污泥處理未來的主流技術
借鑒國際經驗,未來污泥處理處置的技術(shu)發展(zhan)主要有四條路徑:
1、沼(zhao)氣(qi)能源回收和土地利用為主的厭氧(yang)消化(hua)技(ji)術路(lu)線
厭氧反應流程:

厭氧(yang)消(xiao)化(hua)具有以下優(you)點:
1)提高(gao)(gao)后續處理的效率(lv)并(bing)減(jian)(jian)少(shao)(shao)后續處理能(neng)耗。通常認(ren)為(wei)厭(yan)氧(yang)反(fan)應可(ke)以實現污泥減(jian)(jian)量化(hua)、穩定化(hua)。通過厭(yan)氧(yang)反(fan)應,污泥中有(you)機物(wu)去除40%-60%,有(you)害病菌減(jian)(jian)少(shao)(shao)。此(ci)外,厭(yan)氧(yang)消化(hua)提高(gao)(gao)污泥脫水穩定性,讓焚燒(shao)等后續處理減(jian)(jian)少(shao)(shao)35%以上的能(neng)耗。
2)厭(yan)氧(yang)消化成(cheng)本較低。根據《中國環境報》統(tong)計,單純(chun)厭(yan)氧(yang)消化投資成(cheng)本約為20-40 萬元(yuan)/(噸(dun)/日),由于(yu)不用(yong)鼓(gu)風曝氣(qi)等,節(jie)約了成(cheng)本,單純(chun)厭(yan)氧(yang)消化運行(xing)費用(yong)約為60-120 元(yuan)/噸(dun)(含水(shui)率80%,不包(bao)括濃縮和脫水(shui)),而(er)好氧(yang)發酵運行(xing)費用(yong)為120-160 元(yuan)/噸(dun)。
歐美(mei)50%以上的(de)(de)污泥采用厭氧(yang)消化處理,產生的(de)(de)沼(zhao)氣轉化為(wei)電能可滿(man)足污水廠所需電力的(de)(de)33%~100%。
但污(wu)泥厭氧消化(hua)(hua)在(zai)我(wo)(wo)國應(ying)用的并不順暢。我(wo)(wo)國建設的約(yue)50 座污(wu)泥厭氧消化(hua)(hua)設施(shi)中,可以穩定(ding)運(yun)營的只(zhi)有20 余座。
主要原因是(shi)由我國污泥(ni)泥(ni)質差(cha)、處理廠運(yun)(yun)行(xing)(xing)管理水平(ping)低(di)。我國污泥(ni)含(han)砂(sha)量較高、有機物含(han)量較低(di)、污泥(ni)可生化性差(cha),消化設備運(yun)(yun)行(xing)(xing)的(de)穩定性和產(chan)沼氣率等(deng)指標普(pu)遍未達到國外標準。此外,我國缺乏沼氣利用的(de)激(ji)勵(li)機制(zhi),設備的(de)投資費用高,系(xi)統(tong)運(yun)(yun)行(xing)(xing)較為復(fu)雜不易(yi)掌(zhang)握(wo)。
不(bu)過采用堿解處(chu)理(li)(li)、熱處(chu)理(li)(li)、超聲波處(chu)理(li)(li)、微波處(chu)理(li)(li)等方法對(dui)污泥進(jin)行(xing)預處(chu)理(li)(li),可以提高污泥水(shui)解速率,改善(shan)污泥厭氧(yang)消(xiao)化性能。并通過項(xiang)目經驗的積(ji)累,企業也(ye)逐步掌握了較為全(quan)面的操作技能。污泥厭氧(yang)消(xiao)化技術會是未來(lai)的一(yi)個主流方向。
2、土地利用為主(zhu)的好氧發酵技術路線
好氧堆肥(fei)是在有(you)氧情況下,通過微生物(wu)的發(fa)酵作用,將污泥(ni)轉變為肥(fei)料(liao)的過程。其(qi)中有(you)機(ji)物(wu)料(liao)代謝為二氧化碳、水和熱(re)。
好氧(yang)堆肥的(de)優點包括:
1)發酵效率高(gao),穩定化時(shi)間相(xiang)對短;
2)臭(chou)味少,實現滅菌(jun);
3)含水率可降到40%;
4)污泥(ni)成品主要用(yong)于修復鹽堿地、城(cheng)市綠化、垃圾(ji)場覆蓋(gai)以(yi)及(ji)建(jian)筑等方面(mian)用(yong)土(tu);
5)并衍生出(chu)蚯蚓生物堆肥等來(lai)強化堆肥效果,比如興蓉環境(jing)和(he)綠山的合作。
堆肥的難點主要包括:
1)能量凈支(zhi)出,通風能耗費用占比80%;
2)需對好氧(yang)堆肥運行的不同階(jie)段的合理通風量加強研究;
3)缺少C/N 等控制因素的(de)理論研究,致使存(cun)在調理添加劑使用過(guo)多(duo)的(de)情況。
污泥經發酵(jiao)后轉化為(wei)腐殖質,可限制(zhi)性農用、園林(lin)綠化或(huo)改良(liang)土壤,從而(er)實現污泥中有機質及營養元素的高(gao)效利用,設備投資少、運行管理方便。
