目前，針對(duì)市政污泥的處置主要有堆肥、填埋和焚燒3種方式。由于市政污泥通常含有較高濃度的重金屬，其堆肥后的產(chǎn)品以園林綠化用途為主，不能用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；用填埋的方式處置污泥需要占用大量土地，不適用于土地資源緊張的地區(qū)。隨著污泥焚燒技術(shù)研究的深入發(fā)展，由于焚燒的方式減量化程度高且可以進(jìn)行能量回收，還能有效降低病原微生物和有機(jī)污染物質(zhì)的危害，目前已成為處置污泥的主要方法。
01
垃圾焚燒與市政污泥協(xié)同處置
垃圾焚燒發(fā)電具有高程度資源化、無害化及占地面積小等優(yōu)勢(shì)，近年來垃圾焚燒發(fā)電站數(shù)量增長迅速，是良好的現(xiàn)有污泥焚燒處置設(shè)施。市政污泥與生活垃圾協(xié)同處置一方面可以大大降低處置運(yùn)營成本，另一方面生活垃圾焚燒的余熱可供污泥干化使用，污泥干化產(chǎn)生的臭氣可回收至焚燒爐焚燒利用，實(shí)現(xiàn)污泥的全面資源化。
生活垃圾焚燒煙氣中的污染物主要包括煙塵顆粒物、酸性污染物（如SO2、NOx)、重金屬及二噁英等,我國GB 18485一2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)該類污染物排放有明確限值標(biāo)準(zhǔn)。而污泥本身所含的污染物濃度較高，其焚燒煙氣的二次污染問題受到廣泛關(guān)注。
本文利用某生活垃圾焚燒發(fā)電廠的現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行生活垃圾摻燒市政污泥的工業(yè)試驗(yàn)，研究不同參燒比例對(duì)焚燒煙氣中污染物排放濃度的影響，以評(píng)估協(xié)同燃燒的安全性和可行性，以期為生活垃圾摻燒市政污泥的技術(shù)改進(jìn)和推廣提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
02
污泥摻燒試驗(yàn)
該電廠焚燒系統(tǒng)包括爐排爐、余熱鍋爐、除渣機(jī)、噴霧塔、SNCR脫硝系統(tǒng)、布袋除塵器及15MW汽輪發(fā)電機(jī)組。市政污泥經(jīng)干化脫水后通過散裝運(yùn)輸車運(yùn)至焚燒廠的干化污泥上料系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)需要加入焚燒爐料倉進(jìn)行焚燒，生活垃圾通過吊臂抓取，投入焚燒爐內(nèi)，與市政污泥協(xié)同焚燒。
垃圾電廠焚燒處理的生活垃圾一般具有非均質(zhì)性，對(duì)生活垃圾和市政污泥均進(jìn)行多點(diǎn)采樣，充分混合。測(cè)試樣品均來自煙氣監(jiān)測(cè)過程中焚燒的生活垃圾和市政污泥，生活垃圾和市政污泥樣品各采集3個(gè)。
在設(shè)施正常焚燒兩天后分別采集生活垃圾單獨(dú)焚燒對(duì)照組（以下簡(jiǎn)稱對(duì)照組），以及5%、10%、15%市政污泥摻燒組煙氣排口的煙氣樣品。為了解污泥摻燒對(duì)煙氣處理設(shè)施處理效果的影響，采集空白組及10%市政污泥摻燒組煙氣進(jìn)口的煙氣樣品。所有樣品采集均進(jìn)行3次平行采樣，并計(jì)算其平均值。
對(duì)市政污泥和生活垃圾，采用《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》及CJ/T221一2005《城市污水處理廠污泥檢驗(yàn)方法》中的常規(guī)分析方法測(cè)定樣品中硫化物、氯化物、氟化物、煙塵、二噁英等污染物的含量，以及樣品的重量、水分、灰分、熱值、揮發(fā)分、元素含量（碳、氫、氧、疏、氮、金屬元素等）。
03
污泥摻燒結(jié)果與討論
市政污泥的特性
經(jīng)過化驗(yàn)市政污泥中的重金屬質(zhì)量比普遍高于生活垃圾。與農(nóng)用污泥污染控制標(biāo)準(zhǔn)限值(GB428一84，土壤pH<6.5)對(duì)比，Cu、Pb、Ni、Cr質(zhì)量比均超出限值，其中Cu和Cd超過標(biāo)準(zhǔn)限值2~4倍。從樣品其他污染物檢測(cè)結(jié)果（表3）可知，市政污泥的氟化物和二噁英顯著高于生活垃圾。
