切病原体，并能最大限度地降低污泥体积。不完全燃烧室利用水中有机杂质在高压、高温下可被氧化的性质，在装置内的适宜条件下，去除污泥中有机物，通常又称湿式氧化、湿法燃烧。这种方法除适用于处理含大量有机物的污泥外，也适用于处理高浓度的有机废水。
污泥焚烧技术中的主要设备有旋风式焚烧炉、多段式焚烧炉、转窑式焚烧炉、旋转床式焚烧炉等，而流化床焚烧炉的应用最为广泛。我国污泥成分复杂，含水量较高，发热值较低，因此流化床焚烧技术无疑是实现垃圾和污泥的高效、稳定和低污染燃烧的一项重要技术措施。本论文主要介绍了污泥焚烧工艺中流化床焚烧炉的结构特点，以及影响污泥焚烧的因素，分析了污泥焚烧工艺的发展趋势。
1）流化床焚烧炉的结构。流化床焚烧炉主体设备是一个圆形塔体，炉膛下部布置有耐高温的布风板，塔内壁衬耐火材料，布风板上装有作载热媒体的惰性颗粒．通过床下布风（一次风），使床内载体“沸腾”呈流化状态 燃料从流化床上部或侧部送人炉内，发生激烈翻腾和连续不断的循环流动，通过干燥、搅拌、破碎、混合，并被分解气化，产生的气体在流化床炉膛上部与从炉侧壁沿切线方向高速吹人的二次风混合焚烧（也不采用二次风的）。燃烧气从塔顶排出，尾气中夹带的载体粒子和灰渣一般用于除尘器捕集后，载体可返回流化床内。流化床的运行床温一般不超过850℃，流化床维持稳定燃烧的床温最低不能低于750℃，在流化床中，只要保证床温在680℃ 以上，挥发分就能着火燃烧，挥发分的燃烬率很高，其原因是流化床的主要燃烧反应实际上发生在炉床的上方，床内的气化燃料释放出来的挥发性组分，从床内流出进入无挡板的第2燃烧区，从而使大部分残留燃料在床内燃烬。
2）流化床焚烧炉的特点。①由于流化层内粒子处于激烈运动状态，粒子与气体之间的传质与传热速度很快，单位面积的处理能力很大。②流化床层内处于完全混合状态，所以加到流化床的固体废物，除特别粗大的块体之外，都可以瞬问分散均匀。③由于载体本身可以蓄存大量热量，并且处于流动状态，所以床层反应温度均匀，很少发生局部过热现象，床内温度容易控制 、即使一次投入较多量的可燃性废弃物，也不会产生急冷或急热现象。④在处理含有大量易挥发性物质时（如含油污泥），也不会像多段炉那样有引起爆炸的危险。⑤流化床的结构简单，故障少，建造費用低。⑥空气过剩系数可以较小。⑦特别是流化床焚烧炉还具有其本身独特的优点：燃料适应性广，易于实现对有害气体SO2和NOx等的控制，还可获得较高的燃烧效率，污泥焚烧的灰份有多种用途等。
3污泥焚烧工艺的影响因素
污泥焚烧要以良好的燃烧为基础，并应使得燃料能够完全燃烧。影响燃烧过程的有3个因素：时间、温度、废物和空气之间的混合程度。这3个因素相互依赖，而每一个因素又可单独对燃烧产生影响。
1）燃烧时间的影响。燃烧反应所需的时问就是烧掉固体废物的时间，固体粒度愈细，与空气的接触面愈大，燃烧速度快，固体在燃烧室内的停留时问就短，燃烧时间与固体废物粒度的1-2次方成正比，而加热时间近似地与粒度的平方成比例。因此，确定废物在燃烧室内的停留时间时，考虑固体粒度大小很重要。
2）燃烧温度的影响。燃料只有达到着火温度（又称起燃点），才能与氧反应而燃烧。当燃烧过程的放热速率高于向周围的散热速率，燃烧过程才能继续进行，并使燃烧温度不断提高。当温度高时则燃烧速度快，废物在炉内停留的时间短，而且此时燃烧速度受扩散控制，温度的影响较小，即使温度上升40℃ ，燃烧时间只减少1%，但炉壁及管道等容易损坏。当温度较低时，燃烧速度受化学反应控制，温度影响大，温度上升4O℃，燃烧时间减少50%。所以，控制合适的温度十分重要。
3）废物和空气间的混合程度的影响。为使固体废物燃烧完全，须向燃烧室内鼓进过量空气。当氧浓度高时，燃烧速度就快。除了保证空气供应充足，还要注意空气在燃烧室内的分布，燃料和空气中氧的混合不充分，将会导致不完全燃烧产物的生成，从而影响燃烧的效率。
4结论
焚烧法具有以下突出优点：大大地减少了污泥的体积和重量；杀死一切病原体；污泥处理速度快，不需要长期储存；污泥可就地焚烧，不需要长距离运输；可以回收能量用于发电和供热。但是其高昂的造价、燃烧后的二次污染及能量回收等问题已经成为制约污泥焚烧工艺的主要因素。所以，开发热效率高，并能把环境污染控制在最小限度的焚烧工艺成为当务之急。
随着城市化的进程加快和人民环保意识不断提高，传统的污泥处理方法已不适应当今社会发展的要求。比较各种处理方法焚烧法处理污泥具有占地小、处理量大、见效快等优点，污泥焚烧将成为我国污泥处理技术的重要趋势之一。
参考文献
[1]国家环境保护总局.中国环境年鉴[M].北京:中国环境科学出版社,2006.
[2]王涛.污泥焚烧技术现状、存在问题与发展趋势[J].西南给排水,2007,1(29):7-11.
[3]奉华.城市污水污泥的焚烧研究．清华大学硕士学位论文,2001.
[4]李媛.流化床焚烧炉污泥处理特性及污染机理研究.北京工业大学硕士学位论文,2003(6):2-5.
[5]李国鼎,金子奇等编,固体废物处理与资源化,清华大学出版社,1992.
[6]曾庭华.污泥在流化床中的焚烧特性及其二次污染研究,浙江大学博士学位论文,1997,5.
作者简介
刘翔（1983—），男，山东兖州人，学士，深圳市交通公用设施建设中心，助理工程师。