某炼化企业污水处理场在运行过程中产生大量的污泥：生化剩余污泥、油泥及浮渣。该污水场将污泥混合后只进行了离心脱水处理，脱水后污泥外委处置，由于外委处置费用高，且当地的有资质的危废处置单位能力有限，因此必须要进行污泥减量化处理。

本文考察了国内几家炼厂的污泥处理与处置案例，比较了污泥减量化处理技术，通过现场试验并结合以往的工程设计经验。设计了污泥干燥-焚烧一体化处理技术对该企业的污泥进行处理，以此达到污泥的减量化要求。

1 污泥的来源及污泥量

该炼化企业污水场的污泥主要有三种：含油污泥（来源于调节除油罐和隔油池），占总污泥产生量的5%；浮渣（来源于气浮），占总污泥产生量的55%；剩余污泥（来源于生化系统），占总污泥产生量的40%。

三种污泥混合后，经离心脱水机脱水，脱水污泥的含水率≤85%，含油量为5%～8%，脱水污泥的总量为3000吨/年。

2 污泥的组分和性质

2.1 剩余污泥

含有大量的生物絮团，少量的油，可挥发性固体含量占总固体含量的80%以上。含水率高，比重较小（约为1.006～1.02）。

2.2 浮渣

主要成分为油粒、泥、渣、灰等，含有较多油类、化学药剂和大量气泡。含水率高、粘性大，属于危险废弃物。

2.3 油泥

主要成分为比重较大的重油、悬浮物等。含油量高、粘性大，属于危险废弃物。

3 脱水污泥减量化技术

目前，国内炼化企业污水场脱水污泥的减量化技术主要有污泥干化、污泥焚烧等。

3.1 污泥干化

常用的污泥干化设备主要有薄层干化机、带式干化机、真空圆盘干化机、低温真空脱水干化机、旋风干燥机等。

3.2 污泥焚烧

目前，主流的污泥焚烧设备主要有流化床和回转窑。

4 工艺选择

通过比较污泥干化和污泥焚烧工艺，调研了正在运行的国内若干家炼化企业的实际工程案例：常用的污泥干化设备不适用于干化含油量（＞3%）较高的污泥，炼化企业的混合污泥及油泥浮渣的含油量均高于3%，因此尚未有干化混合污泥和油泥浮渣的工程案例，只是对剩余污泥进行干化。

目前，绝大多数炼化企业的混合污泥及油泥浮渣均通过脱水后外委，极少部分企业进行了焚烧。

本项目的混合污泥中含油量超过了3%，因此不能采用常规的干化工艺。

经过实地考察天津某地一种用于处理市政脱水污泥的干燥-焚烧一体化设备，并利用该设备进行了含油污泥的处理实验，实验结果显示：设备的安全性及处理效果均优良，本项目采用污泥干燥-焚烧一体化工艺进行设计，并对原设备进行了部分优化和调整。

5 工艺设计

5.1 工艺介绍

污泥干燥-焚烧一体化工艺与常规的污泥干化+焚烧在设备形式上是有区别的，常规的污泥干化焚烧是分别设置污泥干化设备和污泥焚烧设备，将污泥先干化，再进焚烧炉焚烧。污泥干燥-焚烧一体化则是巧妙的将干燥与焚烧结合，设计成一体，在干燥段采用特殊设计的喷嘴将进料污泥进行雾化干燥。

在污泥干燥-焚烧一体化炉内完成污泥的焚烧、烟气二次燃烧和污泥一次干燥。该设备自下而上分为流化焚烧段、烟气二燃段和喷雾干燥段。

在焚烧段采用流化床炉焚烧工艺完成污泥颗粒的焚烧，焚烧温度大于850℃。

在二燃室采用天然气助燃，实现烟气1100℃，停留时间大于2s的二次燃烧。燃烧充分，并有效分解二恶英等有害物质。

直接利用污泥焚烧产生的高温烟气作为热介质，采用“喷雾干燥工艺”的干燥方式完成污泥的一次干燥，将泥雾干燥成含水率约30%的半干污泥微粒，连同余热烟气和蒸汽一起从干燥塔塔顶排出，进入二级喷雾干燥塔。与该塔入口气流雾化器喷射的高湿泥雾混合干燥，干燥后的污泥含水率为40%～50%，经过造粒后进入振动干燥机进一步干燥至含水率约20%，输送到焚烧炉进行焚烧。

5.2 工艺参数

干燥处理能力：含水率85%的脱水污泥≥2000kg/h。

污泥焚烧能力：含水率20%的干化污泥≥400kg/h。

污泥（炉膛）焚烧温度：≥850℃。

烟气（二燃室）焚烧温度：≥1100℃；停留时间≥2s。

燃烬率：≥98%。

生产负荷率：60%～100%。

尾气处理量：≥8000m³/h。

占地面积约600㎡。

5.3 工艺安全性

（1）二恶英的控制

①污泥及烟气焚烧满足“3T”要求，可以使大部分二恶英高温分解。

②高湿污泥喷雾干燥的同时可以使烟气温度从1100℃骤降至250℃以下，避开了300～500℃的温度环境，可有效防止二恶英的合成。

③二级污泥喷雾干燥、活性炭、袋式除尘等工艺，能有效地吸附烟气中的飞灰和二恶英。

（2）重金属的控制

重金属污染物在焚烧过程中被蒸发。熔点高的重金属随温度降低会凝结成粒状物而被捕集。熔点低的重金属会在飞灰表面催化作用下，形成熔点温度较高且较易凝结的氧化物或氯化物，特别是汞和镉大部分吸附在飞灰颗粒上而被捕集下来。必要时，向布袋除尘器捕集的粉尘中加入螯合剂，使其中的重金属在焚烧时进入螯合态，进入污泥残渣。

（3）粉尘及挥发性气体混合爆炸控制

采用并流式污泥喷雾干燥技术，可以有效地防止爆炸的风险：高温烟气与雾化污泥同向（并流）进入喷雾干燥塔并混合，使高温烟气处于高湿的污泥雾滴包围中得到极速蒸发降温；在污泥雾滴被蒸发干燥成半干颗粒时，烟气温度已经下降至250℃以下；烟气自身的含氧量较低（通常＜12%）；系统运行始终处于引风机抽风形成的快速气流流通状态。由此形成低含氧量、高湿、温度骤降、快速流通的环境，有效地降低了爆炸的风险。

将污泥焚烧炉与喷雾干燥塔一体化设计，构成在持续明火中的污泥喷雾干燥，更能防止粉尘和有机挥发性气体混合爆炸的风险。

在喷雾干燥塔、振动干燥床设置应急水喷淋装置。当污泥雾化喷嘴发生堵塞等故障时，系统自动切换至水喷淋，以降低烟气温度，防止自燃和粉尘爆炸的发生。

6 结束语

本项目设计的污泥干燥-焚烧一体化技术，设备结构紧凑，占地面积小，干燥、焚烧效果好，外加辅助燃料少，污泥焚烧彻底，减量化效果显著，工艺安全性较高。

本项目总投资约1900万元，远低于传统的污泥干化+污泥焚烧工艺（约4000万元）。

该工艺的运行废液约900元/t脱水污泥，低于传统的污泥干化+污泥焚烧工艺（约1800元/t污泥）。