但占(zhan)地面積大、發(fa)酵(jiao)產品存在(zai)重金屬污染等缺點(dian)使得好(hao)氧發(fa)酵(jiao)技術(shu)在(zai)我國(guo)較難發(fa)展。
目前(qian)污泥好氧(yang)發(fa)酵工程可(ke)采用(yong)高效(xiao)、快速、穩定(ding)、集約(yue)化的(de)(de)(de)設計、運(yun)營(ying)模式,可(ke)實現占地(di)面積(ji)的(de)(de)(de)大幅縮小;此外,研(yan)究表(biao)明我國城市生活污泥的(de)(de)(de)重金屬超標比(bi)例約(yue)5%,污染風險較小,不應(ying)該成為限制污泥發(fa)酵產品土地(di)利用(yong)的(de)(de)(de)主要障礙(ai)。
因此,在(zai)《城(cheng)鎮污水處理(li)廠污泥處理(li)處理(li)技術(shu)指南(試(shi)行)》中,“好(hao)氧(yang)發酵+土地(di)利用”也(ye)被(bei)列為推薦(jian)技術(shu)路線。該技術(shu)在(zai)相(xiang)對(dui)欠(qian)發達地(di)區,應(ying)用前景較大。
3、污(wu)泥干(gan)化-焚燒技術路線
長期以來,國人對污泥干化焚燒工藝存在誤讀,普遍認為它是一種(zhong)高能耗工(gong)(gong)藝(yi)(yi)和高碳排放工(gong)(gong)藝(yi)(yi)。實際(ji)上(shang),國(guo)際(ji)上(shang)污泥焚燒能量可以達到自給,不同(tong)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)能耗來看,焚燒工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(~100kW/t)與堆肥工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(>100kW/t)相當(dang)。
焚(fen)燒實現徹底(di)處(chu)理(li)和(he)處(chu)置,而(er)堆肥后續需要考(kao)慮儲存(cun)、運(yun)輸等能耗(hao)。而(er)且,污泥(ni)中的有機質(zhi)焚(fen)燒是碳中性的。此外,人們還(huan)誤認為污泥(ni)焚(fen)燒特性與垃(la)圾相(xiang)同(tong)是二噁英排放(fang)源。
干(gan)化焚(fen)燒(shao)(shao)工(gong)藝的(de)(de)設備投(tou)資較大(da)(da),焚(fen)燒(shao)(shao)產(chan)生(sheng)的(de)(de)煙氣污染嚴重,還(huan)需建立完善的(de)(de)煙氣處理系統,這也加大(da)(da)了污泥的(de)(de)處理費用。因(yin)此干(gan)化焚(fen)燒(shao)(shao)工(gong)藝一(yi)般(ban)適用于用地(di)(di)緊(jin)張(zhang)且經濟(ji)發(fa)達的(de)(de)地(di)(di)區。
隨著(zhu)對(dui)碳減排(pai)和污(wu)泥生物質資源(yuan)認識的(de)不(bu)斷(duan)加深,干(gan)化(hua)焚燒(shao)(shao)工(gong)藝(yi)在(zai)國外的(de)應用范圍開始減少。然而現階段(duan),在(zai)我(wo)國污(wu)泥厭氧消化(hua)和好氧發(fa)酵(jiao)技(ji)術還未(wei)成熟的(de)情況下,污(wu)泥干(gan)化(hua)焚燒(shao)(shao)在(zai)一定時期內可能會出現增(zeng)長的(de)態勢,尤其是(shi)工(gong)業(ye)窯爐協同焚燒(shao)(shao)的(de)方式。
4、建材利用為(wei)主(zhu)的污泥高干脫水處理技(ji)術路線
大(da)(da)家對污(wu)(wu)泥(ni)高干脫(tuo)水技術的普遍認知(zhi)還停(ting)留(liu)在投加大(da)(da)量化學藥劑(ji),導(dao)致(zhi)減容不(bu)減量;且藥劑(ji)對后續污(wu)(wu)泥(ni)焚燒、土地利(li)用、建(jian)材(cai)利(li)用等(deng)產物影(ying)響;是(shi)臨時性、應急污(wu)(wu)泥(ni)處理(li)處置(zhi)技術路線等(deng)。
目(mu)前采用的(de)高干脫(tuo)水工藝(yi),投(tou)加大量藥劑(ji)未(wei)達到減量效果(guo),且未(wei)與后續處(chu)(chu)置相結合(he),將阻礙污泥處(chu)(chu)理技術(shu)發展(zhan),導致劣幣(bi)驅(qu)除良幣(bi)的(de)現象

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