第环境卫生工程Vol.31卷第4期2023年8月Environmental Sanitation Engineering 31No.4Aug.2023市政污泥干化焚烧能量平衡分析及工程设计应用许鹏（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海200092）【摘要】市政污泥干化焚烧作为一种高效的污泥终端处置工艺，近年在我国大中城市应用广泛。
以一种典型的污泥干化焚烧工艺流程作为研究对象，搭建该工艺流程各子系统能量平衡模型，并对各系统能量平衡进行计算分析。
结果表明：污泥干基低位发热量范围需为14200~15500kJ/kg才能满足干化焚烧系统自持能量平衡，污泥热值不足时需进行辅助能源补充；辅助能源选择中，蒸汽对比天然气具有更好的经济性，在污泥干化焚烧项目选址规划中可考虑环保产业园进行蒸汽协同；综合考虑工艺合理性及经济性，污泥焚烧炉入炉污泥含水率控制在60%~70%为宜。
【关键词】市政污泥；干化；焚烧；能量平衡中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1005-8206（2023）04-0041-06DOI：10.19841/ki.hjwsgc.2023.04.007The Energy Balance Analysis and Engineering Design Application for Municipal Sludge Drying and IncinerationXU Peng（Shanghai Municipal Engineering Design Institute（Group）Co.Ltd.，Shanghai200092）【Abstract】As an efficient sludge disposal process，municipal sludge drying and incineration has been increasinglyused in Chinese large and medium-sized cities in recent years.An energy-balance model for the systems of a typical dryingand incineration process of municipal sludge was established，the energy balance of each system was calculated and analyzed.The results showed that the lower calorific value of dry sludge should reach about14200~15500kJ/kg to meet the self-sustaining energy balance of the system.Supplementary energy supply was needed when the sludge calorific value was insufficient.Steam was more economical than natural gas as a supplementary energy supply.In the site selection planning of sludge drying incineration project，environmental protection industrial park could be considered for steam coordination. Considering the rationality and economy of the process，it was recommended to control the water content of sludge in sludge incinerator at60%~70%.【Key words】municipal sludge；drying；incineration；energy balance0引言近年来，市政污泥无害化、资源化处置逐渐成为关注热点。
城市生活垃圾与城市污泥好氧共堆肥的工艺特性及机理研究的开题报告一、选题意义城市生活垃圾和城市污泥是城市环境中产生的两大废弃物，如何高效、环保地处理这两种废弃物一直是环保领域研究的重点之一。
传统处理方法包括填埋、焚烧等，但这些方法不仅存在环境污染和资源浪费等问题，还无法充分利用废弃物的资源价值。
因此，通过好氧共堆肥处理城市生活垃圾和城市污泥，不仅可以把废弃物转化为有机肥料，还可以实现资源的循环利用，具有重要的经济和社会意义。
二、选题研究内容本研究将重点探讨城市生活垃圾和城市污泥好氧共堆肥的工艺特性及机理，主要包括以下内容：1.城市生活垃圾和城市污泥的性质分析，掌握两种废弃物的化学成分、含水率、碳氮比等基本特性，为后续试验提供基础。
2.好氧共堆肥试验，采用不同比例的城市生活垃圾和城市污泥进行好氧共堆肥试验，掌握不同比例对好氧共堆肥反应速率、产物特性的影响。
3.工艺特性分析，通过对好氧共堆肥的温度、pH值、氧气含量等参数进行测定和分析，了解好氧共堆肥的反应特性和调控方法。
4.机理研究，通过对好氧共堆肥过程中微生物代谢、有机物质的分解等方面的研究，探究其机理，为更好地控制好氧共堆肥过程提供理论支持。
三、选题研究方法本研究主要采用试验研究方法，按照一定的比例和工艺条件组织好氧共堆肥试验，对试验过程中的温度、pH值、氧气含量、产物特性等参数进行测试和分析。
同时，利用分析化学、生物学等手段对反应机理进行探究。
四、选题预期成果本研究旨在探究城市生活垃圾和城市污泥好氧共堆肥的工艺特性及机理，预期成果包括：1.对城市生活垃圾和城市污泥好氧共堆肥的工艺特性进行系统研究，掌握好氧共堆肥反应动力学特征，为废弃物好氧共堆肥提供技术支持。
2.明确城市生活垃圾和城市污泥好氧共堆肥的反应机理，为废弃物好氧共堆肥过程的调控和优化提供理论支持。
3.掌握城市生活垃圾和城市污泥好氧共堆肥反应的产物特性及其对环境的影响，为废弃物资源化处理提供参考。
堆肥4．1 一般规定4．1．2 堆肥在快速阶段中，具有很高的氧利用速率和产生较高的温度，熟化阶段的氧利用速率较低，温度逐步下降。
条垛堆肥作为仓内堆肥的后续工艺用于污泥熟化，从而完成整个堆肥过程。
4．1．3 含水率55％～65％时，堆肥很容易渗水并且有足够的孔隙允许适量的空气进入堆肥过程中，可通过返混干污泥和添加蓬松剂调节含水率。
条垛的含水率会随着水分的蒸发而减小，为了保持堆肥微生物的活性，在整个堆肥过程中，含水率不得低于45％(含固率不得超过55％)。
必要时应在堆肥过程中加水。
4．1．4 堆内温度应维持在(55～65)℃达到3d以上，以保障污泥产品性能满足病原菌的标准要求。
4．1．5 碳和氮是影响堆肥的重要营养物。
最为适宜的生物可降解的碳氮比(C：N)在20：1～40：1之间。
过低的碳氮比(小于20：1)会导致因氨的挥发而引起的氮的流失，并且会产生强烈的氨气味。
堆肥添加调理剂用于增加可生物降解的有机质量，调节营养平衡(碳氮比)。
理想的调理剂应是干燥、堆密度小、相对容易生物降解的物质。
4．1．6 堆肥添加蓬松剂用于提供结构性的支撑并增加空隙率以适合通气，通常的蓬松剂为长(2～5)cm 的木屑，以及废旧轮胎、花生壳、修剪下来的树枝等均可以作为蓬松剂使用。
当采用有机物作蓬松剂时，同时可以提高污泥的热值。
4．1．7 返混污泥用于调理生污泥，f1和f2必须根据试验或现有污泥处理工艺的运行经验确定，推荐参考值根据Roger Haug所著《Compost Engineering》中美国的工程经验和试验结果确定。
4．1．8 更高的含氧量需要更高的空气流量，从而导致堆内温度的下降。
含氧量下限可以保证堆内不存在厌氧区。
4．1．9 堆肥的设计中必须考虑臭味控制系统，以避免对周围环境的影响。
4．1．10 干化污泥作为维持和构建土壤腐殖质的来源，可以保持土壤的正常结构和保水能力。
4．1．11 污泥堆肥过程中会产生大量的渗滤液，渗滤液中的COD、BOD、氨氮等污染物浓度较高，如果直接进入水体，会造成地下水和地表水的污染。
