污泥碳化工藝的特點與發(fā)展展望

1、2010 年第 5 期工程技術(shù)研究人力資源管理renliziyuanguanli污泥碳化工藝的特點與發(fā)展展望畢三山(浙大海元環(huán)境科技有限公司浙江杭州 310000)【摘要】隨著污水治理技術(shù)的飛速發(fā)展,曾經(jīng)制約我國經(jīng)濟發(fā)展的水環(huán)境污染問題已經(jīng)得到很大改善,但在污水處理過程中產(chǎn)生的污泥, 如果處理處置不當,會給環(huán)境帶來嚴重的二次污染。文中分析了傳統(tǒng)污泥處理處置方法的局限性,介紹了污泥碳化工藝歷史與發(fā)展,結(jié)合中國國情對污泥碳化工藝在國內(nèi)的發(fā)展前景做了分析?！娟P(guān)鍵詞】污泥處置污泥處理設(shè)備 污泥碳化 發(fā)展趨勢【中圖分類號】 C 9 3【文獻標識碼】 A【文章編號】1673 - 8209(2010)05

2、-0263 - 021 我國污泥生產(chǎn)處置現(xiàn)狀取消污泥返混等復(fù)雜設(shè)備是降低造價的關(guān)由水, 有利于提高機械脫水效率, 而且細胞破據(jù)國家環(huán)保部門統(tǒng)計,到 2015 年,我國城鍵 。碎技術(shù)可以避免直接蒸發(fā)水分所產(chǎn)生的高能鎮(zhèn)污水處理率將達到 60%,屆時每年全國污泥細胞破碎技術(shù)可促進非自由水轉(zhuǎn)化為自耗。所以在未來, 以細胞破碎技術(shù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)生量將達到 3560 萬 t,污水處理廠將達到1800 座。中國目前污泥處置的現(xiàn)狀是 83% 以上棄置,10% 焚燒,6% 填埋,不到 1% 的污泥是通過堆肥等技術(shù)處理后回用于土地,污泥的二次污染已經(jīng)成為亟待解決的環(huán)境問題。2 國際污泥處理技術(shù)與設(shè)備國際上, 西方發(fā)達

3、國家經(jīng)濟雄厚、技術(shù)先進、處理程度較高。各個國家和地區(qū)又根據(jù)自己的實際情況來選擇某種較為合適的處理方法。例如,西歐主要以間接熱干化為主,美、英、北愛爾蘭三國以填埋、農(nóng)用為主,而日本主要采用焚燒。間接熱干化在發(fā)達國家已成處理前處理后為一條重要的途徑,歐洲如德國、荷蘭等國建圖 1 細胞結(jié)構(gòu)的破壞7有大型污泥預(yù)干化廠,預(yù)干化的污泥含水達到表 1 干化工藝投資運行成本60% 后,進入電廠焚燒,或者堆肥農(nóng)用,實現(xiàn)能源再利用。國外經(jīng)過幾十年的發(fā)展,污泥干化設(shè)備有許多不同的種類,其中常見的類型有:(1)直接加熱式。原理為對流加熱,代表設(shè)備有轉(zhuǎn)鼓、流化床等 ;(2)間接加熱式。原理為傳導(dǎo)或接觸加熱,代表設(shè)備有螺

4、旋、圓盤、薄層、碟片、槳式等;(3)熱輻射加熱式。有帶式、螺旋式等。最常用的類型是直接加熱轉(zhuǎn)鼓式、間接加熱圓盤式 / 板片式和流化床三種。目前,全世界大約有 50 余家污泥干燥公司 , 包括 : A n d r i t z G r o u p , V o m m ,Bakerrullman,Berlie Technologies Inc,Flo-D r y , 大川原公司, 奈良, 西格斯, U S F i l t e r ,Atlas - Stord, 等,縱觀 40 年來污泥干化技術(shù)的發(fā)展歷程,可以看出污泥干化采用的仍是幾十年前的傳統(tǒng)干燥技術(shù), 只不過經(jīng)過一定的改造, 以使之更適應(yīng)污泥這種

