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石洞口污水处理厂污泥干化焚烧的奥秘

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-07-31  来源:上海国资   作者:孙玉敏  浏览次数:1400

在这个行业摸爬滚打了10年之后,宣建岚从一名普通技术工成长为全国闻名的污泥焚烧技术专家、上海市“十大工人发明家”。作为石洞口污水处理厂污泥干化焚烧车间主任,宣建岚自2004年从桃浦热电厂被引进到污泥处理行业以来,孜孜沉浸于如何将污泥处理得更好的探索之中,成为一名技术革新的能手。

引进 

说起城市污水处理的路径,宣建岚可谓烂熟于心。当每天产生的成千上万吨污水,顺着地下密密麻麻的管道,进入污水处理厂进行达标处理后,他的工作才刚刚开始。同他打交道的,便是污水处理过程中产生的固体沉淀物质以及从污水表面撇出的浮沫残渣,统称为污泥。其含水率高且不易脱水,因有机物含量较高而腐化发臭,并常常含有寄生虫卵、细菌和重金属等有害物质。在一般的污水处理厂,这些污泥通过浓缩和机械脱水,含水率会从99%减至80%左右,随即外运填埋处理。而在石洞口污水厂,则需要继续精细化处理,80%的污泥通过“干化+焚烧”得以彻底清除。

对于污泥的处理处置之道,宣建岚亦是如数家珍。“目前主要有三种方式:一是传统的深坑填埋。不但土地资源浪费较大,而且容易造成严重的二次污染;二是堆肥农用。虽有二次利用价值,但由于污泥中的重金属和有害物质会浸润于土壤并为作物吸纳,有害人体健康,近年来也逐渐被‘抛弃’了;三是污泥焚烧。即将含水率达80%的污泥通过干化或者直接进入焚烧炉焚烧处理,在高温炉里(850℃的炉温)被分解成二氧化碳、水、氮气等无害物质。与其它方法相比,一是能够使有机物完全燃烧进而分解,同时杀死病原体,环境污染物排放可控,是最安全的处置方法之一;二是焚烧处理速度快,不需要长期储存。若能就地焚烧,还省去了长距离运输的成本,也不受天气、季节等条件的限制。”

作为石洞口污水处理厂隶属的上海城投污水处理有限公司,共有18家污水处理厂,处理着上海近50%的污水。这些污水处理厂大都只进行污泥的浓缩和机械脱水处理,后续工序则由石洞口污水厂承担,进行污泥“干化+焚烧”处理,所剩灰烬(污泥中的无机物)仅为原来体量的1/10左右,减量化相当彻底。

实际上,石洞口污水处理厂是国内第一家应用干化+焚烧技术的工厂。从德国安德里茨进口的全干化干燥机和国产配套焚烧炉集成工艺于2004年开始试运行。由于是国内首次尝试,该厂没有一个相关专家和技术人员,于是将桃浦热电厂从事污染综合治理、了解类似工艺的宣建岚“引”了进来。

调试 

石洞口污水处理厂采用的是流化床低温全干化+鼓泡式流化床焚烧工艺,以导热油作为热媒,利用焚烧余热进行污泥干化,使能源得到循环利用。作为国内首套引进装置,宣建岚面对的是全外文的操作说明和显示屏。

为了搞清楚各种符号的含义,设备调试期间,宣建岚几乎寸步不离地跟在外方专家后面,观察着、琢磨着、学习着。外方专家休息时,他就看自己贴在墙上以便随时琢磨的操作说明和图纸。其时,设备正好出了一次故障,宣建岚目不转睛地盯住外方专家如何处理,也暗自给出了自己的解决方案。当发现两者大致相同时,宣建岚顿时心里多了些底气。

调试结束之后,外方专家仅花两个小时作了简单的培训就告撤离了。如何让进口设备安全、稳定、连续运行?作为焚烧车间主任,宣建岚感到了莫名的压力。那段时间,他总是第一个到生产现场,与技术员一起监控设备运行;下班后也经常待在办公室里,针对运行中遇到的数据异常等问题进行分析排摸,拟定解决方案。

运行初期,核心进口设备与辅助国产设备的配合方面问题不断。面对诸多技术难题,宣建岚一方面去图书馆翻阅文献资料,另一方面请教设计院的工程师,并不断与国产设备厂商沟通,研究技术改进措施。

经过3个月的艰难摸索,难关一个个被攻克了;到2005年1月,整个系统终于完全被打通并实现了稳定运行。 

优化 

由于国内污泥的含砂量比设备设计参数要高四五倍,干化过程中设备与配件磨损非常严重,维修更换成为家常便饭。“当时污泥处理厂要通过进出口公司采购备件,来回得花3个月到半年时间。而因备件不到货,一旦出故障就只能停工干等。”

为了提高设备运行时间和效率,宣建岚开始琢磨国产替代。作为污泥干化系统的主要辅助设备之一,给料分配器的主要作用是对送入干燥炉的湿污泥进行切割、粉碎和抛撒。刚开始运行时,就发现给料分配器很容易故障,直接影响污泥进料,甚至造成干燥炉内污泥淤结,无法正常生产。通过仔细观察,宣建岚发现问题出在给料分配器的轴封气源和气封的位置上,于是他经过一番“手术”,终于彻底解决了这一难题。

干化后的污泥在焚烧前,需要混入一定比例的石灰石,以起到脱硫的作用。原来的石灰添加装置运行极不稳定,石灰仓内经常出现起拱现象,致使污泥与石灰难以均匀混合,焚烧后烟气排放不能达标。为此,宣建岚和同事们再次攻关,一方面优化添加装置,另一方面在石灰仓底部安装破拱装置,使石灰入炉通道得以畅通,消除了影响烟气达标排放的不利因素。

