改性污泥固体燃料工程示范及生命周期评价

：2017-12-14：，（No.14DZ1208404）。：（1963—），，，，。〔〕。（、、M1），75%~85%（1～3t/d），、3。，，；。，，/。〔〕；；；；：X703：B：1004-4345（2018）02-0038-06TheLifeCycleAssessment(LCA)oftheModifiedSludgeIncinerationinaDemanstrationProjectZHAOYoucai1，ZHOUTao1，LIUDajiang1，DAIShijin1，ZHANGRuina2，TAIJun2，CHENShanping2(1.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.Shanghaiinstitutefordesign&researchonenvironmentalengineeringCo.,Ltd.,Shanghai200232,China)AbstractTheadvantageofsludgeincinerationistheharmlessandquantitativereductionofsludgerapid.Basedonthepreviousresearchabouttheimprovementofsludgedewateringperformanceandcalorificvaluethroughtheadditionofdifferentmaterials(aged-refuse,woodchips,M1dehydrantandpulverizedcoal),wedeterminedadehydratedsludgedrying/incinerationdemonstrationproject(thetreatmentcapacityof1~3t/d)fortherawsludgewiththe78%moisturecontent.Furthermore,theLifeCycleAssessmentsofrawsludgelandfill,rawsludgedrying/incinerationandthemodifiedsludgedrying/incinerationwereevaluated.Theresultsshowedthatthemodifiedsludgedrying/incinerationhadahigherenergyoutput,butahigherindexsoftheglobalwarmingandhumantoxicity.Thevolatilizationofheavymetalsinsludgeandaged-refusewasthemaincontributorforhumantoxicityindex.Therefore,itisnecessaryforthereductionofhumantoxicityindexbychangingtheburningconditionsoradditivecomponents.Keywordssludgemodification;drying/incineration;solidfuel;demanstrationproject;LifeCycleAssessment1，1，1，1，2，2，2（1.，200092；2.，200232）39220184、，，。、、。、、[1-4]，，。，，。，、、[5]。，8～10，、、，[6]。、，，[7]。，2，NH3，，，，。，[8-11]。[8]，，。（LifeCycleAssessment，LCA）（、、），，、、、、、、[12]，。（SETAC）LCA：、、。，LCA。、、、、、、、，Peters[13]、，。Boesch[14]、，。（、、M1）[5]，1~3t、78%，、、M1，、，，。11.1，1~3t/d，2000m2，200~300kg。，75%~85%，6909~12582kJ/kg。、：5mm，30%；20%；20%，5mm。1.2、、M1100:10:5:5:20（w/w），20℃5d，。30%。1。1，：，；，＞2mm25%~50%；＞2500kcal/kg。22.1（2）。，NH3，，30%。239··39，5~6h，5L/t（）。，、EM。2.23。（a）（b）32.3、：1t、78%（FunctionalUnit）；（SystemBoundary），、；、。2.3.1,、、。,LCA，LCA。5t,0.04L·t-1·km-1[15]。，5tNOx0.01kg/L、CO22.59kg/LSOx0.002kg/L。2.3.2，、、。，，，。，LCA，。，，（4）。、、（）0.65、0.22、0.27L/t[16]；（）0.56L/t[16]。42.3.3（754kJ/kg），，40%。（），，。∶=1∶0.086（w/w）。5，，、；PM10，CO2、SOx、NOx，。，。5、11.70kW·h，、、108.26kW·h。，1。1[17]kg/tSO2PMNOxHCl14522.50ZnPb0.0660.0540··22.3.4M1、、、5%、5%、10%、20%（2）。5d，3221kcal/kg，。2%（6），，。、M1、，，，；PM、CO2、SOx、NOx。，。6，、M1、，0.27L/t（），75kW·h/t，37.5kW·h/t；1500t/d，99.73kW·h/t。，PM、CO2、SOx、NOx，3。3：2.3.5，、、；，。、L（），5t1L，SO20.002kg/L、NOx0.01kg/L、CO22.59kg/L[16]。kg/t（），kW·h，。1kg29.26MJ，8.13kW·h，1t，CO22.62t、SO28.5kg、NOx7.4kg、2.1kg[15]。