污泥處理處置技術(shù)路線的思考

主要內(nèi)容一、污泥現(xiàn)狀二、主要工藝路線應(yīng)用情況三、主要工藝路線特點(diǎn)一、我國污泥的產(chǎn)生及處理處置現(xiàn)狀污泥產(chǎn)生量迅速增加2004年污水排放總量356.5億噸污水處理能力179億噸2010年污水處理能力365億噸2015年污水處理能力475億噸污泥產(chǎn)率按1.5t-DS/萬t-污水計(jì)：2004年1220萬噸/年2010年2740萬噸/年2015年3560萬噸/年

我國污泥的產(chǎn)生及處理處置現(xiàn)狀與污水相比污泥處理嚴(yán)重脫節(jié)處理率低、工藝不完善技術(shù)單一、裝備水平落后處置保障率低、二次污染風(fēng)險(xiǎn)大污泥處理的問題分析污泥含水率從95%降低至80%，污泥體積減少75%，從80%降低至50%體積還將減少60%含水率高是污泥處理處置的難點(diǎn)所在含水率與污泥熱值污泥含水率越高，熱值越低，當(dāng)含水率低于50%時(shí)，才適合焚燒污泥處理的問題分析重水輕泥的結(jié)果是事倍功半污泥是污水處理的產(chǎn)物，在污水得到凈化的同時(shí)，約一半的污染物轉(zhuǎn)移到污泥中。不解決好污泥處理處置的問題，污水處理的效果只是“事倍功半”。污泥是什么？

污泥是污染物：惡臭物質(zhì)、病原體、重金屬、持久性有機(jī)物污泥是營養(yǎng)質(zhì)：富含有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀污泥是能源物質(zhì)：內(nèi)含大量能量

二、主流的可行技術(shù)路線

（涵蓋西方95%以上）

1.深度脫水+填埋“深填”

2.干化+焚燒+灰渣填埋或建材利用“干焚”

3.好氧發(fā)酵+土地利用（農(nóng)用為主）“好土”

4.厭氧消化+土地利用（農(nóng)用為主）“厭土”

美國的污泥處理處置技術(shù)路線美國16000座污水處理廠，服務(wù)2.3億人口，日處理污水1.5億立方米，年產(chǎn)污泥3500萬噸

650座集中厭氧消化設(shè)施，處理了58%的污泥

700座好氧發(fā)酵設(shè)施，處理了22%的污泥

76套CHP設(shè)備，裝機(jī)容量220兆瓦，占污泥總量的20%

60%污泥農(nóng)用，3%生態(tài)修復(fù)，17%填埋，20%焚燒；厭氧消化（好氧發(fā)酵）+土地利用（農(nóng)用）為主

歐洲的污泥處理處置技術(shù)路線

歐盟國家50000座污水處理廠，日處理1.7億立方米年產(chǎn)污泥4000萬噸

50%以上的污泥進(jìn)行了厭氧消化，英國厭氧消化率達(dá)到66%

50%以上的污泥農(nóng)用，20%填埋，20%焚燒填埋量持續(xù)減少，焚燒量維持不變，土地利用增加，英國丹麥挪威芬蘭盧森堡土地利用均已超過60%

厭氧消化+土地利用（農(nóng)用）

國家產(chǎn)業(yè)政策污泥處理處置鼓勵(lì)優(yōu)先采用土地利用作為污泥的最終處置方式，相應(yīng)地鼓勵(lì)采用厭氧消化和好氧發(fā)酵方式。

《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染物防治技術(shù)政策（試行）》《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南（試行）》《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃的通知》三、主要工藝路線特點(diǎn)

1.“深填”路線：

營養(yǎng)質(zhì)無法利用（但沒破壞）；

高水平碳排放；

場(chǎng)地日益難找；

多做為臨時(shí)措施

2.“干焚”路線：

營養(yǎng)質(zhì)無法利用（被破壞）；無能量輸出，如無法平衡，還須能量輸入；中等水平碳排放，尾氣難以處理處理干凈徹底，適用于特種地區(qū)及特種污泥

3、“好土”路線案例介紹好氧發(fā)酵+土地利用（農(nóng)用為主）雖無能量回收，但可以增加營養(yǎng)質(zhì)的循環(huán)量，間接減少由化肥生產(chǎn)產(chǎn)生的碳排放，且基本屬于低碳排放。

