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污泥處理未來的主流技術

添加時間:2019-11-18 09:09:54 來源:www.hjeqor.tw 作者:鄭州德森環境

借鑒國際經驗,未來污泥處理處置的技術發展主要有四條路徑:

 

1、沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術路線

厭氧反應流程:

 

污泥厭氧處理流程

厭氧消化具有以下優點:

1)提高后續處理的效率并減少后續處理能耗。通常認為厭氧反應可以實現污泥減量化、穩定化。通過厭氧反應,污泥中有機物去除40%-60%,有害病菌減少。此外,厭氧消化提高污泥脫水穩定性,讓焚燒等后續處理減少35%以上的能耗。

2)厭氧消化成本較低。根據《中國環境報》統計,單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日),由于不用鼓風曝氣等,節約了成本,單純厭氧消化運行費用約為60-120 元/噸(含水率80%,不包括濃縮和脫水),而好氧發酵運行費用為120-160 元/噸。

歐美50%以上的污泥采用厭氧消化處理,產生的沼氣轉化為電能可滿足污水廠所需電力的33%~100%。

但污泥厭氧消化在我國應用的并不順暢。我國建設的約50 座污泥厭氧消化設施中,可以穩定運營的只有20 余座。

主要原因是由我國污泥泥質差、處理廠運行管理水平低。我國污泥含砂量較高、有機物含量較低、污泥可生化性差,消化設備運行的穩定性和產沼氣率等指標普遍未達到國外標準。此外,我國缺乏沼氣利用的激勵機制,設備的投資費用高,系統運行較為復雜不易掌握。

不過采用堿解處理、熱處理、超聲波處理、微波處理等方法對污泥進行預處理,可以提高污泥水解速率,改善污泥厭氧消化性能。并通過項目經驗的積累,企業也逐步掌握了較為全面的操作技能。污泥厭氧消化技術會是未來的一個主流方向。

2、土地利用為主的好氧發酵技術路線

好氧堆肥是在有氧情況下,通過微生物的發酵作用,將污泥轉變為肥料的過程。其中有機物料代謝為二氧化碳、水和熱。

好氧堆肥的優點包括:

1)發酵效率高,穩定化時間相對短;

2)臭味少,實現滅菌;

3)含水率可降到40%;

4)污泥成品主要用于修復鹽堿地、城市綠化、垃圾場覆蓋以及建筑等方面用土;

5)并衍生出蚯蚓生物堆肥等來強化堆肥效果,比如興蓉環境和綠山的合作。

堆肥的難點主要包括:

1)能量凈支出,通風能耗費用占比80%;

2)需對好氧堆肥運行的不同階段的合理通風量加強研究;

3)缺少C/N 等控制因素的理論研究,致使存在調理添加劑使用過多的情況。

污泥經發酵后轉化為腐殖質,可限制性農用、園林綠化或改良土壤,從而實現污泥中有機質及營養元素的高效利用,設備投資少、運行管理方便。

但占地面積大、發酵產品存在重金屬污染等缺點使得好氧發酵技術在我國較難發展。

目前污泥好氧發酵工程可采用高效、快速、穩定、集約化的設計、運營模式,可實現占地面積的大幅縮小;此外,研究表明我國城市生活污泥的重金屬超標比例約5%,污染風險較小,不應該成為限制污泥發酵產品土地利用的主要障礙。

因此,在《城鎮污水處理廠污泥處理處理技術指南(試行)》中,“好氧發酵+土地利用”也被列為推薦技術路線。該技術在相對欠發達地區,應用前景較大。

3、污泥干化-焚燒技術路線

長期以來,國人對污泥干化焚燒工藝存在誤讀,普遍認為它是一種高能耗工藝和高碳排放工藝。實際上,國際上污泥焚燒能量可以達到自給,不同工藝能耗來看,焚燒工藝(~100kW/t)與堆肥工藝(>100kW/t)相當。

焚燒實現徹底處理和處置,而堆肥后續需要考慮儲存、運輸等能耗。而且,污泥中的有機質焚燒是碳中性的。此外,人們還誤認為污泥焚燒特性與垃圾相同是二噁英排放源。

干化焚燒工藝的設備投資較大,焚燒產生的煙氣污染嚴重,還需建立完善的煙氣處理系統,這也加大了污泥的處理費用。因此干化焚燒工藝一般適用于用地緊張且經濟發達的地區。

隨著對碳減排和污泥生物質資源認識的不斷加深,干化焚燒工藝在國外的應用范圍開始減少。然而現階段,在我國污泥厭氧消化和好氧發酵技術還未成熟的情況下,污泥干化焚燒在一定時期內可能會出現增長的態勢,尤其是工業窯爐協同焚燒的方式。

4、建材利用為主的污泥高干脫水處理技術路線

大家對污泥高干脫水技術的普遍認知還停留在投加大量化學藥劑,導致減容不減量;且藥劑對后續污泥焚燒、土地利用、建材利用等產物影響;是臨時性、應急污泥處理處置技術路線等。

目前采用的高干脫水工藝,投加大量藥劑未達到減量效果,且未與后續處置相結合,將阻礙污泥處理技術發展,導致劣幣驅除良幣的現象


關鍵詞:污泥處理 | 污泥干化處理 | 城市污泥 |
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