造纸污泥在电厂锅炉中“处置”会产生二恶英污染[教材]

造纸污泥在电厂锅炉中“处置会产生二恶英污染造纸污泥在电厂锅炉中“处置会产生二噁英污染略析富春环保含有机氯造纸污泥燃烧工程的环境风险标签： 二噁英 污泥燃烧 污染 循环流化床锅炉 杂谈将各种污泥送到热电厂混烧或以再生能源的名义建设污泥发电工程，之所以能大行其道，除了披上“污泥的资源化处置的美丽外衣之外，一个根本性原因是所谓的“廉价，即处置本钱低廉，政府可以以较低的处置费对处置单位进行补贴。然而，湿污泥直接在现有锅炉上去掺烧，每吨处理费最早仅80元，后来升为120元，现在到了150元以上，也很少有企业愿意烧了。这种情况的发生，无非是最初的处置本钱计算较理想化或者为取得工程有意去屏蔽一些费用，但随着一些具体工程的运行，实实在在的费用便“浮出水面了。其实，早期这种采用电厂循环流化床锅炉进行污泥处置，无论是湿泥掺烧还是干化后掺烧，最早的初衷，无非是给一些“特殊性质的企业戴一顶环保的“绿帽子而已，所谓的廉价，业主方也是“打落了门牙往肚子里咽，不得已而为之。现在，迫于本钱压力，连那个湿泥混烧“专利工艺的始作俑者常州排水处和广源热电都已经准备改弦更张，在搞所谓的“干化+燃烧了2021-01-25常州日报。一个高能耗企业为了自身的开展环境，主动或被动地戴顶“绿帽子，本来是一件好事。但是由于处理费低，企业不但赚不到钱，还因锅炉热效率下降、腐蚀等造成经济上的损失，在实际的运行中，“绿帽子也就不是那么绿了。某些地方政府管理部门一方面想给污泥找个出路，一方面又不愿承当必要的处置费用，对简单“污泥混烧所可能带来的环境危害普遍抱有侥幸、回避的心态，尽管业内早有人呼吁，但响应者寥寥。从最近两年的开展趋势看，一些热电企业和“再生能源投资方已经不满足于采用现有锅炉掺烧的现状，而是另辟蹊径，参考垃圾发电领域的套路，搞出了一个新的把戏，那就是“污泥发电。污泥已成为一些大火电工程冲破严格审批限制的重重藩篱，从重度污染型企业摇身一变为“环保企业、实现“亮丽转身的极好题材。笔者在?从救命稻草到钓饵热电企业争上污泥燃烧工程的背后?一文中，对其热工性质进行了大致分析，得到的结论是：利用污泥进行燃烧发电不过是现有一些工程的“噱头，外表上对污泥进行了处置，实际上“醉翁之意不在酒，是火电或热电工程通过审批的护身符而已。其实，正如“绿帽子一样，能用“污泥来发电，并使污泥的环境危害降到最低，本身是一件利民利国的好事，在纯技术的角度，达成这样的目的也不是不可行。但，问题的关键在于：就现有的上网电价、政府的处置补贴情况下，是否“经济又是否“环保？污泥有很多种，其污染物种类和浓度也不尽相同，不能一概而论。本文选择的对象是目前在业内最为“火爆的造纸污泥处置。这种工程是否“经济不是本文讨论的重点，对于是否“环保进行一些粗浅分析，本人才疏学浅，不对之处，欢送批评指正。一、造纸污泥燃烧发电工程背景目前，已建或在建的各种污泥电厂燃烧工程为数众多，其中造纸污泥工程有不完全统计：企业名称处置污泥规模发电及供热规模工程状态江西晨鸣造纸造纸污泥600吨利用现有机组混烧2021年建成板桥集团浙江清园生态热电造纸污泥1500吨新建395吨锅炉和215MW发电机组2021年建成浙江富春江环保热电股份2035吨造纸污泥和275吨纸渣新建1150吨锅炉、改造1142吨锅炉，新建35MW发电215吨供热蒸汽2021年建成安徽山鹰纸业股份造纸污泥900吨及浆渣570吨新建2180t/h锅炉、165MW抽凝式汽轮发电机组2021年底建成这里以浙江富春江环保热电股份的2035吨污泥干化燃烧工程为例进行分析。富春环保投资39483万元用于污泥工程，实际募集到了13亿，而且募集得轻轻松松，不难看出“环保还能赚钱的题材对于股民具有何等的吸引力。公司主营业务为垃圾发电、热电联产，早前曾投资了一个采用循环流化床锅炉日处理垃圾800吨的热电联产工程，本工程可以说是垃圾工程的翻版。富阳被誉为“中国白板纸基地，产量占全国白板纸总产量50%以上。富阳市现每日有5620吨污泥需要处理，募投工程仅处理污泥2035吨。同城的板桥集团浙江清园生态热电获得了3000吨污泥的处置权，采用的是同样的套路，目前其一期1500吨工程已经投产。不难想见，富阳地区的这两个大型造纸污泥燃烧处置工程得到了当地政府的大力支持。各级主管单位对企业主动投资处置污泥，还不需要政府掏一分钱的工程，如不给以“如获至宝般的照顾，显然也说不过去。但在经济账上，“无利不起早，企业行为终归是逐利的本质在推动，羊毛终归还是要出在羊身上，至于这笔账是否要告知公众，甚至政府是否知情，那么就很难说了。其在环境方面的潜在问题，那么由于某些环评机构的技术知识水平欠缺甚至处于纯利益关系考虑，只会被轻描淡写，似是而非地评价了。二、富春环保工程的热工分析 根据?浙江富春江环保热电股份招股说明书?所提供的数据以下简称“说明书，富春环保工程新建150吨和改造142吨循环流化床锅炉各一台，新上15兆瓦和20兆瓦发电机组各一组，处置80%含水率的污泥2035吨/日，含水率40%的纸渣275吨/日。含固率20%的污泥采用9台螺压脱水机脱水至含固40%，再用6台空心桨叶枯燥机将其热干化至含固率60%，然后入锅炉燃烧。污泥干化是租用污水厂现有场地，利用管网的蒸汽进行干化。因此，锅炉所产生的蒸汽，首先做功发电，从其中抽取大约215吨用于管网供热。新建150吨锅炉为高压高温，改造的142吨锅炉为次高压次高温，为计算方便，一律采用高压高温参数：9.33 MPa、535度过热蒸汽，单级抽汽凝汽机组，终点冷凝压力0.004MPa，抽汽参数为1.0 MPa、265度。