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为了建造南亚最大的污水处理厂,中国亮出了先进的环保“王炸”技术装备
2023年08月02日
近日,南亚地区迄今为止最大单体的污水处理厂——达舍尔甘地污水处理厂项目正式竣工。孟加拉国总理哈西娜、中国大使姚文等出席在在首都达卡举行的典礼仪式,并给予该项目高度评价:


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来源/央视新闻

“这座由中国企业采用中国的设计方案、使用中国的技术和设备建成的污水处理厂投入运营之后,让周边500多万孟加拉国民众受益。”


“孟加拉国污水治理的总体规划始于达舍尔甘地污水处理厂项目,未来还有更多的项目将由中国政府、中国企业推动并合作实施。”


创造多个环保纪录
达舍尔甘地污水处理厂


孟加拉国位于南亚东部,其国土面积只有小小的14万平方公里(和古巴差不多),但却拥有近1.8亿的人口(古巴的18倍),是世界上人口密度最高的国家之一(我国的8.5倍)。


众多的人口,消耗了太多的资源,使得孟加拉国一直以来难以发展,人均月收入仅为1100元人民币。


同时,高密度的人口也使得孟加拉国面临着严重的水污染


据悉,由于国家没有完善的污水管网,孟加拉大部分城市河道处于黑臭的状态,生活污水直接排入地表水体的现象极为严重。就连国家首都达卡,此前也仅有一座设计规模12万吨/天、采用氧化塘处理工艺的污水处理厂(80年代由日本援建)。


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来源/央视新闻

由此,你大概也能想到,达舍尔甘地污水处理厂的建成使用,对于孟加拉国污水治理意义深远,它既是里程碑,也是新起点。


据悉,达舍尔甘地污水处理厂项目建设主要包括规模为50万吨/天的污水处理主厂区、处理量580吨/天的污泥干化焚烧系统,以及厂外污水提升泵站、污水输送干管。


值得一提的是,该项目由中国政府提供优惠贷款支持、中国进出口银行融资、中国电建旗下中国水电工程顾问集团有限公司承建,中国电建所属成都院承担项目的设计、采购、施工以前1年运维期等工作。


也正是因为顶着“中国建造”的金字招牌,达舍尔甘地污水处理厂项目创造了多项环保记录


◎ 南亚地区迄今为止最大的单体污水处理厂;

◎ 孟加拉国首座最大规模的现代化大型污水处理厂;

◎ 孟加拉国第一座现代化污泥干化焚烧厂;

◎ 中国自主知识产权的“喷雾干化+回转窑焚烧工艺”技术和设备第一次在海外建成投运。


走出国门的"先进"技术
喷雾干化+回转窑焚烧工艺


中国电建成都院董事长黄河介绍说,达舍尔甘地污水处理厂,采用初次沉淀、厌氧-缺氧-好氧A/A/O生化处理、二次沉淀、紫外消毒处理等工艺。在日处理50万吨污水规模上,首创喷雾干化工艺,实现污泥减量和污染去除。


一些常规工艺这里就不多介绍了,今天主要说说这个创造纪录的中国工艺——喷雾干化+回转窑焚烧工艺


前面我们提到过,孟加拉国土地紧张,因此污泥处理处置无法做到卫生填埋。此外,由于位于首都达卡项目的周边没有农田,因此也无法进行堆肥农业利用。


综上,项目方认为,在众多的处理处置方案中,污泥干化+焚烧处理技术(喷雾干化+回转窑焚烧工艺)可实现最大程度减量化、稳定化、无害化和资源化利用,特别适用于孟加拉达卡市这种土地资源紧缺的大型城市。

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来源/网络:达舍甘地污泥焚烧厂图

1、喷雾干化的原理、特点及设计要求


1喷雾干化的工作原理

一般来说,按照加热介质与污泥接触的方式,干化工艺可分为直接干化和间接干化,喷雾干化属于直接干化。

喷雾干化是采用雾化器将原料分散为雾滴,并用热空气干燥雾化后含水颗粒而获得干燥产品的 一种干化方法 。


喷雾干化按照空气和雾滴的流动方式可分为并流干化、逆流干化 、混合流干化和旋转流干化。由于污泥接近热敏性物质,遇热不稳定遇热极易发生分解、聚合、氧化等变质反应,因此多采用向下流并流干化即喷嘴安装在塔的顶部,污泥和热空气均从塔顶进人。


