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有氧发酵再灭菌 污泥也能变废为宝
2020-01-16 11:27:26来源：100唯尔

近年来，随着城市副中心污水厂的兴建，污水在处理过程中会产出大量的有机污泥，有机污泥指的是以有机物为主要成分的污泥。主要特征为有机物含量高、易腐化发臭、颗粒较细、比重较小、含水率高而不易脱水、属胶状结构的亲水性物质、易用管渠输送；且污泥中常含有很多植物营养素、寄生虫卵、致病微生物及重金属离子等。初次沉淀污泥和二次沉淀污泥均属有机污泥。这些污泥中可能含有重金属、大肠杆菌等有害物质，如得不到有效处置，会对环境造成二次污染。

那么，如何才能解决这个问题呢？

其实，污泥中富含丰富的有机物和其他植物生长营养素，将污泥发酵后制成有机肥料，使其变废为宝，既节约了能源，又保护了环境。

对此，聪明的国人实施了污泥无害化处理及资源化利用工程，将恶臭的污水、污泥变废为宝，运用到工业企业和田间地头，形成绿色产业链，有效减轻垃圾填埋场负担，完善污水处理厂服务功能。

污泥无害化处理及资源化利用工程

以前

多数污水厂都利用固化方式缩小泥土的体积，以便于作为生活垃圾填埋。

现在

将污泥发酵后制成有机肥料用于绿地种植，既能达到节约能源、又能达到美化环境的治理效果。

有机污泥处理工程建成后，

一方面解决了污泥填埋造成的恶劣影响和潜在风险，基本满足了近期区内再生水厂的污泥处理需求；

另一方面也大大降低污水处理厂脱水污泥对大气环境、地表水环境、地下水环境及城市整体环境卫生的影响，完善了污水处理厂的服务功能，充分体现了“从摇篮到坟墓”的环保理念，对于促进城市副中心的健康发展有着重要的作用。　


工艺路线

在自主研发的技术基础上，通过系统集成和优化耦合，形成了有机固体废弃物资源化利用工艺。低温干化装置、热解析装置、气化装置属核心单元。目的将有机组份转化为油、气、电、蒸汽等高附加值产品，无机组分彻底减量化后变成了性质稳定的炉渣，重金属含量低的炉渣可以作为建材原料使用，重金属含量高的炉渣直接进行固化封存做到无害化。

低温干化技术

◆ 高含水率有机污泥的干燥减量化

◆ 小规模、分散式有机污泥减量化，解决终端处置的运输问题

技术原理

利用了热泵原理，通过利用干热空气在污泥表面上的流速形成和创造蒸发条件，使干燥物料内的水分挥发到空气中，使空气中的相对湿度增加形成湿空气。

然后湿空气进入系统的蒸发器中，利用高效制冷剂吸热，使空气冷却析出冷凝水，冷凝水收集后统一处理。含有热量的制冷剂经过热泵压缩机做功后，转变为高品质热源，为冷却后的低温饱和湿空气进行加热，将湿空气变为干热空气。干热空气再通过风机作用重复进行下一个循环干化过程。

工艺系统

空气循环系统

空气带走污泥中的水分后在蒸发器处将携带的水分冷凝下来，冷凝脱水后的空气经过加热器升温再进入污泥中，依次循环。

热泵系统

湿空气进入系统的蒸发器中，利用高效制冷剂吸热，使空气冷却析出冷凝水，冷凝水收集后统一处理。含有热量的制冷剂经过热泵压缩机做功后，转变为高品质热源，为冷却后的低温饱和湿空气进行加热，将湿空气变为干热空气。

输送系统

设备内设置有物料分布器在输送履带上均匀分布，物料在履带上行走的同时被循环风机提供的流动空气带走水分，最终实现干化的出料

技术特点

  • 直接将80%含水率污泥干化至10%，热源可以采用电或蒸汽。

  • 低温干化系统整个干化过程中空气含尘量极低，干化温度控制在40℃左右，无爆炸危险。

  • 采用低温(40-50℃)全封闭干化模式，无臭气外溢，无需安装复杂的除臭装置。

  • 干化过程有机份无损失，干料热值高，适合后期资源化利用。

  • 占地面积小，平均每吨占地约1.5m2 。

  • 设备模块化设计，安装、运行简单方便。

气化技术

◆ 有机污泥废的绿色资源化利用

◆ 有机污泥集中式、大规模的处置

技术原理

利用气化剂（空气和水蒸汽）将有机固（危）废中的有害物质有机质分解成为H2 、CO、CH4 等无污染的小分子气体，这些气体组成的燃气净化后与天然气一样洁净，可作为天然气的替代燃料污泥处理后产生的灰渣性质稳定，可作为建筑原料。

C+CO2 ↔ 2CO

C+H2O ↔ CO+H2

C+2H2 ↔ CH4

CO+H2O ↔ CO2+H2

CH4+H2O ↔ CO+3H2

工艺系统

干燥系统

利用余热回收产生的蒸汽将有机固（危）废干燥到气化要求，干燥冷凝水作为装置补充用水。干燥过程产生的臭气进入气化炉进行无害化处理，无需增加新的处理设备。

气化系统

气化炉内，通过高温将有机固（危）废中的有机质彻底分解成H2 、CO、CH4 等组成的燃气，燃气从气化炉的顶部进入旋风分离器，分离下来的飞灰强制返回到气化炉内，将残炭进一步气化；气化炉排出的灰渣性质稳定，降温余热回收后可以作为建筑原料使用。

余热回收系统

气化系统产生的高温燃气通过由过热器、蒸发器、省煤器组成的余热回收系统回收热量副产蒸汽，蒸汽除部分自用外，其余对外输送，产生经济价值。

净化系统

燃气经除尘和脱硫净化后，含尘量≤10mg/Nm3 、硫化氢≤20mg/Nm3 ，与天然气一样清洁。

技术特点与优势

  • 原料来广：85%以下含水率的污泥和其他有机固废都可以作为处理原料

  • 操作灵活、处理量大：模块化布局，操作负荷变动灵活，污泥处理量变动系数50%-110%；单体规模可到500吨/天

  • 运行安全可靠：生产过程全封闭操作，五“跑、冒、滴、漏”现象，安全连锁智能化程度高

  • 绿色环保：整个过程无臭气排放，避免了燃烧法带来的二噁英等次生污染，无废水排放

  • 彻底无害化和减量化：污泥转化为与天然气一样洁净的燃气和性质稳定的灰渣，减量90%以上；灰渣可以作为建材原料

  • 实现资源化：污泥处理生产的煤气可以作为天然气的替代燃料，以污水厂为站点进行布局，建立分布式能源站，按照能源互联网模式管