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技術(shù)支持

污泥處理:6種創(chuàng)新型污泥處理技術(shù)解析

來源:南京純水設(shè)備??????2019/6/3 20:38:37??????點擊:

www.wotx.net南京純水設(shè)備】據(jù)項目數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),機(jī)械脫水、熱干化、好氧發(fā)酵、厭氧消化以及干化焚燒的處置方式當(dāng)前占比較高。在全國328污泥無害化處理處置項目中,污泥無害化處理項目中,干化的處理方式占比仍居首位。

隨著國家對“綠色、循環(huán)、低碳”的技術(shù)路線的重視,厭氧消化、好氧發(fā)酵,以及干化后用于建材利用或與生活垃圾、水泥廠、燃煤電廠協(xié)同處置、綜合利用的方式將有所發(fā)展。

此外,微生物水解蛋白、熱解氣化以及超臨界水氧化等資源化的處置技術(shù)雖然目前尚未出臺明確的政策支持、技術(shù)及項目尚未大規(guī)模開展,但后期值得關(guān)注。

污泥干化處理方式仍居首位

E20研究院據(jù)項目數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),機(jī)械脫水、熱干化、好氧發(fā)酵、厭氧消化以及干化焚燒的處置方式當(dāng)前占比較高。通過對全國328污泥無害化處理處置項目數(shù)據(jù)統(tǒng)計,南京純水設(shè)備目前污泥無害化處理項目中,干化的處理方式占比仍居首位,其中機(jī)械深度脫水占比高于能源干化的處置方式占比,其原因在于,一方面在政策的指引下,大部分污泥脫水干化項目采用了機(jī)械脫水填埋的處置路線,另一方面大部分污水處理廠BOT價格中的污泥處理處置費用是按照填埋的方式計算,考慮到成本效益最大化,深度脫水填埋或是污水廠的最優(yōu)選擇。

眾所周知,全國50%以上的垃圾填埋場已處于超負(fù)荷運轉(zhuǎn)狀態(tài),污泥填埋的處置方式會隨著滿庫容的填埋場數(shù)量增多而受阻。在生態(tài)循環(huán)的大背景下,資源化之路將逐步受到業(yè)內(nèi)重視。干化方面,能源干化后的產(chǎn)物其含水率較低,除可用于填埋外,還可進(jìn)行森林覆土、土地沙化等土地利用方面,達(dá)到污泥后端處置資源化的目的。未來在新增項目中,機(jī)械脫水項目占比或?qū)⒊霈F(xiàn)下降趨勢。

6種新技術(shù)解析

1.熱水解+厭氧消化

熱水解預(yù)處理技術(shù)是以含固率15%~20%的脫水污泥為對象進(jìn)行的厭氧消化技術(shù)。具體而言,該工藝是通過高溫高壓熱水解預(yù)處理,以高含固的脫水污泥(含固率15%~20%)為對象的厭氧消化技術(shù)。工藝采用高溫(155℃~170℃)、高壓(6bar)對污泥進(jìn)行熱水解與閃蒸處理,使污泥中的胞外聚合物和大分子有機(jī)物發(fā)生水解、并破解污泥中微生物的細(xì)胞壁,強化物料的可生化性能,改善物料的流動性,提高污泥厭氧消化池的容積利用率、厭氧消化的有機(jī)物降解率和產(chǎn)氣量,同時能通過高溫高壓預(yù)處理,改善污泥的衛(wèi)生性能及沼渣的脫水性能、進(jìn)一步降低沼渣的含水率,有利于厭氧消化后沼渣的資源化利用。此工藝已在歐洲國家得到規(guī)?;こ虘?yīng)用。

與傳統(tǒng)消化相比,該工藝具備以下特色:(1)有機(jī)物轉(zhuǎn)化率高(2)無害化水平提高,完全殺滅病原菌,泥餅達(dá)到A級;(3)PH略高,可降低沼氣中的H2S和CO2濃度,使CH4含量提高;(4)減少污泥體積,提高污泥穩(wěn)定性。

2.微生物水解干化蛋白提取

污泥微生物通過水解破壁處理后,其胞內(nèi)蛋白質(zhì)和水分得以釋放,再經(jīng)過固液分離后,可到含水率35-45%(減量70%以上)、有機(jī)物消減40-50%的污泥殘渣和可資源化利用的含蛋白液體。污泥經(jīng)水解處理后,其含蛋白液體經(jīng)濃縮后可作為蛋白發(fā)泡劑和有機(jī)肥等利用,污泥殘渣可用做覆土、綠化土、土壤改良劑和建筑材料等。

值得注意的是,蛋白質(zhì)提取工藝中保證了重金屬不會進(jìn)入蛋白質(zhì),而蛋白可以用于工業(yè)制品,也可以進(jìn)入農(nóng)業(yè),但這些也都要企業(yè)自身完成產(chǎn)業(yè)鏈整合的工作。南京實驗室純水設(shè)備目前裕川環(huán)境的污泥蛋白質(zhì)提取工藝已成功運用,后期有望通過產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)間的有機(jī)協(xié)調(diào),打通蛋白進(jìn)入農(nóng)業(yè)的后端產(chǎn)業(yè)鏈。

3.超臨界水氧化技術(shù)

