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摘 要：经过污水处理而产生的污泥，含有大量的重金属和有害物质，我国现在污水厂每天会产生大量的污泥，传统的卫生填埋方法已经不能满足现在对污泥处理的要求，而污泥通过循环流化床干化焚烧是国内外解决这一问题的有效途径，文章阐述了国内外循环流化床焚烧污泥技术的发展现状。
关键词：污泥；干化；焚烧；循环流化床
中图分类号：X7 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）8-0005-02
进年来，我国的环境污染问题日益严峻，极大的影响了我国的经济发展。针对这一情况，2011年12月20日，国务院印发《国家环境保护“十二五”规划》，明确提出“保护环境是我国的基本国策”。而在多种污染源中，城市污水的排放污染成为城市环境污染的主要来源。
污泥处理在2011年持续走热，形成了新的产业热点。现在全国各地污水处理效率不断提高，意味着伴随污水处理而产生的污泥量也大大增加。
1 污水厂处置污泥概况
过去五年间，中国的污水处理建设脚步加大，污水处理能力大幅度提升；截至2011年底，全国市、县累计建成城镇污水处理厂3138座，污水处理能力已近1.39亿 m3/日，运行负荷率达到80.5%。预计到2015，城镇污水处理能力将达到2亿 m3/日。
如图1所示，全国的污水污泥处理厂的规模逐渐增大，但增长速度逐渐放缓，由于污泥是伴随污水处理而产生的，意味着污泥量会大大提高；根据图表数据我们可以估算出全国每年污水处理厂所产生的含水率80%污泥（以下简称湿污泥）量会达到大约2 180万 t，也就是说每天都会有将近6万 t的污泥产生；根据中国水网于2012年9月份推出的《中国污泥处理处置市场分析报告（2012版）》调研数据显示，每处理万吨污水平均产生5.6 t的湿污泥。和预测结果基本符合。根据这个趋势，可以算出到2015年，全年各城市污水处理厂产生湿污泥的量约3 229万 t，每天产生湿污泥约8.8万 t。
如此巨大的污泥产生量如不合理的处置和处理，会对我国的环境造成严重的污染。在《城镇污水处理厂污染物排放标准》中要求，城镇污水处理厂的污泥应进行稳定化处理；环保部于2010年11月发布《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》（环办[2010]157号）文件，在第二条里要求要“加快污泥处理设施建设。污泥处理处置应遵循减量化、稳定化、无害化的原则。”
根据这一规定要求各地环境保护部门对市政污泥要做好统一的处理及防治的规划，在处理污泥之前要建立对污泥统一的监测体系，还要建立整个防治体系。要对污泥的运输和处理等各方面，做好过程控制，要加强监督，严禁出现随意处置和任意倾倒的现象。
2 污泥处理方法
污泥处理（sludge treatment）就是对污泥进行浓缩、调治、脱水、稳定、干化或焚烧的加工过程（百度名词）。国内外现有的处理处置手段主要包括卫生填埋、焚烧、堆肥处理、土地利用等。对于污泥的处置路线如图2所示，现在我国针对污泥的主要处置路线还是卫生填埋，从而找到合理利用土地资源的处理路径，但是污泥中含有的大量有害物质（重金属和细菌等）会二次污染土地。随着科学技术的发展，国际上针对污泥的处置有了更加合理的处理方式，从而实现污泥处置的无害化和资源化利用。污泥干化焚烧技术是现在处理污泥的一种较为有效的方法之一。
3 循环流化床焚烧污泥技术
循环流化床焚烧技术利用流化床可以燃烧劣质煤，同时还可取得较好发热量这一特性，将热值较高的污泥送入燃烧室直接燃烧或与煤掺烧；如采用循环流化床锅炉燃烧不但能将污泥有机物完全碳化，同时还可以将污泥中的细菌全部杀死，当温度达到850 ℃以上时可有效地控制二噁英等有害气体的产生。燃烧后还可以将炉渣用于水泥填料、制砖和修路等。这项技术对于人口密度较大又没有足够的土地进行填埋和土地利用处理的大城市，是很值得推广的一种处理方法。
3.1 国外流化床焚烧污泥技术的发展现状
20世纪60年代流化床焚烧炉在欧洲建成，美国和日本在70年代出现了流化床焚烧炉，世界上第1台焚烧污泥的流化床锅炉在1962年建于美国Lynnword Washington，至今仍在运行；目前，污泥焚烧是欧洲很多国家污泥处置的主要方法。在亚洲韩国、日本以及一些东南亚国家焚烧工艺也成为污泥处理的主要工艺，如日本在20世纪90年代利用流化床焚烧炉处理了全国约70%的市政污泥；泰国也正在建设东南亚最大的污泥焚烧设备。