设纸渣干基低位热值2000 kcal/kg调研数据，燃煤热值5000 kcal/kg。调研报告提出的污泥干基低位热值为6000 kcal/kg，这一数据甚至高于燃煤。笔者查阅了多篇国内造纸污泥处置的论文，热值根本在900-2750 kcal/kg之间曾庭华等?造纸污泥的流化床燃烧技术研究?、张扬等?造纸污泥脱水与污泥燃烧处理技术?、安文等?循环流化床锅炉混烧造纸污泥的可行性分析?等，本文分别采用2700和6000kcal/kg的污泥热值进行分析。工程设计入炉燃煤设计入炉污泥设计入炉污泥设计入炉纸渣水份灰份碳份氢份氧份氮份硫份低位发热量5000 kcal/kg6000 kcal/kg2700 kcal/kg2000 kcal/kg 将两炉两机合并进行计算，其它取值如下：根据说明书的工艺流程显示，烟气脱硫不在炉内，因此不考虑炉内石灰的量；根据说明书，烟气出口含氧量6-8%，相当于过剩空气系数1.4-1.5，取能耗低的1.4； 烟气排放温度165度；有机质燃尽率100%，出口灰渣平均温度300度；考虑系统热损失3%；不同的抽汽压力和比例，会造成热效率不同。蒸汽各不同压力下的状态点参数，就可对抽汽冷凝发电机组的综合发电热效率进行理论计算。在所设定的汽轮机蒸汽参数下，抽汽循环的综合发电热效率0.321。污泥经干化后，实际入炉量678 t/d。按照不同的污泥热值测算，运行结果可能如下：工程单位工况一工况二污泥干基低位热值kcal/kg60002700燃煤添加量kg/h4125853045总燃料热值输入106 kcal/h污泥热值所占比例%31.7%13.0%纸渣热值所占比例%3.56%3.57%干烟气含氧量%v/v6.1%6.0%除尘烟气量m3/h847260851779按照正常判断，造纸污泥不可能具有比燃煤还高的热值，因此工况二才是较为可能的。此时，废弃物的热值只占总热量输入的17%，其余83%均依靠燃煤。与我们所分析过的其它类似工程如新嘉爱斯2050吨污泥干化电厂2220吨锅炉混烧一样，这个工程名义上是废弃物“燃烧炉，其实更多意义上是热电锅炉而已。三、富春环保工程的污泥处置费引出的入炉掺煤量比例问题 根据说明书第245页，本工程的废弃物处置费“具体污泥处理费用结算另行协商。作为一个废弃物处置立项的工程，居然对废弃物的处置费用可以“另行协商，可见其没有什么重要性。 事实上，类似工程的盈利模式，显然不是依赖废弃物的处置费。说明书透露，“2006 年和2021年该公司的2#机组垃圾燃烧发电机组为资源综合利用机组，根据国家政策规定，对销售该机组所生产的电力实行增值税即征即退政策。报告期内2007和2021年度公司享受的增值税即征即退金额累计为1,453.09 万元。从处置费营收含退税情况看，2021年处置垃圾20万吨以上，而以垃圾处理为主的营业外收入1818.06万。假设垃圾处理的年实际运行时数为250天或300天，那么垃圾所产生的收入仅为76-91元，这一水平的处置费对企业应该没有什么吸引力。然而是什么让富春环保在投资了一个800吨垃圾处置工程之后，还要投资一个2035吨的污泥燃烧工程呢？对此垃圾工程也做一简单分析，就不难理解其中的微妙了。垃圾燃烧工程投资了两台75吨循环流化床锅炉，配套一台15MW发电机组。此规模的锅炉一般考虑次高压、次高温蒸汽参数：过热蒸汽压力5.3MPa、温度485度，抽汽供热压力1.0 MPa、265度，发电15MW，供热量取100 t/d。垃圾含水率按50%、干基热值按2600kcal/kg考虑，抽汽循环的综合发电热效率0.312。此时，燃煤添加量20306 kg/h，垃圾所占入炉热值的比例为31.2%。这就是说，多达68.7%的热值是靠燃煤提供的，燃煤质量占了燃料总量的37.9%！所谓“环保工程的盈利模式显然不是垃圾处理费，而是热电规模效益本身。垃圾燃烧工程的掺煤量早有经贸委2000660号文件作出了规定：原煤掺烧量不超过入炉燃料的20(质量比)。这一限制实际规定了垃圾至少应占到入炉总热量的40%以上以湿基低位热值900 kcal/kg计，而此工程显然大大偏离了这个“门槛。它是否应被评定为“资源综合利用机组，是否有资格享受发电销售收入增值税即征即退的待遇，都颇成疑问。难怪在招股说明书中将此列为影响利润率的主要因素之一。就废弃物“拉动热电厂建设规模而言，污泥较之垃圾还有过之而无不及。本工程中，污泥和纸渣两项的热值奉献实际最多17%，燃煤的质量比却因湿泥含水率高其实大局部是被炉外脱水，燃煤质量比到达了36.7%。如果按照实际污泥入炉含固率60%计算，那么燃煤的质量比高达69%，远远超过了垃圾燃烧工程，当然更超越了国家经贸委的规定！显然，借助污泥的庞大基数，企业成功建设了一个巨大的热电工程，分摊在每度电、每吨蒸汽上的收益，自然远比废弃物处置收费来得高，这应该就是企业主动、低价甚至赔本处置废弃物的原动力吧！ 四、造纸污泥中的污染物 大多数人会认为，造纸污泥应该是一种比起石化、化工、印染污泥来说，相对污染小、易于处置的废弃物。其实这一看法大错特错了。造纸污泥就其所含污染物的类型、浓度、毒性而言，恐怕是所有污泥中污染浓度最高的之一。对其进行不当处置，极易造成对环境的污染。这一污染物就是如今普通民众也都耳熟能详的二噁英。1、造纸污泥中二噁英前驱物的产生量 根据施英乔?二噁英达标排放迫在眉睫?，“制浆造纸行业是我国二噁英排放六大重点源之一，淘汰和削减危害人类健康和环境的二噁英是?斯德哥尔摩公约?和?