超臨界水氧化技術(shù)工藝流程為在超臨界水氧化系統(tǒng)內(nèi),污泥首先進(jìn)行預(yù)處理,配置成泥漿并將濃度調(diào)整至設(shè)計值,然后經(jīng)過高效預(yù)熱系統(tǒng)與來自高溫反應(yīng)后物料進(jìn)行換熱,達(dá)到反應(yīng)溫度后進(jìn)入超臨界反應(yīng)裝置。在超臨界水狀態(tài)下物料與氧氣充分接觸,物料中有機(jī)質(zhì)與氧氣在短時間內(nèi)完成氧化反應(yīng),反應(yīng)后產(chǎn)物作為熱源給冷物料換熱,多余熱量可通過蒸汽回收,換熱后的產(chǎn)物再經(jīng)過分離系統(tǒng)實現(xiàn)氣-液-固三相分離。

超臨界水氧化技術(shù)原理為水的臨界點是溫度374.3℃、壓力22.05MPa,如果將水的溫度、壓力升高到臨界點以上,即為超臨界水(SCW),其密度、粘度、電導(dǎo)率、介電常數(shù)等基本性能均與普通水有很大差異,表現(xiàn)出類似于非極性有機(jī)化合物的性質(zhì)。因此,超臨界水能與非極性物質(zhì)(如烴類)和其他有機(jī)物完全互溶,同時超臨界水還可以和空氣、氧氣、氮氣和二氧化碳等氣體完全互溶,而無機(jī)物特別是鹽類在超臨界水中的電離常數(shù)和溶解度則很低。目前新奧環(huán)保已在廊坊的污泥處理處置企業(yè)自建示范項目中將該技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用。

4.太陽能低溫復(fù)合膜干化

利用太陽能作為能源,將含水率80%~85%的脫水污泥均勻布入密閉的太陽能膜箱內(nèi),膜箱上表面為高透光率的太陽能低溫復(fù)合疏水膜,南京純水設(shè)備在太陽光照射下膜箱內(nèi)溫度升高,與外界形成一定的溫差,污泥吸收熱能后實現(xiàn)水分蒸發(fā),水霧在低溫復(fù)合疏水膜表層冷凝成液態(tài)水并流至集水管,蒸餾出水可回用或直接排放,得到含水率低于8%的干化污泥。

干化過程中污泥物料內(nèi)水分的蒸發(fā)與冷凝均無動力消耗,實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。污泥處理后的干渣含水率很低,可直接用于制造活性炭,性價比較普通活性炭更高。此外,針對一般污泥中含有的寄生蟲卵這一無害化處理的難題,該工藝通過復(fù)合膜技術(shù),不需添加任何輔助化學(xué)藥劑,使病原微生物等致病物質(zhì)在密閉的膜箱空間內(nèi),被太陽光紫外線有效處理。金山環(huán)保利用該技術(shù)已在宜興建立了100噸/天的污泥處理處置項目,并已穩(wěn)定。

5.蚯蚓堆肥

蚯蚓堆肥技術(shù)是在污泥堆肥的基礎(chǔ)上引入蚯蚓,蚯蚓以合適的營養(yǎng)物質(zhì)作為食物源,最終以蚯蚓糞便的形式排出,其利用原理主要包括:蚯蚓體內(nèi)分泌物的化學(xué)作用、腸道微生物的生化作用、研磨消化等物理作用。

該技術(shù)利用蚯蚓的特殊生態(tài)學(xué)功能和微生物的協(xié)同作用,可以加速有機(jī)物分解,并使有害物質(zhì)得到妥善處理。其主要影響因素有:蚓種、溫度、碳氮比(C/N)、物料含水率、調(diào)理劑等。

6.熱解氣化

污泥熱解氣化技術(shù)是將污泥熱解氣化作為污泥處置的核心技術(shù),以烘干、造粒、尾氣處置、廢渣利用為依托的系統(tǒng)工程。該技術(shù)工藝流程為:與處理后的污泥經(jīng)過低溫烘干,去除污泥表面的附著水及內(nèi)含水。烘干后的污泥在熱解氣化之前完成造粒,制成棒狀或片狀的均勻顆粒,烘干廢氣進(jìn)入氣化系統(tǒng),造粒后的污泥進(jìn)行熱解氣化,污泥中的有機(jī)物被氣化成可燃?xì)怏w,無機(jī)物以殘渣的形式排出。南京實驗室純水設(shè)備可燃?xì)怏w燃燒處理,可以利用能量,同時將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)換為煙氣,干凈的熱解氣供應(yīng)給發(fā)動機(jī)或者燃?xì)廨啓C(jī);熱解出的固體殘渣性能穩(wěn)定,可耐強酸腐蝕,而重金屬被固化在內(nèi)較難析出,由于其容易濕潤,所以出渣裝置需配備防堵塞措施。

熱解氣化技術(shù)在生活垃圾處理領(lǐng)域已有應(yīng)用,并被譽為“第三代垃圾處理技術(shù)”,目前已有桑德集團(tuán)、神源環(huán)保(神霧集團(tuán))等一批企業(yè)進(jìn)入垃圾熱解氣化領(lǐng)域。與生活垃圾相比,污泥的熱值相對較低,后端資源化、能源化的處置方式或從成本經(jīng)濟(jì)的角度考慮,有所阻礙,熱解氣化技術(shù)在污泥領(lǐng)域的發(fā)展還有待觀察。

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