污泥碳化工藝的特點(diǎn)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(diǎn)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(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)得到很大改善,但在污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥, 如果處理處置不當(dāng),會(huì)給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)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(guó)國(guó)情對(duì)污泥碳化工藝在國(guó)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(shì)【中圖分類號(hào)】 C 9 3【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A【文章編號(hào)】1673 - 8209(2010)05

2、-0263 - 021 我國(guó)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(jià)的關(guān)由水, 有利于提高機(jī)械脫水效率, 而且細(xì)胞破據(jù)國(guó)家環(huán)保部門(mén)統(tǒng)計(jì),到 2015 年,我國(guó)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(dá)到 60%,屆時(shí)每年全國(guó)污泥細(xì)胞破碎技術(shù)可促進(jìn)非自由水轉(zhuǎn)化為自耗。所以在未來(lái), 以細(xì)胞破碎技術(shù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)生量將達(dá)到 3560 萬(wàn) t,污水處理廠將達(dá)到1800 座。中國(guó)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(guò)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(wèn)題。2 國(guó)際污泥處理技術(shù)與設(shè)備國(guó)際上, 西方發(fā)達(dá)

3、國(guó)家經(jīng)濟(jì)雄厚、技術(shù)先進(jìn)、處理程度較高。各個(gè)國(guó)家和地區(qū)又根據(jù)自己的實(shí)際情況來(lái)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(ài)爾蘭三國(guó)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(dá)國(guó)家已成處理前處理后為一條重要的途徑,歐洲如德國(guó)、荷蘭等國(guó)建圖 1 細(xì)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(dá)到表 1 干化工藝投資運(yùn)行成本60% 后,進(jìn)入電廠焚燒,或者堆肥農(nóng)用,實(shí)現(xiàn)能源再利用。國(guó)外經(jīng)過(guò)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(jiàn)的類型有:(1)直接加熱式。原理為對(duì)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(pán)、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(pán)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(lái)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(guò)經(jīng)過(guò)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(shí)驗(yàn)性和經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的生產(chǎn)技術(shù),其發(fā)展趨勢(shì)在于以安全和效率為目標(biāo), 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(jìn)過(guò)程。發(fā)達(dá)國(guó)家干化焚燒技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,但是設(shè)備復(fù)雜,造價(jià)高昂,運(yùn)行費(fèi)用較高,操作也比較困難。在國(guó)內(nèi)一般的企業(yè)和城市難以大規(guī)模推廣,所以開(kāi)發(fā)適合中國(guó)國(guó)情的污泥處理工藝設(shè)備迫在眉睫。開(kāi)發(fā)污泥干化環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗技術(shù)是實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)型污泥處理利用系統(tǒng)的著力點(diǎn)。降低含水率是實(shí)現(xiàn)污泥處理節(jié)能降耗的基礎(chǔ),提高消化效率是實(shí)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(yùn)行成本工藝將開(kāi)辟?gòu)V泛的市場(chǎng)空間。和惰性氣體保護(hù)系統(tǒng), 降低了投資成本、操作難度和爆炸危險(xiǎn)。3 污泥碳化技術(shù)特點(diǎn)(3)產(chǎn)生的廢氣較少,減少了對(duì)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(guò)低的問(wèn)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(dá)到 32436-10MPa,通過(guò)熱交換器,加溫至 400-450°達(dá)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(shí),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(jī)物被分解, 二氧化碳?xì)鈴墓腆w中被分離, 同源化處置創(chuàng)造了有利的基礎(chǔ)。時(shí)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(jiàn)表 1 。(1)破壞污泥細(xì)胞,釋放細(xì)胞內(nèi)水分基于對(duì)污泥細(xì)胞結(jié)構(gòu)和水分布的原理5 污泥干化工藝投資和運(yùn)行成本分析(2)熱作用下有機(jī)物水解,破壞膠體結(jié)構(gòu)見(jiàn)表 2 ?；趯?duì)污泥膠體結(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(yùn)行成本上原理有很大的優(yōu)勢(shì),工藝和操作難度都較其它工藝3.2 污泥碳化技術(shù)特點(diǎn)低。目前, 即使在美國(guó), 低溫碳化也是處于起(1)通過(guò)對(duì)污泥改性提高脫水性能步階段, 技術(shù)使用