国家实施方案?(NIP)的重要任务。新?制浆造纸工业水污染物排放标准?中第一次列入了二噁英排放限值，并将从2021年7月起全面实施。 “根据?国家实施方案?测算，我国二噁英排放量占世界的30%。制浆造纸、钢铁生产、水泥生产、化工制造、垃圾燃烧等6大行业被列为我国二噁英排放重点源，占总排放量的62。重点源的活动强度总体上呈增长趋势，如果维持现有工艺和管理水平，二噁英类POPs排放量将持续增长。 “造纸工业POPs主要是指可吸附有机卤化物AOXabsorbent organic halogen compounds，其中约l非极性有机溶剂抽提卤化物EOX(extractable organically-bound halogen)是脂溶性的，含有能在生物体内积聚的有机氯化物，这其中有0.1是高度亲脂性的并能在生物体内积聚的有毒物质，即二噁英。 “新标准指?制浆造纸工业水污染物排放标准?中可吸附有机卤化物AOX已从参考性指标上升为强制性指标，吨浆AOX排放量从原标准的2.64kg(非强制性)削减至现在的0.60kg，削减达77.3%。新标准还对环境敏感地区规定了“特别排放限值，从原标准吨浆AOX排放量2.64kg(非强制性)减至现在的0.24kg，削减达90.9%。 AOX是一类具有致癌和致突变性的物质，一般不存在于天然水体，是人为污染的标志。美国环保局提出的129种优先污染物中，有机卤化物就占了60。 目前造纸污泥的二噁英排放量是根据?斯德哥尔摩公约?附带的工具包中的产生因子计算的，与实际情况可能有较大偏差。原因有三：1根据原料来源、制浆脱墨漂白工艺而有很大区别，这一点造成了生产过程中产生的AOX数量不同，进入污水和污泥中的量也不同；2标准中规定的吨浆AOX排放量是指车间或生产设施的废水排放口，实际尚需考虑污水厂末端治理的降解效率；3公约统计只到残渣即污泥为止，而未考虑对残渣的进一步处置，如燃烧工艺类型、烟气排放过程控制等因素。根据说明书，2021年富阳造纸总年产量为705万吨，主要产品为涂布白纸板、牛皮箱板纸、瓦楞纸等纸品，其中白纸板产量占富阳造纸产量近90%。而白纸板的主要原料为欧洲废纸、美洲废纸。 废纸需进行脱墨、漂白，产生纸渣和污泥两种固体废弃物。根据德国的研究引自A. Welker & etc , 1996年，废纸制浆所产生的污泥中AOX浓度到达或超过500 mg/kg湿基，远比100%木浆造纸的污泥高得多，这是由于除了大量木质素和纤维素被氯化外，还有大量油墨，尤其是黄色素被氯化取代。这些AOX物质非常不易溶于水或某些溶剂。 K. Hrich 等人的研究 , 2021年从另一个角度印证了德国文献对含AOX污泥性质的报道。造纸污水的AOX中，90.48%95.91%存在于离心脱水后的污泥中，上清液中只有总量的2.605.37%，入出口差在2.625.46%之间。对这局部污泥进行热干化，92.65%98.13%的AOX仍存在于污泥中，通过干化气体和冷凝液排出的不到1% (其中冷凝液 0.180.25%, 废气0.540.83%)，入出口差在0.937.06%之间。这意味着AOX一旦形成，除了在末端治理中降解的之外约40-70%，剩余的主要以固体形式进入了污泥，在枯燥加热条件下也处于稳定状态。 E.Durmusoglu等人对一个符合欧盟燃烧标准的危险废弃物燃烧炉工程进行了82天的连续跟踪, 2006。研究发现，危险废弃物燃烧时会产生AOX，这局部AOX不降解，绝大局部98.28%主要存在于燃烧渣中，只有0.64%和1.08%分别进入了飞灰和烟气洗涤灰膏中。 从以上资料看，制浆造纸过程中产生了大量AOX进入了废水，废水处理后有一局部AOX进入了污泥，污泥中的AOX浓度为几百到上千毫克/公斤，这一点应无疑义。现在的问题是，在我国AOX在污泥中的浓度到底如何，笔者在大量文献中没有找到对国内造纸污泥AOX的实际检测数据，只有吨浆的AOX排放当量。 曹艳娜等?造纸废水中有机氯化物毒性的研究进展?，“每生产1 t 漂白浆要产生约5 kg 的有机氯。陈克复等?中浓纸浆清洁漂白技术的理论与实践?，我国每吨纸浆干基的AOX排放量在4.6-9.5公斤，是瑞典标准0.5公斤的15-19倍。 根据旧标准?制浆造纸工业水污染物排放标准?GB3544-2001，AOX排放量非强制性限值为2.64 kg/吨浆。根据新标准GB354-2021，制浆企业须满足0.6 kg. AOX/t浆的限值。我国是造纸大国，化学制浆占有重要份额。近年来主要开展的废纸造纸，那么产生大量的纸渣，而其脱墨漂白也会产生相当的污染物。国内的相关研究文献陈思顺等?造纸工业中低污染漂泊技术的开展?、田英姿等?控制AOX的产生量?指出，我国的造纸工业目前绝大局部仍在使用含氯材料进行漂白，这与我国的国情分不开，2021年才出台的?HJ468-2021 造纸工业(废纸制浆)清洁生产标准?尽管提出必须使用全无氯或复原法漂白工艺，但真正实施到位，恐怕还要到数年乃至数十年之后。因此，现阶段造纸工业的现实仍然是以有氯为主的漂白占主要地位。不难预见，长期以来乃至相当长的一段时间里，我国的造纸污泥仍将富含AOX。 根据中国造纸协会发布的数据赵伟?2021年中国造纸工业产销情况分析?，我国2021年生产了7338万吨纸和纸板，消耗了7980万吨纸浆，相当于浆纸消耗1.0875吨。 纸浆比例、吨浆AOX排放因子、污泥量，考虑一个污水处理过程中的降解系数，即可得到富阳地区吨浆AOX产生量。这里假设水处理实现了70%以上的AOX降解实际是不可能的！