為促進行業(yè)交流進步，便于行業(yè)同儕互學互促，推動中國環(huán)境產(chǎn)業(yè)轉型升級。E20環(huán)境產(chǎn)業(yè)圈層特推出《水務行業(yè)優(yōu)秀案例匯編》，匯集了近200例案例，涉及村鎮(zhèn)污水治理、工業(yè)廢水治理、工業(yè)園區(qū)廢水治理、水環(huán)境治理、市政污水管網(wǎng)、再生水回用、污泥處理處置等領域。

項目名稱：青島市即墨區(qū)污泥處置中心

推薦單位：北控水務集團有限公司

參與環(huán)節(jié)：勘察設計、施工、運營

項目所在地：山東省青島市即墨區(qū)

項目概況

即墨污泥處置中心項目是由即墨區(qū)住建局承建、由北控水務集團投資建設的PPP項目，采用BOT模式，項目合作期30年。本項目位于即墨區(qū)墨水河西岸，孫家莊東側，總投資13901.18萬元，建設用地面積5376平方米，建筑面積2124平方米，設計處理能力300t/d（按含水率80%計），采用“疊螺濃縮+板框壓濾+熱風干燥+熱解炭化”工藝進行處理，污泥處理后的含水率＜10%，處置后的污泥達到國家相應標準，滿足衛(wèi)生填埋、土地利用、建材制作原料或路基回填等循環(huán)利用要求。本項目于2018年3月開工建設，2019年9月竣工，2020年5月正式投入商業(yè)運營。

示范意義

本項目聚焦當前城市污泥減量、資源化潛力等系列戰(zhàn)略和技術問題，通過產(chǎn)學研合作，聯(lián)合攻關開發(fā)出包括基于污泥可資源化組分控制目標下的調理改性技術、污泥深度脫水固化集成技術、固化污泥三筒回轉干化技術、干化污泥雙筒熱解炭化技術，進而實現(xiàn)了多項技術的集成創(chuàng)新，并對碳渣用途拓展進行了系統(tǒng)化評估，實現(xiàn)了污泥減量化、資源化利用的目的，整體達到國際先進水平，具有廣闊的應用前景。

項目亮點介紹

（1） 實施效果

工藝先進，運行穩(wěn)定：采用中高溫熱解炭化工藝，熱解氣燃燒溫度大于850℃，污染物分解徹底，助力系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。

終產(chǎn)物少，利用范圍廣：污泥減量85%以上，終產(chǎn)物含水率≤1%，污泥中重金屬固化，氮磷鉀等營養(yǎng)物保留在污泥碳中，有利于污泥資源化利用。

綠色低碳，能量自循環(huán)：碳化熱解過程產(chǎn)生的可燃氣燃燒循環(huán)利用，減少能源消耗，一部分有機碳封存在碳渣中，減少溫室氣體排放，助力推動“雙碳”目標實現(xiàn)。

煙氣量少，排放標準高：煙氣排放滿足國家《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2014）及山東省地方標準，排放量僅相當于污泥焚燒的30-40%左右。

無二噁英，環(huán)境更友好：熱解過程無氧，從源頭消除了二噁英產(chǎn)生的條件，污泥車間臭氣協(xié)同燃燒凈化，為環(huán)境友好型污泥處理處置項目。

（2） 社會效益

項目自投運行以來，已累計處理污泥超過10萬噸（按含水率80%計），處理后的污泥重量較之前減少85%以上，節(jié)省垃圾填埋場填埋空間超過5萬立方米。

本項目研究開發(fā)了高效的干化和碳化設備，提出了碳渣資源化評估利用方案，促進了行業(yè)整體技術水平的提升。

（3） 生態(tài)效益

實現(xiàn)了污泥高效減量化。本項目開發(fā)的成套技術實現(xiàn)了城市污泥體積大幅降低，減量化徹底。

實現(xiàn)了污泥的無害化和穩(wěn)定化。本項目開發(fā)的成套技術實現(xiàn)100%殺滅各種有害病原菌，徹底消解難降解類有機污染物質，重金屬存在形態(tài)更加穩(wěn)定，再利用釋放機率小。

實現(xiàn)污泥的資源化。本項目開發(fā)的成套技術使污泥碳化，獲得的污泥生物炭。

項目技術工藝/裝備簡介

（1） 技術工藝/裝備名稱

基于污泥可資源化組分控制目標下的調理改性技術。

固化污泥三筒回轉干化技術。

干化污泥雙筒熱解炭化技術。

碳化產(chǎn)物資源化利用評估。

（2） 工藝/裝備原理

l 基于污泥可資源化組分控制目標下的調理改性技術

本項目所開發(fā)的基于污泥可資源化組分控制目標下的調理改性技術采用復合調理劑的方案，所使用的復合調理劑專門針對后續(xù)碳渣資源化利用而開發(fā)，實際使用時，需分析現(xiàn)場泥質，根據(jù)泥質的不同可靈活調整主要成分比例和投加比例。
 

