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实现低碳绿色循环终极目标——污泥热水解高级消化处理

实现低碳绿色循环终极目标——污泥热水解高级消化处理

编辑:钣金加工厂???来源:本站原创???发布时间:2019-11-30 05:30????浏览量:

  编者按目前,康碧污泥热水解高级消化技术占国际市场份额85%以上,该技术致力于变问题为产品,变废物为价值,实现低碳绿色循环终极目标。2015年该技术在北京城区污泥处理的三年行动计划中(共5座污泥处理设施)得到推广应用,在国内日益受到关注,有必要对该技术进行全方位的了解。

  廖足良康碧集团亚太地区技术销售及

  ???????业务拓展总监博士

  (本文根据编辑在“第七届中国城镇污泥处理处置技术与应用”会议报告整理)

  一、热水解高级厌氧消化系统的特点及应用

  污泥处理的五个目标:???稳定化:降解有机物???减量化:尽量少添加物料???安全化:杀灭病原菌(生物安全)???能源化:沼气或热能??资源化:有机质、磷和微量营养回归大地
 

  热水解对市政污泥和有机垃圾处理带来价值见下图。

  能效高而可靠的热水解蒸汽爆破工艺

  康碧热水解原理?批次加热消毒满足所有国际已知的安全标准,比如美国按照时间和温度规定的A级,批次处理,无(病原菌)再生?摧毁胞外聚合物ECP
污泥易于脱水,提高10%的含固浓度,降低粘稠度,易于搅拌(热水解的10%相当于传统的5%)?非溶解性COD的水解
30%到50%的溶解度促进快速消化,达到10天停留时间,60%的降解率?颗粒物质通过蒸汽爆破解体

  进一步提高消化和降低粘稠度

  热水解工艺描述

  热水解预处理系统由一个浆化罐、四个到六个反应罐和一个卸压闪蒸罐组成。污泥经螺杆泵从储泥罐连续不断地送入浆化罐、再经过螺杆泵以批次方式送入各个反应罐、在批次加入蒸汽进行高压蒸煮后、在反应罐自身压力推动下污泥进入闪蒸罐卸压闪蒸。闪蒸后释放的蒸汽回到浆化罐,对污泥进行预热浆化。闪蒸后的热水解污泥在闪蒸罐停留一定时间,并通过螺杆泵连续不断地送出到下一步冷却工艺中。热水解预处理系统按照预定程序周而复始运行。

  传统消化和热水解消化的区别

  参数对比:传统消化和Cambi热水解消化的区别

  康碧消化后脱水产生类似堆肥的达到美国A级生物固体标准要求的产品

  生物固体品质——并不需要进行任何的堆肥作用,作为肥料的原料,可以直接运用到土地上去。

  ?

  1颗粒状,多孔

  2松散,透气,微氧后整理

  3自然堆肥现象

  4全面杀灭病原菌

  5A级生物固体

  华盛顿特区水务高级消化脱水泥饼卫生学指标——达到美国A级生物固体标准

  二、高级消化处理污泥实现低碳绿色循环目标——经典工程实践

  1华盛顿特区水务项目——生物固体产品土地利用

  华盛顿特区水务BluePlains项目,处理能力400吨干固体/天,全球最大污泥热水解高级消化项目

  华盛顿水务BluePlains项目热水解系统

  该图上半部分为施用化肥的土地,下半部分为施用生物固体的土地,富含氮磷及微量元素,抗旱能力强

  该项目目标是变每年7百万美金的沼渣处置成本为3百万美金的有机碳土收益

  生物固体产品

  2北京城区污泥处理的三年行动计划(共5座污泥处理设施)

  康碧集团和北排建设战略合作,实施北京北排五个项目——高碑店,小红门,清河第二,郑王坟(槐房),高安屯

  高碑店污水厂

  2014原状:传统消化—16个罐,4组,每组4个,单罐7800m3,直径21米

  ?