，只有大约30%的AOX进入了污泥，分别采用新老国标的数字，试算得到该地区以废纸制浆造纸的AOX排放因子如下：旧国标新国标试算值制浆AOX发生量2640600440AOX发生量kg/d16,8673,8332,811吨湿泥含AOX量kg/t湿基污泥AOX浓度mg/kg3001682500即，如果湿泥污泥的AOX浓度控制在500mg/kg湿基以下，吨浆产生的AOX不能超过0.440 kg/t。此值远低于新旧国标，只是国内平均数字5kg/t的十分之一不到。 无论如何，德国90年代和其它国外文献的数据均显示，废纸制浆所产生的污泥含有500 mg/kg以上的AOX，我国现阶段的造纸污泥AOX含量只会比这个数字高而不会低。 综上所述，如果可以确认德国人对废纸造纸AOX产生量的量化研究500 mg/kg干浆可作为我国当前实际的低限来参考的话，以废纸制浆的富阳市造纸行业，每日的湿泥不含纸渣中就有2.8吨以上的AOX污染物。 AOX是造纸工业漂白过程不可防止的产物，制浆纤维原料、木素降解产物和生产过程使用的消泡剂中含有的芳香族化合物在氯化反响过程中形成氯苯类和氯酚类物质，成为二噁英产生的关键前驱物，氯酚类有机物通过氧化偶联、氯化和加成等反响，可最终生成PCDDs和PCDFs。 如果按照施英乔?二噁英达标排放迫在眉睫?一文所提到的AOX中二噁英产生量，富阳市造纸污泥的二噁英发生量可能为：AOX发生量kg/d16,8673,8332,811EOX比例%1%1%1%DIOXIN/EOX比例%0.1%0.1%0.1%二噁英量g/d二噁英生成估算比例:百万分之一10-6估算全年二噁英量g/a607213801012 按照旧标准，每天168.7克.TEG二噁英的量实在是一个“天文数字，它远远超过了斯德哥尔摩公约框架下我国制浆造纸全行业、全年的排放总量2004年为造纸残渣二噁英排放量为22.6克TEG/年。显然，根据造纸污泥中AOX的发生量，以十万分之一的比例来估算二噁英生成比例是不适宜的，但即使以百万分之一进行估算也仍嫌太高，这意味着富阳一市1012 g/a的排放量，相当于2004年我国全年生活垃圾燃烧排放量的三倍338克以上。 巨大的二噁英前驱物量，正是造纸污泥的特殊性所在，这一性质必然影响到其后的处置环节。2、AOX中的前驱物生成二噁英的几率前面已经说明，造纸污泥是一种富含AOX的废弃物。根据说明书，富阳全市造纸且有产生污泥5620吨/日，其中富春环保工程处理2035吨/日。经过脱水、干化等环境，假设湿泥中只有90% 的AOX到了专烧燃烧炉进行处置，AOX在干烟气总流量144400 Nm3/h，含氧量6%中的浓度也高达数百毫克/标立米。总携入AOX量kg/d610813881018湿基污泥AOX浓度mg/kg3001682500半干化污泥AOX量AOX入炉浓度mg/Nm31763401294二噁英生成最高几率应小于1/x1.8E+104.0E+092.9E+09污泥干固体的AOX量%w/w1.50%0.34%0.25%AOX作为二噁英形成的前驱物，氯酚类有机物通过氧化偶联、氯化和加成等反响，可最终生成PCDDs和PCDFs，而燃烧即属于热氧化范畴，在一定的条件下，燃烧如此浓度的AOX，是很可能产生二噁英的。如果根据国外标准，燃烧炉出口的二噁英浓度不得超过0.1 ng/Nm3的话，二噁英从AOX中的生成率不能超过10-11，即千亿分之一。即使按照国内标准1.0 ng/Nm3的要求，从工程上看，应该也是难以实现的！按照现在的掺烧处置方法，由于污泥烟气量只占总干烟气量的32%，靠稀释作用也只能降低一个数量级，无论如何还是十亿分之一的水平。这就是说，无论怎么烧是专门的燃烧炉还是随便拿个流化床锅炉，烧得多彻底降解率到达99.99%，小数点后面要10个9，如此高浓度的有机卤化物燃烧，无论如何是值得大大地画上一个问号的。事实上，对制浆造纸污泥的定义归类，是造纸污泥获得平安处置的根本前提。广东省是我国环境管理较为先进的省份，?广东省固体废物污染环境防治条例?第二十六条规定：“未列入国家危险废物名录，但含有毒有害物质，或者在利用和处置过程中容易产生有毒有害物质的严控废物，由省人民政府环境保护行政主管部门会同有关部门制定其种类和处理方式的名录，严格控制其利用和处置过程。根据这份自 2004 年 9 月 1 日起施行的?广东省严控废物名录?粤环 2004106号，造纸污泥赫然在列，编号HY18，造纸废水处理污泥的填埋和燃烧均需资质认定。3、造纸污泥燃烧的二噁英排放达标问题从机理上说，大量二噁英前驱物以及原污泥中的少量二噁英进入锅炉，在燃烧过程中是否会被焚毁，是否可以防止其再次形成，主要看燃烧炉的设计。从富春环保工程来说，采用大型循环流化床锅炉掺烧少量污泥，是以追求热效率为旨归的，不可能牺牲250-650度这一广阔温区的热值，因此它没有可能采用急冷措施，来减少和防止二噁英的重新生成。对这种炉型来说，末端治理，在布袋除尘器前加装喷活性炭设施，可能是最廉价也是唯一的选择。在理论上，类似活性炭喷射加布袋除尘器的组合通过环评是不成问题的，问题在于电厂是否会真的、不折不扣地将这唯一的措施进行实施，以及有关部门或公众能否监督。目前国内已上了大批垃圾资源电厂，主要弊病之一，就在于业主方是否真的愿意或有能力去运行这些必要的处置环节。现实的情况，名义上是环境工程，实际是大火电的利益。运行者能否真的每天去花上数万元来购置活性炭处理烟气，就只有天知道了。一个明显的问题是，用活性炭吸附，得到的飞灰须作为危废填埋。