污泥焚燒的話題這兩年一直很熱，支持者和反對(duì)者似乎都有充足的理由。

　　反對(duì)者最早擔(dān)心二噁英的，隨著科普的增多，實(shí)際運(yùn)行的污泥焚燒廠實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的公布，逐漸打消了很多人關(guān)于二噁英的擔(dān)憂。

　　目前聽到的很多是關(guān)于污泥焚燒后重金屬的排放，擔(dān)心重金屬進(jìn)入環(huán)境后影響公眾健康。尤其是對(duì)汞的擔(dān)憂更為嚴(yán)重，因?yàn)楣姆悬c(diǎn)相比其他的重金屬較低，通常的煙氣處理設(shè)施，對(duì)汞的去除效率也相對(duì)較低。

　　理由之一是美國(guó)的污泥焚燒因?yàn)闊煔馀欧艠?biāo)準(zhǔn)升級(jí)，對(duì)汞的限制更加嚴(yán)格，導(dǎo)致很多污泥焚燒廠無法滿足新排放標(biāo)準(zhǔn)。更有玄乎的傳言：美國(guó)沒有一個(gè)污泥焚燒廠能達(dá)到新的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)...

　　咱們用事實(shí)說話！

　　1. 美國(guó)污泥焚燒新標(biāo)準(zhǔn)

　　2011年3月21日，美國(guó)EPA出臺(tái)了針對(duì)污泥焚燒煙氣排放的新標(biāo)準(zhǔn)（Title 40 Code of Federal Regulations (CFR) Part 60 – Standards of Performance for New Stationary Sources and Emissions Guidelines for Existing Sources: Sewage Sludge Incineration Units; Final Rule），要求所有的已建成的污泥焚燒廠和新建焚燒廠執(zhí)行新的排放限值。新標(biāo)準(zhǔn)將于2016年3月21日正式生效。屆時(shí)，除非項(xiàng)目所在州有提前批準(zhǔn)的州計(jì)劃，其余所有的污泥焚燒廠，都將按照新的排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)不同的污泥焚燒爐執(zhí)行不同的排放限值，主要是多膛爐和流化床焚燒爐兩種類型。MHI：多膛爐；FBI：流化床焚燒爐

　　對(duì)流化床焚燒爐來說，新標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)已建成項(xiàng)目和新建項(xiàng)目的排放要求也不一樣。以汞為例，已建成項(xiàng)目的新排放標(biāo)準(zhǔn)為0.037mg/dscm，新建項(xiàng)目的新排放限值更嚴(yán)，為0.001mg/dscm。

　　相比而言，流化床焚燒爐執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)比多膛爐執(zhí)行更加嚴(yán)格的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)。主要是多膛爐燃燒污泥，空氣過量系數(shù)更大，同樣的污泥量，若采用多膛爐焚燒后煙氣量更大，如果執(zhí)行同樣嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，則煙氣處理費(fèi)用非常高。

　　現(xiàn)在主流的污泥焚燒多采用流化床焚燒爐，主要是其空氣過量系數(shù)小，煙氣處理費(fèi)用較低。

　　1. Southerly污水處理

　　Southerly污水廠最早于1967年8月14日投入運(yùn)行，是俄亥俄州東北部地區(qū)（NEORSD）的三個(gè)污水處理廠中最大的一個(gè)。目前平均日處理量125MGD（約為47萬(wàn)噸/天），峰值處理能力400MGD（約為150萬(wàn)噸/天），另外該污水廠還可以通過一級(jí)處理單元處理多達(dá)335 MGD（126.8萬(wàn)噸/天）的雨水。

　　處理工藝：一級(jí)曝氣系統(tǒng)——活性污泥

　　旱季時(shí)兩級(jí)工藝串聯(lián)使用，但是若一級(jí)系統(tǒng)處理達(dá)到最大負(fù)荷400MGD時(shí)，多余的來水直接進(jìn)入二級(jí)單元進(jìn)行處理。

　　初沉池污泥經(jīng)重力濃縮為含固率47%的污泥，二沉池的剩余污泥也送至重力帶式濃縮機(jī)濃縮為含固率5-7%的污泥。

　　濃縮后的初沉污泥直接送進(jìn)1個(gè)污泥存儲(chǔ)池，濃縮后的剩余污泥被送進(jìn)另外5個(gè)污泥存儲(chǔ)池。兩種污泥同時(shí)送至脫水機(jī)房進(jìn)行脫水。