主要用于焚烧的流化床形式有：
内旋流流化床（ICFB，inner circulating fluidized bed）；
鼓泡流化床（BFB，bubbling fluidized bed）
循环流化床（CFB，circulating fluidized bed）
美国多采用CFB焚烧炉，污泥处理能力约在10～25 t/h；日本采用BFB焚烧炉，污泥处理能力基本小于4 t/h，焚烧能力一般；目前在欧洲，流化床焚烧炉占据了超过90%的市场份额。这意味着流化床焚烧污泥工艺在欧美等发达国家已经相当普及，在处理污泥方面焚烧技术占据的比重也越来越大。
在众多的流化床焚烧设备中，循环流化床技术以其燃烧的高效率和燃烧时由于燃烧充分可以能较好的控制污染的排放等优点；逐渐成为污泥焚烧技术的首选设备。美国一些大公司，如FW公司（Foster Wheeler Power Corporation）和B&W公司（Babcock&Wilcox Power Corporation）逐渐发展循环流化床焚烧技术。FW公司应用CFB焚烧技术在伊利诺斯州Robbins村建成了一座废物综合焚烧处理厂，该厂于1997年1月建成并投入运行，处理能力为1 000 tMSW/d。 现在较常用的流化床焚烧炉一般采用鼓泡流化床和循环流化床；根据加拿大麦吉尔大学（McGill University）以及加拿大能源与矿物研究中心碳化燃烧研究室[ix]对污泥在鼓泡流化床和循环流化床焚烧进行了能量回收和排污分析，结果表明循环流化床不但能较好的实现能量回收和满足北美对于烟气排放的要求，提高了污泥的利用率同时实现了环境的保护。
3.2 国内流化床焚烧污泥技术的发展现状
我国对于流化床焚烧炉的研究起步比较晚，20世纪60年代才刚开始流化床燃煤技术的研究，到了80年代越来越多的国内研究机构加大了对流化床焚烧技术的科研力度，同时国家相关部门也相当关注此项目，为此国家也有专门的经费支持和鼓励这一新技术；目前我国已在流化床焚烧技术研究和设备研制方面有了较多的经验积累和科研能力。
通过前面污泥处理方面的叙述可知，目前我国的污泥处理研究还是放在污泥填埋和土地利用方面，这种处理污泥方式虽有很多优点，但总的来说对无法充分利用和处理污泥，会造成很大的能源浪费。污泥的焚烧技术不但要求设备投入资金大，设备及工艺结构复杂，对于技术工人的技能要求较高，目前在污泥焚烧技术领域有突出理论研究工程实际的单位主要有中科院、浙江大学、清华大学和华中理工大学等研究机构。
浙江大学热能所在用异重流化床燃用洗煤泥的基础上，从1992年首先开始在国内系统地开展了污泥流化床焚烧技术的研究，取得巨大成功。
2001年，丁奉华在清华大学攻读硕士期间，针对北京的市政污泥处理开展了相关的研究，这一研究涉及污泥的焚烧技术和污泥的燃烧特性方面的研究，对于污泥焚烧时可能造成的污染提出了相应的预防措施，由于污泥中含有一定的重金属，在研究中通过对污泥焚烧前和焚烧后污泥中金属含量的测定，提出了重金属的迁移特性。
作为“水污染治理专项”的太湖流域，江苏省内常州、无锡两地利用热电厂循环流化床锅炉进行污泥焚烧试验取得成功，为城市污水处理厂的污泥无害化处置开辟一条新途径。根据污泥的特性和循环流化床锅炉燃烧特点，将污泥通过专门的设备和系统直接送入循环流化床锅炉进行焚烧，在技术上是可行的。
参考文献：
[1] 傅涛，肖琼，成杨.污泥处置市场困惑与徘徊[EB/OL].http：//news.solidwaste.com.cn/view/id_43551，2012-11-19.
[2] GB 18918-2002，城镇污水处理厂污染物排放标准[S].
[3] 李军，李援.流化床焚烧炉污泥焚烧工艺特性研究[J].环境工程，2004，（3）.
[4] Gillian H S，Sludeg Disposal. The future of high-tech sludge incineration[J].Waster Management，1999，（3）.
[[5] 冯俊凯，岳光溪，吕俊复.循环流化床锅炉[M].北京：中国电力出版社，2003.
[6] Ann Ches，Nut Hashbach. Putting Sludge to work[J].Pollution Engineering，1991，（12）.