循环流化床锅炉本来飞灰就多，污泥中的灰分更是90%以上成了飞灰，飞灰处置本钱动辄两三千元一吨，很难想象厂家真的这么去做。再有一个问题是，尽管造纸污泥未被列入危废，但AOX的性质说明，大局部未分解的AOX还会存在于炉渣中。在中国目前的执法操作中，此类炉渣显然很难被定为危废，但这里存在着某种不合理性是显而易见的。结语造纸污泥在我国虽然没有被明确列为危废，但具有明显的危废性质。根据?国家危险废物名录?2021年版，代码HW45 T项下“含有机卤化物废物条，“非特定行业900-036-45其他生产、销售及使用过程中产生的含有机卤化物废物，这里所讨论的造纸污泥就其污染性质而言，已符合?危险废物鉴别标准?GB 5085-2007第3.2 危险废物定义：“是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有腐蚀性、毒性、易燃性、反响性和感染性等一种或一种以上危险特性，以及不排除具有以上危险特性的固体废物。根据目前造纸污泥的AOX浓度，无论是应用?制浆造纸工业水污染物排放标准?的GB3544-2001还是2021，AOX质量比超过0.5%。无论采用什么样的燃烧，二噁英达标均存在极大的不确定性。如果采用普通的流化床锅炉进行大量混烧，存在严重的环境隐患。泥客庄主人2021年3月15日-4月6日我的污泥处置观(2021-04-30 09:59:59) 转载标签： 污泥燃烧污染水泥窑燃烧循环流化床锅炉污泥处置 恐怕很多人都想知道，在泥客庄主的博客中，笔者除了批评和否认之外，到底有没有什么是赞成的。这篇文章就算是一个正面的答复吧。 本文只阐述观点，不做展开论证。笔者不想说服任何人，对与错，读者自行明鉴，不同意的尽管拍砖。如认为有些微启发参考价值的，我将引以为同道而自豪。一、我反对什么我本来觉得这个问题是没必要解释的，但看起来有很多人还真的看不懂我的文章，不知道我到底想说什么。现在我就以大白话，把这些观点重新阐述一遍。在说明我赞成什么之前，我觉得还是应该把我反对什么说清楚才行。1、 造假、瞒报、虚报、夸大和欺骗我反对假的技术，在这方面，所谓“增钙热干化可算是一个十分可笑的典型。我反对瞒报甚至拿虚假的投资、运行数据来愚弄群众，这方面的现象极为普遍，至今除了极少数工程，如广州津生污泥制砖的BOT工程已关闭和北京水泥厂工程外，对外一律严守“秘密，石洞口只是其中之一，但作为国内首个消耗巨资的进口干化燃烧工程，其恶劣影响和误导作用难辞其咎。我反对夸大宣传，在这方面，各种神奇的“化学调质+压滤脱水可谓典型，以神秘“添加剂配方保密为名，行欺骗和误导之实。2、不公平竞争我反对各种形式的不公平竞争，这方面以某个跨国公司所参与的几个工程重庆唐家陀、苏州工业园区、天津滨海，想操作但被搅局的南海绿电、有待揭开谜底的重庆鸡冠石等最为典型，这些都有招标文件为证，无需多言。设立各种门槛，将竞争对手屏蔽在外，这种形式的招标纯属摆设，是否有利于行业的开展，不言自明。3、形成二次污染的不合格处置 我反对倒装的“燃烧+干化。萧山工程无论所公布的数据如何“节能，如何“低本钱，这种所谓的燃烧事实上在造成二次污染。感兴趣的到现场的大门口一站便知。 这种形式的燃烧，与广州越堡水泥的干化属于同一种类型。后者有人大代表的证言在，有越堡接受媒体采访的解说在，无需我多言。我反对采用燃煤锅炉燃烧危险废物或准危险废物，这方面以高含有机卤化物的造纸污泥为代表，是一种非常令人担忧的危险现象。可以到所有炉子上“一烧了之的市政污泥，已经在严重污染大片国土。再将各类工业污泥不加区分地“一锅烩，如新嘉爱斯污泥干化电厂混烧工程，所烧污泥相当一局部可能属于工业危废，居然能顺利通过环评，这种现象实在令人费解。遭到臭气投诉的越堡水泥，以市政污泥的名义处理一些属于危废的工业污泥收费应能高10倍，通过倒装的燃烧干化水泥窑烟气用于干化后，被污染烟气直排，肆意向大气排污，居然无人觉察。如果建设垃圾燃烧炉能引起民众抗议，这种污染物浓度百倍千倍万倍于生活垃圾的工业污泥竟然能大行其道地掺烧而不被注意到，可见我国环境法规之缺失和管理混乱之一斑。我反对采用循环流化床锅炉作为燃烧炉掺烧干化污泥，哪怕它仅仅是市政污泥，更何况本来就是工业污泥如苏州工业园区污泥干化工程。欧洲有电厂掺烧干化后市政污泥的应用不假，但在我国情况大不相同。我国市政污水中混有大量工业污水，污泥中重金属和有机卤化物浓度高出欧洲数倍乃至数百倍。少量掺烧，由于稀释作用，污染物减量事实上无法实现，也无从监控。企业出于利益考虑，更不会真的为了少量污染物喷大量昂贵的活性炭粉来防治二噁英和重金属，也不会将本来可卖钱的粉煤灰作为危废飞灰，花巨资去请别人代为处置。说到底，如果本来企业就是仅仅借污泥名义靠打擦边球上了热电工程，现在指望其能以诚信姿态去承兑当初那昂贵而无益的许诺，稍懂点国情的人都知道那是不可能的。惟其如此，只有禁绝才是唯一出路。 我反对将污泥制成各种形式的所谓“脱硫剂、“污泥燃料到一般燃煤锅炉或窑炉如砖窑，水泥窑除外上去燃烧，原因同上。 我反对在建立起有效的土地施用监察体系之前，就将可能已被工业污染物严重污染的污泥堆肥后农用或做园林绿化。4、假节能、真耗能的处理 我反对湿泥在电厂锅炉直接燃烧。这种国外已经淘汰、联合国环境组织和欧盟BAT最正确可行技术所摒弃的技术路线，被一些急于“戴环保绿帽子的企业以“节能减排、“污泥发电的名义大力推行，纯属自误误人。 我反对以偏概全地宣传所谓的“节能减排，典型的如深南电工程，尽管利用低温废热进行干化节约了热能支出，但工程必须为此支付远高于热能的电能本钱，甚至还要冒工程无法运行的风险，这一点恐怕是企业很难预料和承受的。