可作為國家污泥處理處置的輔助技術(shù)路線

一、工程概況鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)閥傳感器信號(hào)調(diào)理模塊控制系統(tǒng)翻拋機(jī)調(diào)理劑脫水污泥回填料覆蓋物料篩上物篩下物腐熟物料成品外運(yùn)發(fā)酵倉篩分機(jī)料斗料斗料斗混料機(jī)工藝流程圖生物發(fā)酵過程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)水分生物發(fā)酵的脫水過程生物發(fā)酵的勻翻機(jī)動(dòng)態(tài)翻拋翻拋機(jī)后熟堆放為應(yīng)用

堆肥產(chǎn)品無害化：含水率：50%左右有機(jī)質(zhì)：≥200g/kg(干基)氮磷鉀含量：≥30g/kg(干基)蛔蟲卵死亡率：≥95%種子發(fā)芽指數(shù)：>70%生產(chǎn)成本：約120~150元/噸污泥含水率影響大有機(jī)輔料用量大影響方面多：1、經(jīng)濟(jì)景氣2、地域3、季節(jié)4、天氣5、庫房條件6、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)全密閉的生物發(fā)酵槽1、與水分去除沖突2、耗電3、輕鋼結(jié)構(gòu)腐蝕供氣方式的區(qū)別

嚴(yán)重腐蝕廠房坍塌

堺市石津事業(yè)所（污泥好氧發(fā)酵處理廠）1、規(guī)模50t/d，靜態(tài)2、進(jìn)泥65%，不添外來輔料3、發(fā)酵周期45天，出泥30%4、除臭采用水洗、酸洗加堿洗。

4、“厭土”路線案例介紹全國3000萬噸污泥如采用厭氧消化+土地利用（農(nóng)用為主）的技術(shù)路線進(jìn)行處理處置，將動(dòng)態(tài)增加3%-10%的營養(yǎng)質(zhì)循環(huán)量；將產(chǎn)生25億立方米甲烷氣清潔能源，可發(fā)電40億度；與其他路線比較，可直接減少碳排放1500萬噸，間接400萬噸產(chǎn)生巨大的國家利益。應(yīng)成為國家污泥處理處置的主要技術(shù)路線

污泥厭氧消化工藝的理論產(chǎn)能分析

去除1tCOD350m3CH4發(fā)電1050度（耗電75度）凈輸出電975度5萬t/d污水廠大約每天產(chǎn)生污泥COD10t厭氧消化率50％發(fā)電5025度/d相當(dāng)于污水廠總耗電量的40%我國污泥的處理現(xiàn)狀與問題

據(jù)最新調(diào)查，在我國現(xiàn)有的污水處理廠中,有污泥厭氧消化處理設(shè)施的還不到25%,處理工藝和配套設(shè)備完善的不到10%。在為數(shù)不多的建設(shè)污泥消化池的大型污水處理廠，能夠正常運(yùn)行的很少,有些根本就沒有運(yùn)行。問題：對(duì)污泥能源化和減排的意義認(rèn)識(shí)不夠；消化池控制管理技術(shù)水平不夠；污泥碳氮比低，產(chǎn)氣量少，運(yùn)行不穩(wěn)定；污泥有機(jī)物屬慢速可降解的固體性有機(jī)物，消化時(shí)間長(zhǎng)，池容大，投資大；產(chǎn)生的沼氣不能很好利用；沼氣發(fā)電不能上網(wǎng)（技術(shù)），國家政策鼓勵(lì)不夠（管理）；擔(dān)心消化池運(yùn)行安全性（管理）污泥厭氧消化與沼氣利用過程急需的先進(jìn)設(shè)備：

