白龙港污泥干化焚烧厂除臭工程设计经验

引言

污泥是污水处理过程必然产生的副产物，聚集了大量的污染物，同时也蕴含着丰富的资源。随着我国城镇化的推进和污水处理设施的完善，我国污水污泥产生量已突破6 000万m³/a（以含水率80%计）。根据调研，目前国内超过半数的污泥处理处置仍以卫生填埋为主，该方式不但消耗大量的土地资源，还会对环境造成二次污染。污泥干化焚烧具有快捷、集中、占地小、污泥减量化、稳定化、无害化等特点，特别适用于土地资源宝贵、经济发展水平较好的城市。上海、南京、成都、香港等地均已建设污泥焚烧处置中心；广州、深圳等地也在规划之中，预计国内以干化焚烧处置污泥的比例将会越来越高。

污水厂处理污水和污泥过程中会释放恶臭污染物到周围空气中形成恶臭气体，而其中污泥处理车间产生的恶臭气体具有恶臭污染物组成复杂、气体浓度变化大等特点，是除臭的重点区域。白龙港污水厂周边居民区较多，之前也因为臭气问题遭到居民投诉，加之上海对于大气环境控制标准的日益严苛，本次污泥干化焚烧项目的除臭设计乃重中之重。

污泥处理设施除臭设计会存在关键臭气散发源分析不足、隔断不到位、恶臭气体收集效率低等问题。本文旨在对污泥储存运输、离心脱水、流化床干化、流化床焚烧设备的臭气源全面分析，通过可靠的物理隔断、送风和吸风对侧布置的除臭管路设计、离子发生器分散布置、四级组合式除臭工艺等设计理念，克服以上问题，为同类污泥干化焚烧项目的除臭设计、建设和运行提供借鉴经验。

一、工程概况

上海市白龙港污水处理厂污泥干化焚烧工程位于白龙港污水处理厂北侧的污泥处理处置预留用地，建设规模为486 t DS/d (2430t/d，含水率为80%) ，包括白龙港污水处理厂448 t DS/d的污泥量和虹桥污水处理厂38 t DS/d的污泥量。工程于2018年3月动工，2020年底完成调试运行。

白龙港污泥干化焚烧厂建成后，为亚洲最大的污泥独立干化焚烧项目，工程分为2个地块，共设置6条污泥干化焚烧生产线。污泥处理处置总体工艺方案采用“现状设施利用+脱水+干化焚烧”，工艺流程图如图1所示。

厂内污泥经现状浓缩和部分经厌氧消化处理后，进入储泥池。污泥浓缩脱水设施采用离心脱水；污泥干化工艺选用流化床干化；污泥焚烧工艺采用鼓泡流化床污泥焚烧炉；焚烧烟气处理达标后排放。本工程接收的外来虹桥厂污泥含水率为30%，进厂前污泥处理采用“机械浓缩+板框低温真空脱水干化”工艺。本工程设置01和02地块，2个地块采用的污泥处理工艺完全相同，主要区别体现在设备处理能力上。01和02地块污泥脱水车间分别设置7台和10台离心脱水机，单台能力相同；污泥干化焚烧车间分别设置2条和4条干化焚烧生产线，单线能力相同；全厂外来脱水污泥接收设置于02地块污泥接收车间。本次除臭工程为该工程的配套系统。
二、除臭设计要点及思路

鉴于本项目较为严格的臭气控制标准、较为分散和复杂的臭气散发源，本工程总体的除臭设计要点及思路如下。

（1）加强臭气散发源的密闭，如储泥池、污水池设置土建盖板加盖，干化载气风机、载气换热器单独布置于独立的小房间内，污泥接收车间设置双重隔断等措施。

（2）以各污泥处理车间作为独立除臭单元，通过加强除臭吸风量以及设置离子风幕门，保证车间大空间微负压状态。

（3）通过送离子新风，一方面即时净化车间空气，另一方面以送风和排风形成对流的形式有效收集臭气。

（4）重点的污泥接收车间以及干化区域钢平台下部辅以植物液喷淋装置加强除臭效果。

（5）干化车间物流大门设置离子风幕机，形成风幕隔断，进一步控制车间臭气外溢。

（6）末端除臭采用“生物滤池+化学洗涤+活性炭吸附”多级工艺，确保恶臭污染物排放浓度满足标准要求，并设置旁路系统，灵活运行。

（7）臭气产生较为严重的设备单独接入除臭风管，包括脱水污泥料仓、半干污泥料仓、离心脱水机等，并在抽风管上增设管道风机，保证臭气的抽取压力。

本工程除臭设计与国外案例相比，首先除臭标准上，上海地标《恶臭（异味）污染物排放标准》（DB 31/1025—2016）已经达到国际水平，涵盖了22种臭气污染物指标，提高了臭气处理的可控性。其次，不同于国外采用单级生物法或者化学除臭，本工程采用先进多级组合式除臭工艺，确保了对不同臭气污染物、外界寒冷气温条件、某级除臭设备检修工况下排放浓度都能够达标。

三、除臭工艺流程

收集的臭气首先进入生物除臭单元，在这里生长着大量的除臭微生物。除臭微生物以臭气成分为食物，通过新陈代谢作用，把臭气成分分解掉，从而使排出的气体基本不臭。除臭微生物产生的代谢产物，通过排水带出系统。在此阶段可以去除大部分硫化氢及其他易生物分解的臭气成分。

生物段后续设置有化学洗涤单元，为了确保处理效果，设置2种药剂：氢氧化钠和次氯酸钠。当进气浓度较高时候，可以通过开启化学洗涤系统的加药装置，进一步提升除臭效率。同时为了确保最终排风口稳定的除臭效果，在化学洗涤除臭之后设置活性炭系统一套，主要起保障作用。当外部条件不利时，可开启活性炭除臭装置，确保组合式除臭设备出口完全达到设计标准。本工程除臭工艺流程图如图2所示。

考虑到臭气源强较高，而排放标准严格，本工程组合式除臭设备共有2种运行工况，一种是生物除臭+化学洗涤，另一种是生物除臭+化学洗涤+活性炭除臭。活性炭除臭装置的开启与否，根据2个参数来判断：①生物除臭设备总进口的硫化氢浓度超过过去24 h质量浓度的2倍以上，或者大于288 mg/m³，此时对应臭气浓度约为30 000；②化学洗涤设备出口的硫化氢质量浓度大于4.33 mg/m³，排气筒出口排放要求不高于5 mg/m³。

四、叠放形式的组合式除臭设备

除臭管路设计

五、结论

本除臭工程为大型污泥干化焚烧项目的配套系统，臭气控制标准需满足《恶臭（异味）污染物排放标准》（DB31/1025-2016）等，是为国内最为严格的标准之一。

除臭设计思路上体现“有效密闭+高效臭气收集率+重点区域针对除臭+强化末端臭气处理”的理念。

除臭工艺选用“离子送风+生物滤池+化学洗涤+活性炭吸附”的四级组合式除臭工艺，同时在重点区域辅以植物液除臭，车间物流大门设置离子风幕，确保除臭效果。

除臭管路设计上，采用送风和吸风对侧布置方式，使得气体在车间内形成对流，从而完成高效的臭气收集；同时采用不同于传统的离子发生器布置方式提高送离子新风效率；BIM设计软件的介入也解决了管路设计中的碰撞问题。

有效的臭气密闭和收集以及多级臭气处理工艺的选用，能够满足较为严格的臭气排放控制标准，做到稳定达标。