类似还有重庆唐家沱的两段式干化，高昂的电能本钱，早已使热能节能的优势全无。5、不合理的“低本钱和 “高本钱处置 我反对不考虑长期环境影响的所谓“低本钱处置，如大量添加三氯化铁和生石灰的化学调质压滤后填埋，这些物质除了可能渗出进入渗滤液外，目前廉价的化工原料本身也是高环境代价的产品并不意味着对子孙后代“廉价。我反对不计代价的不合理“高本钱处置，无论热值是否足够、含水率上下，一律干化燃烧。以目前各级政府可能协调的处置费考虑，类似政策事实上在鼓励不合格的野蛮燃烧。北京水泥厂工程那么属于另一种利益冲突的特例，明明在污水处理厂机械脱水可以办到的事情，到头来却要处置商抢了排水集团的蛋糕的竞争者以昂贵的热能支出为代价，这方面存在着明显的政策管理问题。二、我赞成什么1、 脱水以及调质后脱水技术 我赞成采用所有必要手段，对污泥进行机械脱水到可行的干度。在这方面离心机和板框压滤机都要远远好于带式压滤机。当然，离心机必须慎重考虑含沙量的磨蚀问题。足够的絮凝剂或其它助剂，足够的电能消耗及其本钱，只要在合理范围内，机械脱水都要好于热干化或其他方式的处理。 化学调质也是可接受的，但必须有限度，这一限度在于它需要考虑后续的处置。如果要进水泥窑，添加硫、氯和生石灰类的助剂熟石灰在窑系统中重新释放大量的水都会起到相反的效果。如果是填埋，也必须考虑对渗滤液的长期影响。 热调质值得考虑，如果技术成熟、本钱在可接受的范围内，它不失为一种可以大幅度降低含水率的有效方法，但必需考虑高浓度上清液的处理及其本钱。 超声波等物理方法调质也值得考虑，但必须考虑超声波对人体的危害以及防护问题。2、 热干化技术 我赞成采用所有热干化的技术进行污泥减量，包括曾经批评过的流化床、带式机。我反对的不是这些技术本身，而是某些不负责任的厂商过分夸大或虚假的宣传。这方面，首先应该澄清三个认识上的误区： 1不能排除使用一次优质燃料，如天然气或轻油。笔者不同意?城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策试行?所提出的“不宜采用优质一次能源作为主要干化热源的观点。很多所谓的余热、废热干化，实际上都是以更高的电能、更低的热效率为代价的，而国外普遍实行的以天然气为根本热能来源的热干化无论如何是不可替代的趋势。?技术政策?中的这一节能观点似是而非，只会有利于更多假廉价、真耗能方案的出台。北京清河工程是目前极少数采用天然气干化的工程之一，运行本钱高，与天然气价格远高于燃煤有关，但这只是政策造成的，是某些城市需要为其一刀切的禁煤政策支付的额外本钱，而不能归咎于热干化本身。 2在干化平安问题上不能因噎废食。笔者赞同?技术政策?中所言“要严格防范热干化可能产生的平安事故，但应防止某些厂家成心散布的“热干化不平安论、“低温干化绝对平安等不正确的说法。从事故几率上看，绝大局部干化工艺都是平安的，但误操作、污泥中混入危险源、粉尘长期积聚产生自燃等才是产生事故的真正原因，无论多么平安的工艺，不管高温低温，都是如此。了解这类问题，就可采取因应措施。 3热干化并不是昂贵的处理技术。污泥处理处置无论如何是固体废物中最难的一类，难点就在于难脱水，热法脱水是效率最高的一种方式，但能耗不可防止。石洞口工程以煤补燃，处理含固率20-22%污泥的直接本钱应不止240元。北京水泥厂处理含固率12-16%的污泥，含折旧的经营本钱也超过了275元的处置费。说到底，是含水率高造成的热干化本钱高。如果北京排水集团能认真执行国家标准将污泥脱水到含水率80%以下的话，热干化及在水泥窑处置的本钱应可低于200元。国外污泥动辄数百美元的处置费，热干化之所以较为流行，一定与它的经济性和有效性相关。它的定位应该是远低于燃烧、略高于堆肥的一种大规模减量处理方式。 所有热干化技术都可用，但也有一些前提条件，这包括： 1没有上述我所明确反对的问题； 2针对特定泥性、工程条件，没有技术上的不适应性，如污泥中高含沙量、高含水率、高含油率、产品最终干度等造成设备难以稳定运行或无法实现目标。 3在技术上是可靠、经过长期实践检验证实的，在平安上具有合理可靠的措施。3、 堆肥技术 我赞成在条件许可工程占地、环保措施到位、泥性、污染物浓度、土地利用控制追踪体系等的地区，优先采用堆肥熟化并使污泥最终以土地利用的形式消纳，实现有机物还田。 但值得注意的是，以上条件的达成并非易事，其中尤以追踪体系的建立最为困难，而这是平安利用的最起码条件。基于我国城市开展过程中大量工业污染物混入市政污水的现实，这种体系的建立非常必要。 我反对玩弄数据，对重金属的污染现状轻描淡写；也反对过度严格，造成实际上对土地利用的恐慌心理。应由国家牵头成立污泥土地利用的专业监察机构，监督法规的执行以保护土地不被污染。防止目前污泥堆肥和土地利用政策的执笔者同时也是技术提供商的双重角色和利益冲突。 我赞成采用好氧技术进行生物干化减量，这种方式有别于土地利用，其最终“产品可进行平安填埋。但生物干化必须考虑相关臭气治理、渗滤液处理的本钱。4、 厌氧消化技术 我赞成采用厌氧消化手段对污泥进行减量，获得生物质能源，如威立雅的青岛麦岛工程。特别赞成采用城市及乡村各种其它有机废弃物如餐厨垃圾、食品垃圾等以提高有机质含量，实现更高的产气率，如大连夏家河工程所进行的探索。 根据目前国内污泥厌氧工程运行的问题，大量工程实际停运北京高碑店、小红门，重庆鸡冠石、唐家沱等，或产气率严重偏低，软件技术亟待提高。