5、物料而已,技術(shù)壁壘并不高。干化工藝是一種綜合性、實驗性和經(jīng)驗性很強的生產(chǎn)技術(shù),其發(fā)展趨勢在于以安全和效率為目標, 以干燥器結(jié)構(gòu)為中心、綜合一系列邊緣技術(shù)的持續(xù)不斷的改進過程。發(fā)達國家干化焚燒技術(shù)已經(jīng)相當成熟,但是設(shè)備復(fù)雜,造價高昂,運行費用較高,操作也比較困難。在國內(nèi)一般的企業(yè)和城市難以大規(guī)模推廣,所以開發(fā)適合中國國情的污泥處理工藝設(shè)備迫在眉睫。開發(fā)污泥干化環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗技術(shù)是實現(xiàn)資源循環(huán)型污泥處理利用系統(tǒng)的著力點。降低含水率是實現(xiàn)污泥處理節(jié)能降耗的基礎(chǔ),提高消化效率是實現(xiàn)污泥能源回收的核心。- 2 6 3 -2010 年第 5 期人力資源管理renliziyuanguanli表 2 干化工藝

6、投資運行成本工藝將開辟廣泛的市場空間。和惰性氣體保護系統(tǒng), 降低了投資成本、操作難度和爆炸危險。3 污泥碳化技術(shù)特點(3)產(chǎn)生的廢氣較少,減少了對環(huán)境的二次低溫碳化技術(shù)主要由 EnerTech(能源技污染;濾液 BOD 非常高生化性很好,能有效改術(shù))公司研發(fā)推廣,技術(shù)名稱為 SlurrycarbTM,善很多地方污水廠 B/C 比過低的問題。該工藝是連續(xù)式的。其工藝是將污泥加壓至(4)碳化后污泥的高位發(fā)熱值達到 32436-10MPa,通過熱交換器,加溫至 400-450°達卡 / 公斤污泥,比碳化前污泥的熱值減少了F(204-232)。熱化分解反應(yīng)時,污泥中的有6.8%,污泥熱值得以

7、最大限度保留,為后續(xù)資機物被分解, 二氧化碳氣從固體中被分離, 同源化處置創(chuàng)造了有利的基礎(chǔ)。時又最大限度地保留了污泥中的碳值,使最終產(chǎn)物中的碳含量大幅提高。4 污泥處理工程案例3.1 污泥碳化技術(shù)原理見表 1 。(1)破壞污泥細胞,釋放細胞內(nèi)水分基于對污泥細胞結(jié)構(gòu)和水分布的原理5 污泥干化工藝投資和運行成本分析(2)熱作用下有機物水解,破壞膠體結(jié)構(gòu)見表 2 ?；趯ξ勰嗄z體結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)降粘度的由表 2 可知,低溫碳化技術(shù)在運行成本上原理有很大的優(yōu)勢,工藝和操作難度都較其它工藝3.2 污泥碳化技術(shù)特點低。目前, 即使在美國, 低溫碳化也是處于起(1)通過對污泥改性提高脫水性能步階段, 技術(shù)使用

8、費, 設(shè)計費等相對收取的較(2)污泥碳化技術(shù)沒有變相,能耗比傳統(tǒng)干高, 一旦國產(chǎn)化批量推廣, 整體造價還會大幅燥技術(shù)低 50%,比直接焚燒低 80%。度降低。圖 1 為污泥經(jīng)碳化處理前后電鏡圖,可以比較清晰的看到污泥經(jīng)過低溫碳化處理后細6 結(jié)語胞外聚合物( E PS ) 被徹底破壞, 大大降低了(1)污泥低溫碳化起步比較晚,發(fā)展的空間EPS 的持水性,與此同時大量微生物細胞壁也巨大, 隨著研究的深入, 投資成本還將進一步在處理過程中破裂。所以經(jīng)碳化處理后的污的降低。泥能夠采用傳統(tǒng)的脫水方法將污泥含水率控(2)在溫度 210260,壓力 610MPa制在 50% 以內(nèi)。條件下,污泥發(fā)生裂解,脫水