[7] Lowe Poul et al. Revival of incineration in the UK[J].Water Sci.Techol，1990，（23）.
[8] Janust. A. Kozinski et al.Combustion of Sludge Waste in FBC distribution of metals and particle sizes.Proc.of13 Inter[J].Conf. on FBC ASME，1995，（10）.
[9] E.J.Anthony et al. The Technical Environmental and Econo-
mic feasibility of Recovering Energy[J].Conf.on FBC ASME，1993，（13）.
[10] 曾庭华.污泥在流化床中的焚烧特性研究[A].中国工程热物
理年会燃烧学术会议论文集Ⅲ[C].1995.
[11] 丁奉华.城市污水污泥的焚烧研究[D].北京：清华大学，2001.
[12] 姬鹏.市政污泥流化床焚烧实验研究[D].上海：上海交通大学，2009.
关键词：污泥；干化；焚烧；循环流化床
中图分类号：X7 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）8-0005-02
进年来，我国的环境污染问题日益严峻，极大的影响了我国的经济发展。针对这一情况，2011年12月20日，国务院印发《国家环境保护“十二五”规划》，明确提出“保护环境是我国的基本国策”。而在多种污染源中，城市污水的排放污染成为城市环境污染的主要来源。
污泥处理在2011年持续走热，形成了新的产业热点。现在全国各地污水处理效率不断提高，意味着伴随污水处理而产生的污泥量也大大增加。
1 污水厂处置污泥概况
过去五年间，中国的污水处理建设脚步加大，污水处理能力大幅度提升；截至2011年底，全国市、县累计建成城镇污水处理厂3138座，污水处理能力已近1.39亿 m3/日，运行负荷率达到80.5%。预计到2015，城镇污水处理能力将达到2亿 m3/日。
如图1所示，全国的污水污泥处理厂的规模逐渐增大，但增长速度逐渐放缓，由于污泥是伴随污水处理而产生的，意味着污泥量会大大提高；根据图表数据我们可以估算出全国每年污水处理厂所产生的含水率80%污泥（以下简称湿污泥）量会达到大约2 180万 t，也就是说每天都会有将近6万 t的污泥产生；根据中国水网于2012年9月份推出的《中国污泥处理处置市场分析报告（2012版）》调研数据显示，每处理万吨污水平均产生5.6 t的湿污泥。和预测结果基本符合。根据这个趋势，可以算出到2015年，全年各城市污水处理厂产生湿污泥的量约3 229万 t，每天产生湿污泥约8.8万 t。
如此巨大的污泥产生量如不合理的处置和处理，会对我国的环境造成严重的污染。在《城镇污水处理厂污染物排放标准》中要求，城镇污水处理厂的污泥应进行稳定化处理；环保部于2010年11月发布《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》（环办[2010]157号）文件，在第二条里要求要“加快污泥处理设施建设。污泥处理处置应遵循减量化、稳定化、无害化的原则。”
根据这一规定要求各地环境保护部门对市政污泥要做好统一的处理及防治的规划，在处理污泥之前要建立对污泥统一的监测体系，还要建立整个防治体系。要对污泥的运输和处理等各方面，做好过程控制，要加强监督，严禁出现随意处置和任意倾倒的现象。
2 污泥处理方法
污泥处理（sludge treatment）就是对污泥进行浓缩、调治、脱水、稳定、干化或焚烧的加工过程（百度名词）。国内外现有的处理处置手段主要包括卫生填埋、焚烧、堆肥处理、土地利用等。对于污泥的处置路线如图2所示，现在我国针对污泥的主要处置路线还是卫生填埋，从而找到合理利用土地资源的处理路径，但是污泥中含有的大量有害物质（重金属和细菌等）会二次污染土地。随着科学技术的发展，国际上针对污泥的处置有了更加合理的处理方式，从而实现污泥处置的无害化和资源化利用。污泥干化焚烧技术是现在处理污泥的一种较为有效的方法之一。
3 循环流化床焚烧污泥技术
循环流化床焚烧技术利用流化床可以燃烧劣质煤，同时还可取得较好发热量这一特性，将热值较高的污泥送入燃烧室直接燃烧或与煤掺烧；如采用循环流化床锅炉燃烧不但能将污泥有机物完全碳化，同时还可以将污泥中的细菌全部杀死，当温度达到850 ℃以上时可有效地控制二噁英等有害气体的产生。燃烧后还可以将炉渣用于水泥填料、制砖和修路等。这项技术对于人口密度较大又没有足够的土地进行填埋和土地利用处理的大城市，是很值得推广的一种处理方法。