很多厌氧工程采用的是清单采购的形式，这种纯粹的机械招标，使一些技术上没什么优势但习惯于低价中标的企业建设了大量工程，但都运行不良。 厌氧消化只是处理的一段，还远未到达大规模减量和彻底稳定化。对厌氧消化系统的评价还应考虑其后续的处理处置本钱，如沼渣枯燥、高浓度沼液上清液的处理，以及相关的臭气治理等。5、 干化燃烧技术 我赞成采用专用的燃烧炉进行污泥燃烧，如深圳宝安、深圳上洋和上海竹园工程等。不同炉型，可能对干化后含水率的要求不同，但归根结底，干化燃烧有利于利用污泥自身的少量热值，以减少最终的补热燃料量。 干化燃烧的效能评价应以热能和电能的综合能耗来看。因污泥自身含水率和热值的差异，不同炉型与不同干化的组合，会有不同的热效率。 我赞成“干化+燃烧，但反对倒置的“燃烧+干化。燃烧要“节能不能以罔顾环境为代价。 我赞成采用垃圾燃烧炉掺烧干化污泥。毫无疑问，这种形式的混烧无需担忧其排放问题，只要燃烧炉确实是按照标准在运行。 上述两类燃烧均仅限于非危险废物的市政污泥和局部工业污泥的处置。 我赞成采用回转窑等形式对属于危废的污泥进行燃烧，但这种燃烧必须严格执行危废燃烧的规定，如确保1100度燃烧温度、停留时间2秒以上、设置急冷段、活性炭喷射与袋除尘、湿法烟气洗涤等，而不能以一句“活性炭吸附敷衍了事。 我赞成水泥窑协同处置污泥包括列入危险废物的局部工业污泥，如造纸污泥，无论污泥的干化是在水泥厂内还是在水泥厂外进行。众所周知，水泥窑是所有热工装置中最适宜处置危险废弃物的混烧设备。但也有所保存：不能处置含铬的电镀污泥，因产生的六价铬会在产品中溶出。此外，对汞、镉含量高的污泥，必须考虑在布袋除尘器前加装活性炭喷射设施，否那么必须严格限制其处置量。事实上我国在危废方面已建立了与国外类似的水泥窑准烧许可证制度，只不过这种制度还应在总量控制上进一步完善。 同理，我不能赞同将水泥窑的“干化+燃烧也倒置为“燃烧+干化，即采用水泥窑烟气进行直接干化，干化后被污染的废气直排。无论对这些臭气治理如何，在干化过程中污泥中大量污染物还是会被200300度烟气释放到环境中。三、结语 笔者以为，环保技术路线可以有差异，处理处置本钱可以有差异，运行效率可以有差异，但一项原那么问题不能随意打折扣，即环境保护和治理工程不能再造成二次污染。不幸的是，我们目前所看到的很多环保工程罔顾这个根本原那么，“环保工程不环保，环评只做官样文章，如果任其开展下去，我国的空气污染只会进一步加剧。泥客庄主人2021年4月1030日电厂锅炉掺烧废弃物：中国环保业界之癌(2021-05-20 20:59:12) 转载标签： 污泥燃烧污染杂谈关于废弃物燃烧处置的随感在上一篇“我的污泥处置观中，笔者提出了一个观点：反对废弃物在电厂锅炉上掺烧。本文对这一观点进行一下说明。谈及非专设燃烧，需要区分三种不同的类型：协同处置、混烧或掺烧。“协同处置(co-processing)是国际上采用水泥窑进行废弃物处置的一个专门术语，意为在水泥窑所提供的特殊条件下强碱性环境、持续超高温、超长高温段处理时间、无灰渣产生、重金属等被固化于无机化合物的晶格中而不再在环境中溶出，对废弃物进行燃烧，实现最终处置。协同处置适合于处置大多数危险废弃物，当然也适合于处置一般废弃物如污泥，这一点得到国际众多机构的认同，环境风险较低，在我国的应用尚处于起步阶段。“混烧是指某种废弃物与其它废弃物一起燃烧处理，如将污泥与生活垃圾混合在一起，或者将污泥与其它生物质燃料如森林垃圾、秸秆等进行混合；从燃烧角度看，由于燃烧装置本身就是以废弃物为主要对象的，因此会配套相应的烟气处理设施。如果这些处理设施是达标的，那么混烧污泥当然也应不会产生过度的污染，因此“混烧从排放角度看，是一种可接受的处理模式。“掺烧是指将某种废弃物与其它非废弃物的燃料如燃煤一起燃烧，热工装置本身是为某种燃料设计的，因此当初没有特定、充分、合格的适合处理废弃物的烟气处理设施，再加上掺烧时，废弃物源的燃料比例低50%，燃烧的结果，可能使得来自废弃物的局部污染物不能被烟气处理装置捕捉下来包括稀释，有超过燃烧标准所限定数量的污染物进入大气，从而导致污染物排放总量的增加。上述三种非专设燃烧炉燃烧，前两种理论上也均有形成二次污染的可能性，如协同处置时气态重金属汞、镉含量过高的话，会有局部以气态形式排放，铬在煅烧过程中形成六价铬，会在水泥产品中溶出；混烧时原本为生活垃圾燃烧而设计的装置，可能因污泥物性的不同，导致污染物降解温度、时间缺乏。通过对协同处置、混烧进一步的严格审批控制，应可实现污泥在上述两类装置中的平安处置。但第三种“掺烧那么完全不同，二次污染问题较为突出，本文仅就“掺烧进行讨论。为什么要反对“掺烧？总结来看，理由有两点。一、环境容量有限，不容自毁家园 使用火，是人类文明的起点。人之所以不同于猴子，大概就是因为可以有意识地保存和使用火种。因此，“烧可以算是世界上最古老的技术。什么能烧，几千年来，人类的实践早已答复了这个问题。怎么烧得彻底，早在上百年前就已有了全部方案，今天所能见到的所有热工设备，无论是鼓泡床、循环流化床，还是炉排炉、回转窑、多膛炉等等，都有着百年以上的应用史。但是如何烧得“环保，那么是最近三十年来才试图解决而没有完全解决的问题。难点所在，始终与两个焦点相关：煤和废弃物。 欧洲工业革命时期曾产生大规模污染的煤燃料，在今日的欧美已经被石油、核能等洁净能源所取代，煤燃料在一次能源结构中所占份额大幅度减少；此外，由于人口密度较低，这些国家的废弃物产生量也相对较少。但不幸的是，这两个焦点在今日中国不但存在，而且还十分突出。