热空气和雾化污泥首先在塔顶温度最高区域接触,由于大量吸收高温空气的热量,污泥中的水分迅速蒸发,从而空气温度急剧下降当颗粒运动到塔的下部时,产品已干燥完毕,空气温度也已降低至最低点。


2喷雾干化的工艺特点

◎ 干化速度快,强度高。经过喷嘴后雾滴表面积增大,所需干化时间短以秒计,干化强度可达12~15kg/(m3·h)。


◎ 干化后的污泥具有良好的分散性和流动性。由于干化过程是在空气中完成的,干化后的产品基本上能够保持于与液滴相同的球状。


◎ 防止大气污染,改善生产环境。干化过程在密闭的干化塔内进行,内部空间为负压,避免了干化后产品和有毒有害气在车间内泄漏飞扬。


 适合连续化、大规模生产。喷雾干化一般要求全天24h运行,单机设计蒸发能力一般为5~12000kg/h,单机处理能力最高可达360t/d(“含水率以80%计)。


◎ 喷雾干化系统磨损小 ,适用我国污泥中含砂量偏高的特点。

◎ 干化过程中液滴的温度较低。在高温气流中,表面润湿的物料其温度不超过干燥介质的湿球温度,同时由于干化迅速,最终产品温度较低,因此喷雾干化适用于污泥的干化过程。


◎ 结构简单,操作控制方便。

3喷雾干化的设计要求

◎ 雾化干化的难点是脱水污泥的有效雾化,为避免喷嘴堵塞,应首先对进口污泥进行过滤;

◎ 干化塔的空塔流速应控制在0.2~0.5m/s;

◎ 在干化塔内,应合理设置热风分布系统,保证气固有效接触,同时防止半湿物料粘壁;


◎ 为防止粘壁,喷雾干化塔长径比一般控制为塔高/塔径=6~10;

◎ 为保证雾化过程压力稳定,喷雾干化用的压缩空气应专机供给;

◎ 通过控制污泥进料量或进气温度,控制干化后污泥的产量和含水率。


2、回转窑焚烧的原理、特点及设计要求

1回转窑焚烧的工作原理

回转窑又称回转式焚烧炉,它是一个旋转的略带倾斜而内衬耐火砖的钢质空心圆筒。


焚烧物料从回转窑的前端进人,回转窑以一定的速度旋转实现搅拌物料的目的,同时从窑头吹入热风炉送来的高温空气,使物料温度快速提升、继而干化、燃烧并完全燃烬,燃烧产生的高温烟气被引入二燃室,焚烧后的灰分和残渣依靠重力作用排出。


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来源/网络:污泥焚烧厂房正面图

2回转窑焚烧的优缺点


◎ 燃烧适应性广,可焚烧不同性能的废弃物;此外,回转炉窑内蓄热量大,可有效减小污泥水分和热值波动对燃烧的影响。

◎ 由于驱动装置位于回转窑的窑体之外,机械零件较少,故障率低,可以长时间连续运行,对运行维护要求较低。


◎ 热风和焚烧物料在回转窑内同向流动,有利于固体物料的输送和炉内气体、固体的混合,同时增加了气体的停留时间。


◎ 设置独立的二燃室,温度可调,确保焚烧烟气达标排放。


◎ 由于窑体密封困难,回转窑焚烧炉过剩空气系数较高,系统热效率较低。


◎ 窑身庞大,占地面积大。


排渣方式选择困难,若炉内温度控制不当,例如温度过高时易造成熔渣,降低耐火材料使用寿命,增加运行成本。


3回转窑焚烧的设计要求

◎ 通过调整物料进量、辅助燃料加入量、助燃空气量等控制炉内温度,避免温度过低,影响燃烧完全,或者温度过高,产生熔渣。


◎ 为促进物料和氧气的充分接触和利于燃烧反应,应合理控制过剩空气量,回转窑焚烧炉的总过剩空气量维持在100~150%,二燃室过剩空气量约80%。

◎ 二燃室内燃气在不低于850℃的条件下滞留时间不应小于2s。

◎ 回转窑长度、转速和倾斜角必须相互配合,保证物料在回转窑焚烧炉内的停留时间在30s~2h。

3、达舍尔甘地污水厂干化焚烧系统:喷雾干化+回转窑焚烧工艺

达舍尔甘地污水处理厂项目的干化焚烧系统共有六个系统,分别是污泥储存系统污泥进料喷雾系统污泥干化系统污泥焚烧系统烟气处理系统以及热风回收系统具体流程如下:


◎ 污泥经污泥过滤器预处理并用泵提升后送入喷雾干化塔,经喷嘴雾化后,与从回转窑焚烧炉二燃室中排出的高温烟气顺流接触进行干化。


◎ 干化过程中进口高温烟气温度为500℃,干化后污泥含水率由78%降低至约10%~25之间,排出废气温度约95℃。


◎ 干化的污泥直接进入回转窑焚烧炉进行焚烧。干污泥从筒体的头部进入,随着筒体的转动缓慢地向尾部移动。焚烧所需助燃空气,一部分来自于污泥料仓除臭系统抽气,另一部分为环境空气,经由鼓风机送至煤燃烧室加热至约1100℃,然后从窑头进入回转窑焚烧炉。随窑体的转动过程,干污泥与助燃空气充分接触至完全燃烧,渣由尾部排出。


 燃烧生成的烟气由尾部排出进入二燃室,在二燃室内,由于助燃空气的作用使烟气温度达到850℃以上,并停留2s以上,以控制二噁英的生成。焚烧后的灰分和残渣送入储渣罐。焚烧产生的高温烟气850℃、储渣罐抽出热气及环境冷空气混合后,温度降至500℃左右进入喷雾干化塔,作为干化过程的热源。

◎ 干化塔出口的废气经过旋风除尘器、袋式除尘器和净化塔洗涤后达标排放。旋风除尘器用于去除废气中携带的灰分;袋式除尘器主要去除废气中的重金属、并对灰分进行进一步截留;除尘后的废气再经过苛性钠和水洗涤,去除H2S等酸性气体,洗涤后的废气经引风机引至净化塔顶部高空排放。


◎ 旋风除尘器和袋式除尘器分离出的灰分与干化塔出来的干污泥一起送入回转窑焚烧,最终回转窑和二燃室排出的灰渣经过炉排机、通过链运机收集后进入储渣罐,最后装车外运。


◎ 由喷淋塔排出的污水经过收集后排入污水处理厂处理。污泥储存过程产生的恶臭气体,经收集后进入回转窑焚烧。
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来源/网络:达舍甘地污水处理厂鸟瞰图

喷雾干化+回转窑焚烧工艺的优缺点如下:


◎ 干化过程利用焚烧产生的高温烟气进行直接干化,传热效率高;

◎ 焚烧后高温烟气快速通过二噁英再次合成温度区间(200~400℃),直接降至95℃,避免了二次污染产生;

◎ 干化装置和焚烧装置利用上下空间紧凑布置,节省占地面积;

◎ 干化污泥颗粒粒径分布均匀,有利于燃烧;


◎ 干燥和焚烧设备全部采用国产设备,工程投资低,运行维护方便。

最后,需要特别说明的是,达舍甘地污泥焚烧项目也有环保民企的身影。清控环境(北京)有限公司与北京国环清华环境工程设计研究院有限公司为EPC+O实施单位。


海外环保市场成新发力点
中国环保企业‘出海’受益


作为本次达舍甘地污水处理厂项目的重要一员,清控环境陈兆林有感而发:

对于国内的环保企业而言,‘一带一路’既是机遇之路,也是繁荣之路。希望更多的中国环保装备能借此机会走出国门,迈向世界。”
生态环境部国际合作司司长周国梅也同样认为,“一带一路”将是环保企业走出去的一个重要途径。他说:


“从实际情况来看,‘一带一路’沿线国家的绿色化程度还有待提升,生态系统风险大、生态脆弱性和敏感性等问题突出,而我国实际上已经形成了覆盖面广、门类齐全的全链条产业体系。因此,我们有理由相信,“一带一路”能够给中国环保企业提供前所未有的发展机遇。


要知道,面对欧美等发达国家的环保项目,中国环企可能短期内还不具备较强的竞争力,但对于孟加拉、越南、印尼、印度、南非等国家的环保需求,中国环企已经能够较好的满足。

曾几何时,外国环企在中国市场是多么的“耀眼”,他们的技术、工艺、设备被奉为圭臬。而现如今,中国环企正逐步走向世界舞台中心位,在海外环保市场大放异彩,成为老外口中的“外企”。


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