3.1 国外流化床焚烧污泥技术的发展现状
20世纪60年代流化床焚烧炉在欧洲建成，美国和日本在70年代出现了流化床焚烧炉，世界上第1台焚烧污泥的流化床锅炉在1962年建于美国Lynnword Washington，至今仍在运行；目前，污泥焚烧是欧洲很多国家污泥处置的主要方法。在亚洲韩国、日本以及一些东南亚国家焚烧工艺也成为污泥处理的主要工艺，如日本在20世纪90年代利用流化床焚烧炉处理了全国约70%的市政污泥；泰国也正在建设东南亚最大的污泥焚烧设备。
主要用于焚烧的流化床形式有：
内旋流流化床（ICFB，inner circulating fluidized bed）；
鼓泡流化床（BFB，bubbling fluidized bed）
循环流化床（CFB，circulating fluidized bed）
美国多采用CFB焚烧炉，污泥处理能力约在10～25 t/h；日本采用BFB焚烧炉，污泥处理能力基本小于4 t/h，焚烧能力一般；目前在欧洲，流化床焚烧炉占据了超过90%的市场份额。这意味着流化床焚烧污泥工艺在欧美等发达国家已经相当普及，在处理污泥方面焚烧技术占据的比重也越来越大。
在众多的流化床焚烧设备中，循环流化床技术以其燃烧的高效率和燃烧时由于燃烧充分可以能较好的控制污染的排放等优点；逐渐成为污泥焚烧技术的首选设备。美国一些大公司，如FW公司（Foster Wheeler Power Corporation）和B&W公司（Babcock&Wilcox Power Corporation）逐渐发展循环流化床焚烧技术。FW公司应用CFB焚烧技术在伊利诺斯州Robbins村建成了一座废物综合焚烧处理厂，该厂于1997年1月建成并投入运行，处理能力为1 000 tMSW/d。 现在较常用的流化床焚烧炉一般采用鼓泡流化床和循环流化床；根据加拿大麦吉尔大学（McGill University）以及加拿大能源与矿物研究中心碳化燃烧研究室[ix]对污泥在鼓泡流化床和循环流化床焚烧进行了能量回收和排污分析，结果表明循环流化床不但能较好的实现能量回收和满足北美对于烟气排放的要求，提高了污泥的利用率同时实现了环境的保护。
3.2 国内流化床焚烧污泥技术的发展现状
我国对于流化床焚烧炉的研究起步比较晚，20世纪60年代才刚开始流化床燃煤技术的研究，到了80年代越来越多的国内研究机构加大了对流化床焚烧技术的科研力度，同时国家相关部门也相当关注此项目，为此国家也有专门的经费支持和鼓励这一新技术；目前我国已在流化床焚烧技术研究和设备研制方面有了较多的经验积累和科研能力。
通过前面污泥处理方面的叙述可知，目前我国的污泥处理研究还是放在污泥填埋和土地利用方面，这种处理污泥方式虽有很多优点，但总的来说对无法充分利用和处理污泥，会造成很大的能源浪费。污泥的焚烧技术不但要求设备投入资金大，设备及工艺结构复杂，对于技术工人的技能要求较高，目前在污泥焚烧技术领域有突出理论研究工程实际的单位主要有中科院、浙江大学、清华大学和华中理工大学等研究机构。
浙江大学热能所在用异重流化床燃用洗煤泥的基础上，从1992年首先开始在国内系统地开展了污泥流化床焚烧技术的研究，取得巨大成功。
2001年，丁奉华在清华大学攻读硕士期间，针对北京的市政污泥处理开展了相关的研究，这一研究涉及污泥的焚烧技术和污泥的燃烧特性方面的研究，对于污泥焚烧时可能造成的污染提出了相应的预防措施，由于污泥中含有一定的重金属，在研究中通过对污泥焚烧前和焚烧后污泥中金属含量的测定，提出了重金属的迁移特性。
作为“水污染治理专项”的太湖流域，江苏省内常州、无锡两地利用热电厂循环流化床锅炉进行污泥焚烧试验取得成功，为城市污水处理厂的污泥无害化处置开辟一条新途径。根据污泥的特性和循环流化床锅炉燃烧特点，将污泥通过专门的设备和系统直接送入循环流化床锅炉进行焚烧，在技术上是可行的。
参考文献：
[1] 傅涛，肖琼，成杨.污泥处置市场困惑与徘徊[EB/OL].http：//news.solidwaste.com.cn/view/id_43551，2012-11-19.
[2] GB 18918-2002，城镇污水处理厂污染物排放标准[S].
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[4] Gillian H S，Sludeg Disposal. The future of high-tech sludge incineration[J].Waster Management，1999，（3）.
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