污泥焚烧后,产生的飞灰通过机械输送到储存灰仓。以前的输送设备笨重老旧,很容易磨损,一两个星期就会出次故障,维修强度大、时间长、费用高。宣建岚和他的同事们找来了浙江大学的教授们一起探讨、改进,终于研制开发成功以气动力代替机械输送的新型物料输送装置。不但结构简单、运行稳定、维修费用低,最重要的是解决了磨损问题。“现在一年半左右换个部件就行,故障可控。”宣建岚表示。

就这样,经过宣建岚和同事的不断努力,冷凝换热器的喷嘴、风机主轴及叶轮、给料分配器滚轮、污泥给料机等设备及部件都实现了国产化,其运行稳定性和使用周期甚至超过了原进口产品。尤其是给料分配器,实现了完全国产化。“以每年运行10个月计算(一年二次检修,每次一个月),过去平均两个月要更换一次,一年至少要花75万元;而国产品平均两个半月更换一次,一年花不了10万元。”

至目前,宣建岚和同事们的国产化探索,已累计为企业节约采购成本1890万元,在其所获得的7项实用新型专利中,仅《一种焚烧飞灰输灰装置》一项每年就节约采购成本90万元。

宣建岚所带领的团队终于为石洞口污水处理厂实现了国内第一套污泥处置系统的成功应用,填补了国内在此领域的空白,并起到了引领作用。由此,还申请受理了3项发明专利。

改革 

污泥进入干燥机后,通过与干燥机内的导热油换热器进行热交换,会变成含水率低于8%的干颗粒。由于污泥的含砂率高,不可避免会对换热器密集盘曲的管道产生磨损。而一旦磨损加剧,就有可能发生导热油泄漏。

2007年初,宣建岚和他的同事们第一次“遭遇漏油”事件。由于导热油盘管位于污泥干燥机内部,其间管道布置密集,空间狭小,无法用肉眼发现泄漏之处,用了十几天才能找到漏点,对生产带来了影响。事后通过总结,在遇到导热油第二次泄漏时,即采用了土办法,一两天就能准确找到漏点。宣建岚所说的土办法,就是钻到干燥机内直接寻找漏点。“身处加热的下水道,你想想会是什么滋味?”那段日子,宣建岚几乎每天都要钻好几次。“工作服都会被里面的气味腐蚀得质地变薄、露出纤维,变成一个个破洞。人出来后,就是洗手八遍还是会有味道的。”

由于干燥机内无法对漏点进行焊接,最初宣建岚他们采取把有漏点的管子切掉后封住的办法,解决漏油问题。但此后由于磨损严重,这套干化焚烧装置总计出现47次故障,漏油也越来越频繁。

如何更好更快找到漏点?一次给自行车补胎时,宣建岚得到了灵感,压缩空气检漏法能直观简单准确地找到漏点。此后,他又通过发散思维创新方法,利用膨胀螺丝的原理,自行设计了封堵漏油管的专用螺丝。

为了彻底解决漏油难题,在导热油盘管整体更换时,宣建岚和同事们向德方公司提出了三条优化建议:将导热油管的材料由低碳钢改为低合金钢(更耐磨),油管壁厚由3毫米增加到了4毫米,将内置换热器由纵向两组布置改为左中右三组抽屉式布置。三条建议均被采纳。其中第三条建议不但使换热器实现了分组梯次更换,使维修变得简单,而且还能“翻身”使用,使用寿命由此提高了50%。

通过各项优化和改革,石洞口污泥干化焚烧装置效率大大提高。运行时间从不足5000小时/年,提高到7000小时/年,综合效率提升了40%,年累计增加污泥处理量10920吨,成为国内首套连续、安全运行的系统。

2009年,根据多年的实践经验,宣建岚和同事们编制了国内首部《城镇污水污泥流化床干化焚烧技术规程》,填补了我国污泥处置行业技术规程和运行管理方面的空白。该规程2009年3月起施行,成为国内该行业的示范标准。

在这个行业摸爬滚打了10年之后,宣建岚实现了自我蜕变:从一名普通的学徒工到全国污泥焚烧技术专家;从“小改小革”的技术工到申请多项国家专利的发明家;从带领十个人的小班组到成为二十余人的首席技师工作室团队的领头人。2013年5月,他被评为上海市第九届“十大工人发明家”。

升华 

在污泥处理设备不断优化的改革探索中,外方对宣建岚团队的“攻坚能力”刮目相看,原先的技术指导者如今变成了技术合作方。 

德方设备厂商专门与石洞口污水处理厂签署合作协议,将其在中国的设备调试和培训业务交给了宣建岚他们。 

先是北京清河污泥干化焚烧项目,接着是白龙港污泥干化项目,从对设备调试阶段出现的问题进行整改、消缺、优化建议,到运行阶段培训操作人员以及帮助制订操作规程和运行方案,宣建岚团队的专业精神、精湛的技艺和良好的服务意识得到了交口称赞。

而在杭州七格污泥干化焚烧示范项目中,宣建岚和他的团队则为污泥干化焚烧实现首个全部国产化奉献了多年积累的经验。该项目总设计时,即得到宣建岚他们所提供的系统优化方案和技术咨询。设备调试期间,针对系统存在的不足,又提出了150条改进建议,全部得到采纳,对整个污泥处理行业起到了积极推进作用。

技术上,宣建岚精益求精;工作上,他更是无私地将技术经验传授给青年员工。“我的工作有两个,一是技术创新进行设备国产化,二是把小青年带出来。”目前,以宣建岚名字命名的首席技师工作室已成为污泥处置行业技术人员成才的平台。在这个城投总公司首批命名的“劳模创新工作室”中,他先后带教的12名热力司炉工分别晋升为高级工和技师。

 

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