中国华能的“黑科技”新型的污泥处理装置——前置炭化一体机，让人人避而远之的“垃圾”，经过无害化处理，成为能够发电的“原料”。
随着污染防治攻坚战的推进，我国污水处理率已超过90%，作为污水处理重要副产物的污泥也伴随污水处理规模的扩大而大量产生。污泥是污水处理过程中产生的沉淀物质，含水率较高、体积大、易腐烂、气味恶臭，且含有病菌等有毒有害物质。
那么，按照我国工业飞速发展的速度，每天产生的污水污泥量不在少数，很多人都会好奇，它们去了哪里？又是如何被处理的？
在中国华能各地的生产企业，这些人人避而远之的“垃圾”，经过无害化处理，成为了能够发电的“原料”，以华能福州电厂为例，现在的最大日处理污泥量将增至吨。按一体机年运行小时计算，每年污泥处理量约为8万吨；干化每吨湿污泥能够节约燃煤65.60千克，按一年处置8万吨污泥计算，可减少吨燃煤，增发电量万千瓦时。
工业垃圾变废为宝，其中奥秘是什么？今天，请跟随《中国科技信息》的脚步，一起来了解中国华能的“黑科技”新型的污泥处理装置——前置炭化一体机。
为城市解决“污泥之困”
对于工业污水来说，可经过污水处理厂处理达标后排放。不过，过程中产生的污泥如果处置不当，很容易使水体、土壤等造成二次污染，让城市陷入“污泥之困”。
随着城市化进程的不断加快，国内生产生活污水与日俱增。目前，业内主要以填埋方式处理污泥，随着生态文明理念日益深入人心，城市污泥填埋处置管控日趋严格，大量污泥如果得不到无害化处理，将面临无处可去的境地。
因此，中国华能研发出前置炭化一体机，成为污泥进入电厂后的第一站。在它的加持下，污泥经过浓缩、调质、脱水、压制等工艺流程，再通过专用密闭运输车，沿指定路线送往电厂进行无害化、资源化处理。
老陈是连坂污水处理厂的一名司机，每天上午9点，他就开着密闭运输车开始一天的工作。连坂污水处理厂是仓山最大的污水“收容站”，每天有20万吨污水要到这儿“报到”。经过污水处理后形成的污泥，将被压缩成一块块含水率60%以内、指标合格的泥饼。老陈的工作就是运送这些泥饼。
几十分钟后，老陈的车载着这些泥饼来到目的地——华能福州电厂。在这里，泥饼和煤掺和在一起，再经过锅炉的高温“锻造”，不仅实现无害化处理，还可以发电，解决了城市污泥无处可去的老大难问题。
污泥在煤中“洗个澡”
为何污泥处理可以达到无污染还能发电的效果？这就不得不提到核心装备“一体化处理机”，通过抽取锅炉高温烟气进入一体化处理机内部，对城市废弃物进行干燥、炭化和粉碎处理，以气粉两相流状态直接输送进入炉膛进行无害化高温焚烧，经电厂已有环保装置后达标排放。
在人们的基本认知中，带有水分的污泥，是无法燃烧的。那么，这样的处理过程又是怎样实现的呢？首先，污泥本身就有一定的热值，在某种程度上也可以叫燃料。不过污泥的热值偏低，只有经过层层技术处理，才能真正烧起来。
接近上午十一时，华能福州电厂圆形煤罐内，几辆运输车排着队卸污泥，工人们忙着操纵铲车，正将污泥与煤掺和起来。掺和搅拌，指的是将污泥和煤按1∶3的比例掺和，让污泥在煤中“洗个澡”，就能沾上厚厚一层煤，成为煤泥混合物。然后就是粉碎燃烧。磨煤机将煤泥混合物粉碎，直接通过传送管道喷到锅炉中进行燃烧发电。
其中，污染物处置最重要的任务，是减少二噁英和有害气体的产生，以及重金属有害固体物的析出。研究显示，温度在1度以上时，重金属及其他有害物形成玻璃体，不会对环境造成污染。
而前置炭化一体机锅炉的炉膛，特别是大型燃煤锅炉，工作的温度正好是1—℃，处于无害化处置条件的区间，刚好实现了无害化高温焚烧，有了它之后，就可以通过抽取锅炉高温烟气进入一体化处理机内部，对城市废弃物进行干燥、炭化和粉碎处理。
“低碳黑科技”治泥也治气
在解决了“带水的污泥如何燃烧？”这个问题后，又有一个疑问随之而来：掺煤燃烧后，产生的废气，如果不解决，不仍然是“换汤不换药”为环境带来污染吗？
其实不然。经过论断，掺污泥燃烧发电，是消纳污泥使其成为环保材料的“黑科技”，然而，其局限性也引起了电厂负责任的重视。“煤泥混合物虽然经过了干化处理，但含水量依然较高，所以掺烧比例不能太高。”负责人姚炜说。
煤泥混合物在输送过程中，极易造成磨煤机落煤斗堵塞，影响机组安全，因而无法大规模掺烧。此外，污泥的装卸、搅拌等过程多为露天作业，气味难闻，带来了环境的二次污染。
因此，该电厂在今年2月全新推出升级版污泥处理技术——污泥前置干燥炭化处理技术。项目包含污泥干化系统和厂内配套系统，可将城市生活污泥在热干化、粉碎后直接送入锅炉燃烧发电，并对过程中产生的臭气、废水等污染物进行全封闭无害化处理。
“新工艺采用了全封闭、一体化、负压等先进工艺，将大大提升污泥处置效率，实现无害化、减量化、规模化、资源化处理，同时带来一定的经济效益。”陈祖良说，项目投产后，最大日处理污泥量将增至吨。按一体机年运行小时计算，每年污泥处理量约为8万吨；干化每吨湿污泥能够节约燃煤65.60千克，按一年处置8万吨污泥计算，可减少吨燃煤，增发电量万千瓦时。
不仅如此，锅炉还有其他强大的环保设施对烟气进行处理。例如，在华能杨柳青热电厂，粉尘、二氧化硫、氮氧化物三项环保指标均优于国家火电行业大气污染物超低排放标准。
结语
近年来，中国大力推进创新驱动和绿色发展，加快建设清洁能源供应体系，电气化水平明显提升，节能降碳成效显著，电力技术创新成果丰硕。过去10年，中国清洁能源装机占比从24%提高到44%，电能占终端能源消费比重从19%提高到27%，单位GDP能耗下降30%、碳排放强度下降40%，86%的煤电机组完成超低排放改造，能源科技创新推动绿色低碳转型取得显著成效。
中国华能集团在低碳环保这条道路上的尝试，就是能源科技创新一个精彩缩影。中国华能集团有限公司董事长舒印彪曾表示，到年，该公司低碳清洁能源装机占比达到50%以上。他还认为，太阳能发电、风力发电、核电、储能、氢能、再电气化、数字化、CCS和CCUS、以新能源为主体的新型电力系统等9项重点技术，在未来20年对推动全球绿色低碳转型将起到关键作用。