我国煤炭在一次能源消费中的比例仍占70%以上2006年，大局部城市的人口密度数倍于西方兴旺国家。在燃煤污染负荷居高不下的大背景下，采用燃烧的方法来处置废弃物，就日益恶化的环境质量而言，当然就显得更为复杂。将教育界那句时髦的话变形一下来做个比喻，我国的环境治理可以说“输就输在了起跑线上。 国外也有燃煤电厂掺烧的个别事例，这被国内掺烧的主张者作为不可辨驳的理由，但他们显然都没有从这些工程的综合背景上去了解，这些工程为什么会获得审批，以及其审批所规定的限制在哪里。 从环境保护的原理来思考，所有的燃烧都会产生污染物排放，之所以要控制，就在于在短期和长期的背景下，将排放所可能造成的环境影响降低至可接受的程度。 如前所述，在今日的欧洲已经根本不存在燃煤的大规模污染，在此背景下，在严格的环境容量管理体系下，个别工程的掺烧就成为可控的排放。而且特别值得注意的是，目前欧洲兴旺国家现存燃煤电厂的烟气处理设施都要比我国国内大多数燃煤锅炉先进和严格得多。 不用我多言，但凡到过欧美的人，都会对那里的环境质量与国内的差异深有感触。在我们无法像欧美一样，以洁净能源大规模替代燃煤之前，我们无论如何首先要面对环境容量有限的门槛。而这是在中国的土地上做环保事业的起码常识。一句话，家底薄，折腾不起。 无论在能源层面，还是在产品层面，我国成为“世界工厂，并不是在财富和利润上，而是在污染物方面。大量产生污染的产品在我国生产，其副产品和污染物留在了我国；生产这些产品使用的非洁净能源也把污染留在这里；甚至我们还以“资源的名义把兴旺国家的大多数废弃物废纸、废钢、废塑料统统都进口进来，加工过程产生的更多污染都在这里积累。如果再把浓缩了所有这些污染物的污泥、垃圾统统都通过掺烧这种形式，“廉价地“消解到天上，最终又通过降水落在地面和水体中，落在这些掺烧废物的烟囱烟羽所覆盖的有限土地上，这些地方污染物的浓度和危险性，将是令人不寒而栗的。二、阻碍真正的环保治理进程 就是在这样一种环境容量不堪重负的形势下，中国环保界有一个令所有兴旺国家环保人士侧目的怪现象，这就是废弃物的随意“掺烧。 总结来看，这类“掺烧有以下几个特征：? 所有烧煤的锅炉，无论大小，对烟气系统不加任何改造，就敢声称是“燃烧炉；当被追问“烟气处理是否合格时，答复也是“正气凛然：“排放达标靠的就是烟气稀释！；会“做戏一些的，在流程图上加一个“活性炭吸附就万事大吉，至于是否真的运行处于本钱考虑，是否真的能达标考虑稀释倍数，那一定是没下文的；? 烧垃圾也罢，烧污泥也罢，入炉的热量主要是靠燃煤，因此废弃物都只是少量掺烧，热值奉献无足轻重；但这并不阻碍整个工程是以废弃物的名义申报，并且理所当然地还期望全额发电享受绿电补贴；? 对危废、普废根本不加区分，随便靠上一个什么名目，只要沾上“污泥或者“垃圾二字，什么都可以烧；无论是什么来源，染织工业也好，造纸工业也好，甚至被明确定义为危废的炼厂污泥，也都被弄到自备电厂掺烧，根本不必关心该废弃物的污染物浓度指标如何；? 无论怎么乱烧、豁烧、瞎烧，还都有一个漂亮的说辞，那就是“廉价，“处置费低，地方政府不但给予鼓励，还可以对其排放总量的增加视假设无睹；其实谁都知道，类似工程一吨垃圾20-30元、一吨污泥70-80元的“廉价补贴对企业来说一定是亏本的，支撑“掺烧工程立足的真正财源在于“暗补，这就是中央财政买单的绿电上网费；但既然不要地方政府掏腰包，地方自然就不会加以反对；? 正是出于套取国家绿电上网补贴的初衷，这类工程都在“垃圾发电、“污泥发电之类的口号下，以吨垃圾发电700-900千瓦3-4倍于垃圾实际发电能力、吨污泥发电供热百倍于自身污泥热值的设计，来掩盖事实上的小火电、小热电效益； 笔者以为，“掺烧已成为危害中国环保进程的“癌症。“掺烧所造成的问题，正如癌症一样，在损害、蚕食中国环保这本来就十分孱弱的机体。 从病理学角度看，癌症是由于负责细胞生长和修复的基因变化引起的，基因宿主因素与外部因子之间相互作用的结果，这些外部因素来自物理、化学和生物等方面的条件。机体的某个器官开始快速产生异常细胞，这些细胞越界侵袭毗邻部位，并扩散至其它器官，最终使正常细胞死亡，器官丧失功能。 掺烧就是这样一种快速产生的异常细胞，在环保工程普遍周期长、立项难、回报差、本钱高的大背景下，掺烧工程能一枝独秀，大量催生，它立项快、实施周期短、回报高、本钱低； 掺烧具有很强的越界侵袭能力，在垃圾行业毗邻部位，循环流化床锅炉掺烧垃圾的工程如雨后春笋般，到处开花发芽，目前已稳稳地占据了垃圾燃烧炉的半壁江山，而在国外这种形式的垃圾燃烧炉恐怕连1%都不到；这些工程目前都靠挖空心思地多烧煤发电和争取绿电上网补贴而存活； 掺烧也具有很强的扩散能力，现在已从垃圾进入了污泥处置领域其它器官，以污泥为名照方抓药，建设火电、热电工程； 掺烧也具有使器官丧失功能的能力。感谢掺烧的“低本钱，我国从2003年以来一直呼吁的污泥处置，因为可以直接到电厂锅炉上去湿烧“常州经验，于是培育了一大批半拉子工程，现在这些工程都处于停运或改造为“干化燃烧的十字路口，其客观效果是将国内的污泥处置延迟了数年之久，且造成至今业内对污泥燃烧处置的真实投资、真实本钱的认识存在严重混乱，严肃的工程始终论证不下去，只能一拖再拖，而结果呢，数千万吨污泥只能非法弃置于环境中 形成掺烧“癌症的内外因也很简单：基因的宿主就是日益急躁的环保业界，一些人根本没弄明白环保是什么，就祭起环保的幌子，忙着升官发财了。官员以为自己不费吹灰之力，破解了世界污泥处置的难题，又是申报专利，又是申请奖项，瞄着的应该就是升迁；企业正为小火电的关