　　脫水設(shè)備共有9臺(tái)離心脫水機(jī)，脫水后直接送至3個(gè)脫水污泥收集池（三臺(tái)離心機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)脫水污泥收集池），然后通過6臺(tái)柱塞泵（每個(gè)脫水污泥收集池對(duì)應(yīng)2臺(tái)）直接送進(jìn)3個(gè)流化床焚燒爐中進(jìn)行焚燒（每臺(tái)處理能力100噸干泥/天）。

　　2. Southerly污泥焚燒

　　Southerly污泥焚燒廠，最早采用多膛爐焚燒污泥，在2009年開始，計(jì)劃用3臺(tái)循環(huán)流化床焚燒爐取代了原有的4臺(tái)多膛爐焚燒爐，以提高焚燒效率和降低成本。

　　處理流程包括：流化床焚燒爐——一級(jí)換熱器（用于加熱余熱流化風(fēng)、余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽）——二級(jí)預(yù)熱器（用于煙氣控制、飛灰處理、輔助系統(tǒng)、發(fā)電裝置等）——煙氣處理系統(tǒng)。

　　該污泥焚燒廠，采用蘇伊士的Thermylis流化床焚燒爐，直接焚燒脫水污泥（72%含水率），無需輔助染料助燃，每年可通過余熱回收發(fā)電1.2MW。

　　污泥焚燒工藝流程大致如下：

　　2014年的煙氣排放檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，煙氣中的污染物主要是汞和SO2無法滿足2016年生效的新標(biāo)準(zhǔn)排放限值，以下每個(gè)數(shù)據(jù)都是三次測(cè)試的平均值：

　　從2011年1月至2014年6月收集數(shù)據(jù)看，污泥中的重金屬汞的平均含量為0.57mg Hg/kg 干泥，最大為0.99mg Hg/kg干泥，標(biāo)準(zhǔn)方差為0.14mg Hg/kg干泥。

　　根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)，污泥經(jīng)流化床焚燒爐焚燒，經(jīng)原有煙氣處理系統(tǒng)處理后，煙氣中的汞含量見下圖（已折算為含氧量7%的標(biāo)態(tài)），與新標(biāo)準(zhǔn)要求仍有一定差距：

　　如果不增加側(cè)重于汞去除的強(qiáng)化排放控制措施，在2016年3月新排放標(biāo)準(zhǔn)生效之后，污泥焚燒廠很可能因無法滿足新標(biāo)準(zhǔn)而喪失焚燒污泥的許可證。一旦這樣，污水廠將需要重新制定相關(guān)計(jì)劃，以便將污泥送去填埋。污水廠主管單位認(rèn)為填埋不僅成本高昂且不可持續(xù)。因此對(duì)煙氣處理系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)成為了比較可行的方案。

　　3. 重金屬汞的控制

　　煙氣檢測(cè)的數(shù)據(jù)顯示，除了重金屬汞和SO2外，重金屬鎘Cd也有個(gè)別的處理線在個(gè)別時(shí)間少量超標(biāo)。SO2和重金屬鎘主要通過濕式洗滌塔的改進(jìn)進(jìn)行解決，本文不做詳細(xì)介紹。

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　　汞的來源

　　污泥焚燒的煙氣中的汞來自污水處理，大多數(shù)重金屬可通過飛灰的去除、以及濕式洗滌和其他的單元中去除，重金屬汞則可通過以下三種形式存在于焚燒過程中。

　　顆粒汞：飛灰和顆粒物質(zhì)中夾雜著汞?？偣倪@一部分在濕式洗滌器中被除去，并與其他金屬和顆粒一起被送到飛灰儲(chǔ)罐。總汞中只有很小的一部分以這種形式存在。

　　元素汞：汞通過燃燒變成揮發(fā)態(tài)。由于氣態(tài)元素汞在后續(xù)煙氣處理過程中冷卻，它可能與煙氣中的其他成分發(fā)生反應(yīng)，形成氧化氣態(tài)汞。這種形式的汞可溶于水，在濕式洗滌器中可以去除一部分。

　　氧化氣態(tài)汞：被廢氣成分氧化的單質(zhì)汞，如鹵素(氯、氟和溴)；硫的氧化物（二氧化硫和三氧化硫）；以及氮（二氧化氮）。

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　　常見汞去除技術(shù)

　　在大多數(shù)污水處理廠，只有一小部分元素汞被氧化。因此在焚燒過程中排放的汞中，有一部分仍以元素形式存在。盡管濕式洗滌可以捕獲一部分氧化汞，但該工藝對(duì)汞的去除效率仍較低。

　　目前用于汞去除的成熟技術(shù)包括干法的粉末活性炭(PAC)噴射技術(shù)，和濕法的固定床顆粒活性炭(GAC)吸附技術(shù)。

編輯：王媛媛