厭氧池?cái)嚢柙O(shè)備污泥熱交換器各種污泥泵沼氣壓縮機(jī)沼氣發(fā)電機(jī)沼氣鍋爐沼氣脫硫裝置能源回收裝置

PIC.微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)及細(xì)胞壁電鏡照片污泥中有機(jī)物組成復(fù)雜，微生物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，難于生物降解我國污水廠絕大多數(shù)都沒有設(shè)初沉池，城市污泥中剩余污泥占絕對(duì)多數(shù)，需要解決細(xì)胞壁的破壁難題和多糖類物質(zhì)的有效水解，才能保證有機(jī)物的去除率能源利用厭氧消化需要在中溫甚至高溫下運(yùn)行，需要對(duì)進(jìn)料采取加溫，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行保溫，如何有效降低對(duì)外部能源的需求是難點(diǎn)之一傳統(tǒng)厭氧消化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)利浦厭氧消化技術(shù)工程案例細(xì)胞破壁高溫生物強(qiáng)化水解技術(shù)高溫溶胞強(qiáng)化水解技術(shù)組合物化強(qiáng)化生物水解技術(shù)胞內(nèi)物質(zhì)釋放提高污泥可生化性城市污泥中有機(jī)物成分復(fù)雜，多為難生物降解的大分子物質(zhì)，且多以細(xì)胞內(nèi)容物的形態(tài)存在。2006年對(duì)北京市6個(gè)城市污水處理廠的取樣分析表明,混合污泥的有機(jī)物含量為65%～75%,活性污泥的有機(jī)物含量為70%以上,有機(jī)物的組成包括碳水化合物10%～20%,脂肪20%～40%,蛋白質(zhì)30%～40%。傳統(tǒng)厭氧消化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)兩段（溫度分段）厭氧消化工藝高溫發(fā)酵+中溫發(fā)酵高溫:50-60℃，3-7d;

中溫：30-35℃,7-15dTPADMPAD消化后污泥生污泥兩相厭氧消化工藝酸化（水解與發(fā)酵，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸2個(gè)階段）與甲烷化分別在最佳的環(huán)境中進(jìn)行（pH）厭氧生化反應(yīng)的各階段處于最優(yōu)條件下運(yùn)行，系統(tǒng)處理效率高，總池容小，加溫和攪拌能耗少，運(yùn)行管理方便，消化更徹底AcidificationMethanogenesis廠區(qū)鳥瞰圖TSBP溫度分級(jí)/生物分相厭氧消化技術(shù)TSBPADtechnology溫度分級(jí)：TemperatureStaging第一級(jí)采用高溫強(qiáng)化水解反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞壁破壁，釋放內(nèi)容物，并強(qiáng)化內(nèi)容物和多糖類物質(zhì)的水解和酸化，從而保證有機(jī)物的降解率。第二級(jí)采用中溫產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷。溫度對(duì)產(chǎn)甲烷菌活性的影響高溫水解中溫厭氧生物分相：BacteriaPhased第一級(jí)在高溫下運(yùn)行，溫度在40~50℃之間，該溫度適合水解酸化細(xì)菌生長(zhǎng)，抑制產(chǎn)甲烷細(xì)菌生長(zhǎng)。第二級(jí)控制在35~38℃之間，適合產(chǎn)甲烷菌生長(zhǎng)。通過溫度分級(jí)自然形成了生物分相，不同微生物在各自最佳的環(huán)境下生長(zhǎng)。高濃度厭氧消化：HighSolidsContentAD物料濃度控制在8-10%，較常規(guī)厭氧提高一倍，消化池容積可縮小一倍物料加熱，反應(yīng)池保溫等熱耗相應(yīng)降低對(duì)于已建有厭氧消化設(shè)施的污泥處理設(shè)施，可略加改造即可增加處理能力，增加的能力可用于處理其它有機(jī)廢棄物。厭氧消化有機(jī)物降解TSBP厭氧消化有機(jī)物降解率在55%左右，滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002中污泥穩(wěn)定化控制指標(biāo)，即厭氧消化有機(jī)物降解率大于40%的要求；消化污泥深度脫水系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)隔膜擠壓全自動(dòng)板框壓濾機(jī)

運(yùn)行周期：4-4.5h；出泥含水率：58%-62%；工藝特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)TSBP破壁后消化污泥易脫水設(shè)備全自動(dòng)，操作方便；調(diào)質(zhì)藥劑量少；運(yùn)行費(fèi)用低，污泥肥效好；脫水沼渣厭氧消化沼渣經(jīng)脫水晾曬后，含水率39.2%，有機(jī)質(zhì)27.2%，pH6.2-6.6，氮磷鉀（N+P2O5+