9、后含水率為 50%3.3 污泥碳化技術(shù)優(yōu)勢以下,符合國家建設(shè)部 CJ/T 249 2007關(guān)(1)低溫碳化后的污泥更加有利于厭氧消于城鎮(zhèn)污水廠污泥處置 混合填埋泥質(zhì)標化和堆肥,為污泥的資源化處置提供了廣泛的準的填埋要求。前 景 。(3)在污泥低溫碳化過程中,絕大多數(shù)的碳(2)物料在整個工藝流程中都能用特種泵值保留在了最后的碳化物中,為污泥碳化物的泵送, 省去了大量固態(tài)污泥傳輸、返混設(shè)備資源化再利用提供了條件。工程技術(shù)研究參考文獻1 楊新海,張辰.上海市石洞口城市污水處理 廠污泥干化焚燒工程,中國水網(wǎng),2004.2 胡龍,何品晶,邵立明.城市污水污泥熱干 燥處理技術(shù)及其應(yīng)用分析J重慶環(huán)境科 學(xué),

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11、錫. 2009 . 5 .8 黃鷗.污水廠污泥處理處置的思路與幾種 處理方法的應(yīng)用.2009 第四屆水處理行業(yè) 新技術(shù)新工藝應(yīng)用交流會.9 Doppler M. Bioet hanol plant of Agranabioet hanol . GmbH in Pischelsdorf . Zuckerindust rie ,2008,33(2):7983.10Superuser S. Features in t he Decem-ber 2001 edition of Water21.Water21, IWA Publishing,2007.11.河南永正機械設(shè)備有限公司聯(lián)系人：劉相國QQ:2

12、660959651電話上接 262 頁)價較低而易出現(xiàn)工程質(zhì)量問題的部位,應(yīng)適當 提高工程造價, 有關(guān)管理部門應(yīng)重視, 杜絕一 味地降低工程造價,而忽視工程質(zhì)量的現(xiàn)象。5 現(xiàn)場監(jiān)理不到位原因及對策施工現(xiàn)場監(jiān)理行為不到位是造成質(zhì)量問題的一個重要原因。個別監(jiān)理單位為了尋求 經(jīng)濟效益掛靠高級資質(zhì)承接監(jiān)理業(yè)務(wù),項目監(jiān) 理機構(gòu)的人員資格、配備不符合要求,存在監(jiān) 理人員無證上崗的現(xiàn)象,現(xiàn)場監(jiān)理質(zhì)量控制體 系不健全, 監(jiān)理人員對材料、構(gòu)配件、設(shè)備 投入使用或安裝前未進行嚴格審查,沒有嚴格 執(zhí)行見證取樣制度,甚至對隱蔽工程沒有進行 有效的監(jiān)理,有的項目監(jiān)理機構(gòu)甚至未按規(guī)定程序組織檢驗批、分項、分部工程的質(zhì)量驗攻關(guān),抓住重點,以點帶面,制定行之有效的治收, 就進入下道工序施工, 許多質(zhì)量隱患得不理方案。到及時解決。所以各監(jiān)理企業(yè)要加強內(nèi)部管理,建立健參考文獻全質(zhì)量控制體系,加強項目監(jiān)理機構(gòu)的質(zhì)量管1 現(xiàn)行建筑設(shè)計規(guī)范大全S.北京:中國建筑理, 嚴格按照國家相關(guān)規(guī)定配備監(jiān)理人員, 督工業(yè)出版社,2005.促現(xiàn)場監(jiān)理人員認真履行各自監(jiān)理職責(zé)。建2 現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范大全S.北京:中國建筑設(shè)行政主管部門加強對監(jiān)理單位的監(jiān)督管理,工業(yè)出版社,2005.提升施工現(xiàn)場監(jiān)理質(zhì)量。3 現(xiàn)行建