8、費(fèi), 設(shè)計(jì)費(fèi)等相對(duì)收取的較(2)污泥碳化技術(shù)沒(méi)有變相,能耗比傳統(tǒng)干高, 一旦國(guó)產(chǎn)化批量推廣, 整體造價(jià)還會(huì)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(guò)低溫碳化處理后細(xì)6 結(jié)語(yǔ)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(shí)大量微生物細(xì)胞壁也巨大, 隨著研究的深入, 投資成本還將進(jìn)一步在處理過(guò)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(shì)以下,符合國(guó)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(biāo)化和堆肥,為污泥的資源化處置提供了廣泛的準(zhǔn)的填埋要求。前 景 。(3)在污泥低溫碳化過(guò)程中,絕大多數(shù)的碳(2)物料在整個(gè)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(xiàn)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(guó)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),

10、1999,21(1):51 - 54 .3 李金紅,何群彪.歐洲污泥處理處置概況 J . 中國(guó)給水排水, 2 0 0 5 , 2 1 ( 1 ) : 1 0 1 - 1034 于洪江,楊金凱.污泥低溫碳化技術(shù)的中試 研究J.中國(guó)建設(shè)信息水工業(yè)市場(chǎng),2009, ( 3 ) : 55 - 5 7 .5 夏洲,王偉,王治軍,等.城市污泥低壓氧化 的中試研究.哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005, 21(2):153 - 156.6 馬士禹,唐建國(guó),陳邦林.歐盟的污泥處置 和利用 J . 中國(guó)給水排水,2006,22( 4) : 102 - 105 .7 王偉.城市污泥處理處置的關(guān)鍵問(wèn)題與水 熱處理技術(shù). 無(wú)

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(huì).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(jī)械設(shè)備有限公司聯(lián)系人：劉相國(guó)QQ:2

12、660959651電話上接 262 頁(yè))價(jià)較低而易出現(xiàn)工程質(zhì)量問(wèn)題的部位,應(yīng)適當(dāng) 提高工程造價(jià), 有關(guān)管理部門(mén)應(yīng)重視, 杜絕一 味地降低工程造價(jià),而忽視工程質(zhì)量的現(xiàn)象。5 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理不到位原因及對(duì)策施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理行為不到位是造成質(zhì)量問(wèn)題的一個(gè)重要原因。個(gè)別監(jiān)理單位為了尋求 經(jīng)濟(jì)效益掛靠高級(jí)資質(zhì)承接監(jiān)理業(yè)務(wù),項(xiàng)目監(jiān) 理機(jī)構(gòu)的人員資格、配備不符合要求,存在監(jiān) 理人員無(wú)證上崗的現(xiàn)象,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理質(zhì)量控制體 系不健全, 監(jiān)理人員對(duì)材料、構(gòu)配件、設(shè)備 投入使用或安裝前未進(jìn)行嚴(yán)格審查,沒(méi)有嚴(yán)格 執(zhí)行見(jiàn)證取樣制度,甚至對(duì)隱蔽工程沒(méi)有進(jìn)行 有效的監(jiān)理,有的項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)甚至未按規(guī)定程序組織檢驗(yàn)批、分項(xiàng)、分部工程的質(zhì)量驗(yàn)攻關(guān),抓住重點(diǎn),以點(diǎn)帶面,制定行之有效的治收, 就進(jìn)入下道工序施工, 許多質(zhì)量隱患得不理方案。到及時(shí)解決。所以各監(jiān)理企業(yè)要加強(qiáng)內(nèi)部管理,建立健參考文獻(xiàn)全質(zhì)量控制體系,加強(qiáng)項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)的質(zhì)量管1 現(xiàn)行建筑設(shè)計(jì)規(guī)范大全S.北京:中國(guó)建筑理, 嚴(yán)格按照國(guó)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(chǎng)監(jiān)理人員認(rèn)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(guó)建筑設(shè)行政主管部門(mén)加強(qiáng)對(duì)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(chǎng)監(jiān)理質(zhì)量。3 現(xiàn)行建