市政污泥工業(yè)分析結(jié)果顯示，市政污泥樣品的灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值是生活垃圾的3倍以上，平均低位熱值較低，為4.08×103kJ/kg,僅為生活垃圾的60.4%，因此生活垃圾摻燒過高比例的市政污泥會(huì)對(duì)焚燒發(fā)熱量產(chǎn)生影響。
元素分析結(jié)果顯示市政污泥中含有較高比例的S和N,而C質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于生活垃圾，因此生活垃圾與市政污泥摻燒有可能會(huì)提高煙氣中二氧化硫及氮氧化物的排放濃度。
對(duì)煙氣中酸性氣體和煙塵排放的影響
對(duì)經(jīng)過煙氣處理設(shè)施的煙氣中幾種常規(guī)污染物進(jìn)行檢測(cè)，在空白組中，NOx質(zhì)量濃度達(dá)122mg/m3,SO2為5mg/m3,HCl與煙塵排放質(zhì)量濃度均約為2mg/m3,。在摻燒試驗(yàn)中，對(duì)比空白組，各摻燒比例下幾種常規(guī)污染物質(zhì)量濃度均有不同程度的增加，但均未超出《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中的限值。在各摻燒比例下，NOx的排放質(zhì)量濃度均較高，摻燒比例為5%時(shí)，NOx質(zhì)量濃度達(dá)216mg/m3。HF、HCl 和煙塵的排放質(zhì)量濃度隨摻燒比例增加變化幅度較小，NOx與SO2的排放質(zhì)量濃度明顯上升，其中SO2在10%的參燒比例下，排放質(zhì)量濃度達(dá)9mg/m3,顯著高于其他兩個(gè)摻燒比例。摻燒試驗(yàn)煙氣中SO2與NOx的增加可能是因?yàn)樯罾鴵交焓姓勰嗪�，S和N元素含量升高。
該焚燒爐的煙氣處理設(shè)施主要包括噴霧塔和布袋除塵器。空白組中除NOx外，煙氣處理設(shè)施對(duì)HF、SO2、HCl和煙塵的去除率均超過96%；摻燒10%的市政污泥后，HF及煙塵的去除效果基本無變化，排口的HCl去除率輕微下降，而SO2及NOx的去除效果受到較大影響，去除率分別下降至71.7%和1.1%，需要在煙氣凈化系統(tǒng)中增加煙氣脫酸、脫氮的物料，以提高設(shè)施對(duì)酸性氣體的排放控制。
對(duì)煙氣中重金屬污染物排放的影響
不同摻燒比例焚燒煙氣中重金屬排放質(zhì)量與未摻燒市政污泥的空白組對(duì)比，在摻燒市政污泥后Cu和Hg的排放質(zhì)量濃度出現(xiàn)明顯下降，其中Cu下降約60%，Hg 至少下降33%。Cr在5%及10%摻燒比例下的排放質(zhì)量濃度低于空白對(duì)照組，在15%的比例下，排放質(zhì)量濃度為34.9μg/m3,比空白組升高7.4%，Cd在各摻燒比例下的排放質(zhì)量濃度均遠(yuǎn)低于控制限值，但二者在不同摻燒比例下的排放質(zhì)量濃度波動(dòng)較大。Pb和Ni的排放質(zhì)量濃度與參燒比例成正比，但在15%的摻燒比例下，重金屬的排放質(zhì)量濃度仍低于《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》限值。有研究表明，焚燒中，重金屬易與Cl生成易揮發(fā)的氯化物在煙氣中排放，而市政污泥的摻入在一定程度上降低了焚燒物整體的Cl含量，這可能是摻燒后部分重金屬排放質(zhì)量濃度下降的原因。
煙氣中的二噁英類污染物
與空白組比較，摻燒市政污泥后，二噁英排放總量有所上升，在摻燒比為15%時(shí)最高為5.7×10-2ng I TEQ/m3對(duì)比空白組13.9×10-5增加了400倍。在本文試驗(yàn)的摻燒比例下，二噁英的排放質(zhì)量濃度均低于《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》限值，為標(biāo)準(zhǔn)的11%~57%。
05
結(jié)語
盡管市政污泥中各類污染物含量普遍高于生活垃圾，但生活垃圾在摻燒5%、10%、15%比例的市政污泥后，各煙氣污染物排放質(zhì)量濃度均低于《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》控制限值，可達(dá)標(biāo)排放。在各摻燒比例下，煙氣中SO2和NOx質(zhì)量濃度有較明顯的升高，部分重金屬如Cu、Hg等排放質(zhì)量濃度有所下降，總二噁英排放質(zhì)量濃度上升，但僅為GB18485一2014限值的11%~57%。
摻燒市政污泥后，煙氣處理設(shè)施對(duì)SO2和NOx的去除效果有較為明顯的下降，但對(duì)重金屬去除效果沒有明顯影響。
文章來源：網(wǎng)絡(luò)
