張辰詳解污泥處理處置新技術

時間：2011-06-28 16:37

來源：中國水網

作者：劉永麗

我國城市污泥處理處置任務緊迫，同時由于污泥處理處置還處于起步階段，應充分借鑒國外的成功經驗和先進技術。在由中國水網、清華大學環境學院、中國土木工程學會水工業分會共同主辦“2011水業高級技術論壇”上，上海市政工程設計研究總院總工張辰介紹了幾種污泥處理處置新技術，包括污泥厭氧消化和污泥熱處理的相關技術，為國內污泥處理處置技術的發展提供了新的思路，得到與會者的好評。

厭氧消化相關技術

1. 熱水解厭氧消化技術

熱水解厭氧消化技術就是在厭氧消化工藝前增加一個預處理工藝，通過熱水解改善污泥厭氧消化性能、提高處理效率、增大甲烷產量。經過熱水解預處理后，污泥的含固率會提高，可以達到9~12%，從而節省了污泥消化體積，節約了土建費用。此外，熱水解還可以很好的抑制泡沫的產生。但該技術為專利技術，供應商有限，建設成本較高；熱水解技術需要在高溫高壓條件下運行，對操作人員的要求高；此外，我國的污泥含砂量高、有機質低，采用該技術能否達到同樣的效果還需要進行研究。

目前，在全球有22個采用COMBI工藝（一種熱水解厭氧消化工藝）的項目，每年可處理420000噸干重固體。

2. 高含固厭氧消化

高含固厭氧消化，同樣是先進行預處理，使污泥含水率降低到80%多，含固率提高。傳統污泥厭氧消化工藝中污泥含固率設計值一般為3%，但現在隨著加工技術的發展，厭氧處理設備的發展，污泥預處理技術的發展，使得污泥含固率能夠逐步提高。污泥含固率的提高對建設費用及污泥產氣率都有很大改善。

芬蘭的HLAD 工藝，進入污泥預反應池的污泥設計含水率85%。據國外案例，產氣效率比傳統厭氧消化高出30%。在昆明有一個污泥處理工程，全套引進采用芬蘭技術。目前土建工程已基本完成。

高含固厭氧消化技術本身存在一些難點： 1）反應基質濃度高，造成反應中間產物與能量在介質中傳遞、擴散困難，易形成反饋抑制；2）水分含量低影響細胞移動或酶擴散，增大啟動難度； 3）攪拌阻力大，能耗高。

3.沼氣利用技術

污泥經厭氧消化處理后可以產生沼氣，沼氣提純及綜合利用也有很多新技術，使得沼氣中甲烷含量提高，可以應用到各個領域。

如應用沼氣提純處理設備， 1400Nm³/h的沼氣采用吸收法處理后，生產甲烷含量為97%的900Nm³/h甲烷氣。采用沼氣發電設備，甲烷含量60%的沼氣熱值約5130kcal/ m³, 1m³沼氣可轉化1.6 ～1.8kwh電能。國內中小型沼氣發電設備發展已比較成熟。

污泥熱處理相關技術

在由中國水網主辦的2011水業高級技術論壇上，張辰還介紹了跟污泥熱處理相關的技術，如污泥焚燒及替代技術、污泥焚燒灰磷回收技術和污泥亞臨界水反應技術。

１.污泥焚燒及其替代技術

張辰介紹說，我們可以利用污泥從80度低溫到1200度高溫焚燒曲線，選取不同的點發揮其中間有機物的作用。

在無氧條件下進行污泥炭化就是值得研究的技術，如高溫碳化技術（溫度800℃左右）、中溫碳化技術（溫度450～600℃）、低溫碳化技術（溫度300℃以下）。這樣可以使污泥形成一定的資源。2007 年11 月在日本Tobu 污泥廠開始運行的污泥碳化設施。每年對9.9 萬噸脫水污泥進行干化，然后進行碳化，生產出8700 噸生物質固體燃料。這些燃料被運送到Nakoso 電廠，與煤進行混合（混合量大約是煤的1%）發電。

此外，在污泥氣化階段，如采用旋風式污泥燃燒爐，焚燒溫度在1200℃以上，產生的飛灰少，在這個階段由于有機質全部被利用，無機的成分熔融狀態，如果迅速降溫會形成很好的建筑材料，灰渣可直接做建材（又稱玻璃體骨料）。但是該技術成本高，僅在美國和日本有幾處應用。

2.污泥焚燒灰磷回收技術

以磷回收為目的的焚燒灰利用技術也是目前大家較關注的技術。在澳大利亞Lower Molonglo污泥焚燒廠，每天有脫水污泥47 噸，產生焚燒灰渣16 噸。焚燒灰渣用作土壤調理劑。

日本完全依賴于國外進口磷，而大約40-50%以磷礦形式進口的磷最終進入到污水中。岐阜市探索了對焚燒灰渣進行脫毒處理，作為磷肥重新利用，并在2010 年年初建設了實際規模的處理中心。

３.污泥亞臨界水反應技術

一般認為水處于200～374℃、10～22MPa時的狀態，稱為水的亞臨界狀態。污泥中有機物在這種亞臨界狀態可直接與O₂或空氣進行燃燒反應。日本一家公司曾對該技術進行過推廣和介紹，污泥亞臨界水反應技術可以使污泥在亞臨界狀態有機質產生一部分的氣，氣體可以回收，上清液可以回收，固體形成了很好肥料，使得氣固液三相得到有效分離。

張辰介紹的這些技術不僅僅停留在研究階段，而是具有一定的實際運行經驗，這將為國內污泥處理行業提供很好的參考和借鑒。

相關專題：2011水業高級技術論壇

編輯：劉永麗

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