  2015年改造,采用热水解+厌氧消化,效果图如下。

  小红门污水厂污泥升级改造采用康碧热水解的现场图片,该厂处理约180吨干固体/天

  3泰晤士水务的污泥管理战略

  ??不断采用各种成熟的新工艺,实现再生能源最大化,污泥产量最小化。

  ??确保安全和可持续的循环利用,为农户和食品生产商提高信心,同时通过其他形式的处理和能源化减少对农用的依赖。

  ??从2010年来,确定投入2.5亿英镑,通过建设8个热水解项目(Beckton,Crossness,Riverside,Basingstoke,Oxford,Crawley,LongReach,Chertsey)提高污泥处理能力。服务大伦敦区域和周边地区,人口一千五百万人,350余污水厂站,污泥总量1000tDS/d.

  ??有20余座消化焚烧设备(含Beckton和Crossness2座焚烧),到2015年有7座有热水解THP设备,共约520tDS/d,发电318GWh

  ??2020年前,还有约400tDS/d热水解扩能,基本处理所有污泥。

  
泰晤士水务的污泥处理(焚烧设备2009)其中Beckton和Crossness占全国37%的能力,原需要补充天然气才能焚烧。解决方法是提高进炉的含固浓度,减少水分。

  热水解高级消化后采用高干度脱水,达到40%以上(40%到45%),大幅度改善焚烧的能量平衡。

  
 

  Crossness污泥焚烧

  流化床焚烧炉

  污泥处理工艺

  ???在采用热水解高级消化前提下,消化污泥较容易脱水。???采用以膜压过滤工艺为主,达到更高的干度。???板框压滤+Bucher脱水。???THP泥饼建议和初沉污泥泥饼混合送烧。
 

  Crossness扩建中——热水解高级消化高干度脱水土地利用和部分焚烧

  扩建中——两条热水解工艺线,6个消化罐,单体3500立方米

  扩建中——污泥压滤,高干度脱水

  4曼切斯特地区Davyhulme污泥资产平衡方案,处理能力250吨干固体/天,欧洲最大项目:?污泥通过脱水送到消化地点

  ?兴建高级消化中心达到以下目标:

  1)提高污泥脱水性能提高能值

  2)污泥转化为更多沼气,减少污泥总量3)通过回用更多的优质A级泥饼回到土地,减少焚烧的负荷
预处理工艺必须同时达到以上三个目标

  三、低碳绿色循环——减少碳足迹

  热水解高级厌氧消化位居低碳前列——热水解-高级消化-沼气能源利用-沼渣土地利用

  实现优质生物固体处理的碳足迹比较—热水解中温高级厌氧消化的碳足迹是最低的

  
康碧的碳减排绿色循环目标的实践——变问题为产品,变废物为价值

  ???21个国家54个项目年处理一百四十八万吨干固体。

  ???年产六亿立方沼气,相当于三十六亿度电能,碳减排一百五十万吨二氧化碳当量。

  ???替代五百七十万吨煤???污泥处理过程和最终优质生物固体产品实现低臭味,达到绿色生产工艺过程???沼气利用替代化石能源,生物固体土地利用替代肥料和微量元素,大幅度减少填埋焚烧,实现循环经济的目标。?
 

  四、结语

  1.热水解高级厌氧消化以能源化资源利用为核心,全面达到稳定化、减量化、安全卫生化、能量利用、资源利用的五大目标。

  2.热水解高级厌氧消化为传统消化的升级扩容改造提供了一条有效的途径。

  3.热水解高级厌氧消化为利用一个厂现有消化罐建设区域污泥及有机垃圾处理中心提供有效途径。

  4.热水解高级厌氧消化为新建项目提供低碳节能的整体解决思路。

  5.热水解高级消化及高干度脱水为结合焚烧的处理处置路线提供优化的能源平衡,降低焚烧量,并提供消化后脱水的生物固体的土地利用途径,形成污泥多途径处置战略。

  6.在现有焚烧设备前端结合高级消化,全面优化项目的能耗、运行、投资、经济和环境效益,为现有污泥焚烧项目转化为能量自持低碳提供更优化的解决方案。

  7.热水解高级消化为污泥处理处置铺平一条实现低碳绿色循环目标的大道。

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  《中国给水排水》是面向全国给水排水和环境工程界的专业性科技期刊,具有较高的理论导向性和较强的工程实践性,被称为中国水行业的“首席杂志”、中文核心期刊、“中国百强科技期刊”中国精品科技期刊、中国科学引文数据库来源期刊(CSTP)。
 

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