l 固化污泥三筒回轉干化技術

針對干化系統(tǒng)常見問題，本項目研發(fā)了高效節(jié)能的三筒回轉式干化設備，設備工作原理為:根據(jù)試驗/往期運行經(jīng)驗設置PID控制參數(shù)。啟動燃燒器和第一引風杋,當燃燒器內煙氣溫度大于600℃,出口風斗溫度大于120℃時,開始投料;物料從進料系統(tǒng)進入內筒,與熱煙氣對流換熱快速升溫,使得物料部分表面水蒸發(fā),在揚料板作用下進入蒸發(fā)區(qū)即內筒的后段,被打散裝置進一步破碎、拋灑加速蒸發(fā);物料進入中筒和外筒形成的恒溫干燥區(qū),在低揚程的揚料板作用下,依靠熱氣、筒壁及自身溫度連續(xù)熱交換,物料更加均勻并使溫度保持80℃以上,避免水蒸氣冷凝;物料整體含水率降低至30%以下后經(jīng)岀料端排岀,螺旋輸送設備送至中間保溫料倉;污泥中的水分經(jīng)熱能交換,由液態(tài)轉變?yōu)樗�蒸氣蒸發(fā)出來,與煙氣混合形成廢氣,在熱壓和第二引風機作用下被快速抽出,經(jīng)過除塵器除塵、堿洗塔堿中和、除臭塔除臭后通過排氣筒排放。

l 干化污泥雙筒熱解炭化技術

針對普通外熱滾筒式碳化爐的種種問題，本項目開發(fā)了雙筒熱解炭化技術，其原理為：補充燃料在燃燒爐燃燒產(chǎn)生高溫煙氣進入加熱爐膛,外筒體被加熱爐膛內的高溫煙氣包裏直接加熱,筒體高溫區(qū)溫度達600℃以上,嵌套在外筒內部的內筒受熱升溫,溫度達300℃以上;流動高溫煙氣溫度降低至600℃以下,通過高溫煙氣出口排出送至前端三筒回轉式干化設備,供應干化熱能；干燥段:進入進料倉的干化污泥經(jīng)定量進料閉風器定量控制進入炭化裝置內筒,在內筒揚料板的作用下被揚起、破碎、緩緩前行,與內筒筒壁熱交換后逐步升溫,內部水分不斷氣化解出,基本干燥即含水率5%左右,污泥溫度達到150℃,進入外筒；熱解段:進入外筒的污泥在外筒揚料板的推動下前行,被加熱后快速升溫,溫度達250℃~450℃,發(fā)生熱解反應,不凝性氣體和揮發(fā)組分大量析出；炭化段:污泥繼續(xù)升溫,升溫至450℃~700℃并保持,有機物被進一步熱解,重金屬被固化,生成炭化物；降溫段:外筒內的炭化物離開加熱區(qū),前行中經(jīng)過內筒前端,對內筒前端加熱并部分散熱,溫度降低,經(jīng)閉風岀料口落入水冷螺旋,進一步降溫后送至炭化物儲存?zhèn)}內收集；熱解氣:熱解炭化過程中產(chǎn)生的熱解氣、不凝性氣體及揮發(fā)分進入除塵器凈化后進入燃燒爐,在補充燃料燃燒產(chǎn)生的火焰中被充分燃燒,經(jīng)脫硝處理、調節(jié)溫度后進入加熱爐膛。為降低熱解氣中氮氧化物含量，充分利用熱解氣能量，合理控制高溫煙氣溫度和外加能源的實用。

l 碳化產(chǎn)物資源化利用評估

本項目對具體實施項目中來自城市市政污水處理廠污泥熱解炭化所得的炭渣進行了系統(tǒng)論證。根據(jù)炭渣浸出毒性檢測結果，市政污泥所產(chǎn)炭渣屬于一般工業(yè)固廢。污泥在熱解過程中對重金屬固化有非常好的作用，可以使污泥中的重金屬存在形態(tài)變得更加穩(wěn)定，在后續(xù)利用的時候降低其對環(huán)境的影響風險，污泥中的氮磷鉀等營養(yǎng)元素較好的固定保留在熱解產(chǎn)物中。污泥炭化產(chǎn)生的炭渣利用途徑包括協(xié)同焚燒、制磚、農(nóng)用、林地、園林綠化、土地改良、混合填埋、道路工程、建筑工程等。

（3） 工藝/裝備特點

污泥干化技術采用三筒式結構，延長了污泥運動路徑，增加了污泥與熱煙氣接觸時間，提高了熱效率，減少了外部能量需要。污泥碳化技術采用雙筒結構，實現(xiàn)干燥碳化一體化，可將污泥含水率將至5%，提高碳化效率，自脫硝燃燒系統(tǒng)有效降低氮氧化物生成，爐膛溫度得到有效控制，設備穩(wěn)定性增強。

（4） 工藝/裝備流程圖

（5） 項目部分案列照片