，（21.6%）CH461.7kg/t、CO298.1kg/t[1]、H2S4.54×10-3kg/t、NH31.65×10-3kg/t、SO22.58×10-2kg/t、NOx7.80×10-2kg/t[18]；，CO290%，95%[15]。，，SO214kg/t、PM52kg/t，NOx2.5kg/t，Zn0.066kg/t、Pb0.05kg/t[17]；，PM1.56kg/t，HCl0.23kg/t，NOx0.48kg/t，SO20.095kg/t，Zn0.0079kg/t、Pb0.021kg/t，CO2429.51kg/t。4。/（mg/m3）/（kg/h）/（mg/m3）/（kg/h）2760.06461200.7042.19.85×10-31005.2×10-384.60.01982400.015416.83.93×10-35500.0523.99.13×10-40.708×10-51.383.23×10-41890（）2000（15m）M115105202105103105204205105101204/kg/L/L/kg/（kW·h）CO2CH4PMSO2NOxHClZnPb0.61.125.5913.330.00340.0340.388.9120.010011.263.140.650.0140.0111.24.8178.078.8363.62620.970.150.420.140.00480.01341··392.3.6、、3、3。，kg；kgCO2，CH4CO2（CO2），25.01.0；kgDCB，SO2、PM、NOx、HCl、ZnPb，DCB[19]5。5DCB6，，100%，0%，[20]。SO2PMNOxHClDCB0.310.0961.20.5ZnPb1004701.9537.4337.6500.04100104.05087.951009.410-169.02100251.29347.3122.4/（kgS.Coal-e）/%/（kgCO2-e）/%/（kgDCB-e）/%1）。：（1），。5d3221kcal/kg，，。（2），86.8%，，。（3），，。：，，，，，。（5d），。2）。（CarbonFootprint）（7），、、、，。，。，CO298.7%，CO2。，CH4，。CO2，8.5%20%，CO213。CO2，CO244.0%，104.05kg；CO210.1%，169.02kg。3）。38。67842··28，，CO2、CH4，NOx0.05%（w/w），NOxDCB1.2。，DCB，9.41kg7.31kg，，69.8%90.2%。，，PM、SO2Zn，NOxPb。，，。，，，，CO2，。，，CH4。，。4，，：1），；2），。；3），，/。［1］.［D］.：，2008.［2］FangM，WongJWC，WongMH，etc.Compostingofsewagesludgeandcoalflyash;nutrienttransformation［J］.Bio-resourceTechnology，1999，67（1）：19-24.［3］.［J］.，2001，22（3）：54-59.［4］WangQunying，ZhangLian，AtsushiSato，etc.Mineralinteractionsandtheirimpactsonthereductionofpm10emissionsduringco-combutionofcoalwithsewagesludge［J］.Proceedingsofthecombustioninstitute，2009，32：2701-2708.［5］，，，.［J］.，2009（6）：95-97.［6］.［D］.：，2007.［7］J.WertherT.Ogada.Sewagesludgecombustion［J］.Progressinenergyandcombustionscience，1997，25（1999）：55-116.［8］，，，.、［J］.，2008（10）：27-28.［9］WinKTToyotaK，MotobayashT，HosomiM.Suppressionofammoniavolatilizationfromapaddysoilfertilizedwithanaerobicallydigestedcattleslurrybywoodvinegarapplicationandfloodwatermanagement［J］.SoilSci.Plant.Nutr.，2009，55（1）：190-202.［10］VelmuruganN.，Han，S.S.，Lee，Y.S.Antifungalactivityofneutralizedwoodvinegarwithwaterextractsofpinusdensifloraandquercusserratasawdusts［J］.Int.J.Environ.Res.，2009，3（2）：167-176.［11］HiromichiSakaguchiNaotoUyama，HiroshiUyama.Preservingboiledeggswithasterilizationsystememployingmicrobiallaccaseandwoodvinegar［J］.AnimalScienceJournal，2007，78：668-671.［12］G.RebitzerT.Ekvall，R.Frischknecht，D.Hunkeler，etc.Lifecycleassessmentpart1:Framework，goalandscopedefinition，inventoryanalysis，andapplication［J］.EnvironmentInternational，2004，30：701-720.［13］G.M.Peters，H.V.Rowley.Envir