污泥干化處理方式仍居首位 6種創(chuàng)新型污泥處理技術(shù)解析

6種新技術(shù)解析

微生物水解干化蛋白提取

污泥微生物通過水解破壁處理后，其胞內(nèi)蛋白質(zhì)和水分得以釋放，再經(jīng)過固液分離后，可到含水率35-45%（減量70%以上）、有機(jī)物消減40-50%的污泥殘渣和可資源化利用的含蛋白液體。目前天津裕川環(huán)境在該方面已取得一定成績。

圖3微生物蛋白提取流程圖

污泥經(jīng)水解處理后，其含蛋白液體經(jīng)濃縮后可作為蛋白發(fā)泡劑和有機(jī)肥等利用，污泥殘渣可用做覆土、綠化土、土壤改良劑和建筑材料等。

圖4微生物蛋白提取后端處置路線

值得注意的是，蛋白質(zhì)提取工藝中保證了重金屬不會進(jìn)入蛋白質(zhì)，而蛋白可以用于工業(yè)制品，也可以進(jìn)入農(nóng)業(yè)，但這些也都要企業(yè)自身完成產(chǎn)業(yè)鏈整合的工作。目前裕川環(huán)境的污泥蛋白質(zhì)提取工藝已成功運(yùn)用，后期有望通過產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)間的有機(jī)協(xié)調(diào)，打通蛋白進(jìn)入農(nóng)業(yè)的后端產(chǎn)業(yè)鏈。

熱水解+厭氧消化

熱水解預(yù)處理技術(shù)是以含固率15%~20%的脫水污泥為對象進(jìn)行的厭氧消化技術(shù)。具體而言，該工藝是通過高溫高壓熱水解預(yù)處理，以高含固的脫水污泥（含固率15%~20%）為對象的厭氧消化技術(shù)。工藝采用高溫（155℃~170℃）、高壓（6bar）對污泥進(jìn)行熱水解與閃蒸處理，使污泥中的胞外聚合物和大分子有機(jī)物發(fā)生水解、并破解污泥中微生物的細(xì)胞壁，強(qiáng)化物料的可生化性能，改善物料的流動性，提高污泥厭氧消化池的容積利用率、厭氧消化的有機(jī)物降解率和產(chǎn)氣量，同時能通過高溫高壓預(yù)處理，改善污泥的衛(wèi)生性能及沼渣的脫水性能、進(jìn)一步降低沼渣的含水率，有利于厭氧消化后沼渣的資源化利用。此工藝已在歐洲國家得到規(guī)�；�工程應(yīng)用。

與傳統(tǒng)消化相比，該工藝具備以下特色：（1）有機(jī)物轉(zhuǎn)化率高（2）無害化水平提高，完全殺滅病原菌，泥餅達(dá)到A級；（3）PH略高，可降低沼氣中的H2S和CO2濃度，使CH4含量提高；（4）減少污泥體積，提高污泥穩(wěn)定性。

太陽能低溫復(fù)合膜干化

利用太陽能作為能源，將含水率80%～85%的脫水污泥均勻布入密閉的太陽能膜箱內(nèi)，膜箱上表面為高透光率的太陽能低溫復(fù)合疏水膜，在太陽光照射下膜箱內(nèi)溫度升高，與外界形成一定的溫差，污泥吸收熱能后實(shí)現(xiàn)水分蒸發(fā)，水霧在低溫復(fù)合疏水膜表層冷凝成液態(tài)水并流至集水管，蒸餾出水可回用或直接排放，得到含水率低于8%的干化污泥。

干化過程中污泥物料內(nèi)水分的蒸發(fā)與冷凝均無動力消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。污泥處理后的干渣含水率很低，可直接用于制造活性炭，性價比較普通活性炭更高。此外，針對一般污泥中含有的寄生蟲卵這一無害化處理的難題，該工藝通過復(fù)合膜技術(shù)，不需添加任何輔助化學(xué)藥劑，使病原微生物等致病物質(zhì)在密閉的膜箱空間內(nèi)，被太陽光紫外線有效處理。金山環(huán)保利用該技術(shù)已在宜興建立了100噸/天的污泥處理處置項(xiàng)目，并已穩(wěn)定。

超臨界水氧化技術(shù)

超臨界水氧化技術(shù)工藝流程為在超臨界水氧化系統(tǒng)內(nèi)，污泥首先進(jìn)行預(yù)處理，配置成泥漿并將濃度調(diào)整至設(shè)計值，然后經(jīng)過高效預(yù)熱系統(tǒng)與來自高溫反應(yīng)后物料進(jìn)行換熱，達(dá)到反應(yīng)溫度后進(jìn)入超臨界反應(yīng)裝置。在超臨界水狀態(tài)下物料與氧氣充分接觸，物料中有機(jī)質(zhì)與氧氣在短時間內(nèi)完成氧化反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)物作為熱源給冷物料換熱，多余熱量可通過蒸汽回收，換熱后的產(chǎn)物再經(jīng)過分離系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣-液-固三相分離。

超臨界水氧化技術(shù)原理為水的臨界點(diǎn)是溫度374．3℃、壓力22．05MPa，如果將水的溫度、壓力升高到臨界點(diǎn)以上，即為超臨界水（SCW），其密度、粘度、電導(dǎo)率、介電常數(shù)等基本性能均與普通水有很大差異，表現(xiàn)出類似于非極性有機(jī)化合物的性質(zhì)。因此，超臨界水能與非極性物質(zhì)(如烴類)和其他有機(jī)物完全互溶，同時超臨界水還可以和空氣、氧氣、氮?dú)夂投�氧化碳等氣體完全互溶，而無機(jī)物特別是鹽類在超臨界水中的電離常數(shù)和溶解度則很低。目前新奧環(huán)保已在廊坊的污泥處理處置企業(yè)自建示范項(xiàng)目中將該技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用。

熱解氣化

污泥熱解氣化技術(shù)是將污泥熱解氣化作為污泥處置的核心技術(shù)，以烘干、造粒、尾氣處置、廢渣利用為依托的系統(tǒng)工程。該技術(shù)工藝流程為：與處理后的污泥經(jīng)過低溫烘干，去除污泥表面的附著水及內(nèi)含水。烘干后的污泥在熱解氣化之前完成造粒，制成棒狀或片狀的均勻顆粒，烘干廢氣進(jìn)入氣化系統(tǒng)，造粒后的污泥進(jìn)行熱解氣化，污泥中的有機(jī)物被氣化成可燃?xì)怏w，無機(jī)物以殘渣的形式排出�？扇�?xì)怏w燃燒處理，可以利用能量，同時將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)換為煙氣，干凈的熱解氣供應(yīng)給發(fā)動機(jī)或者燃?xì)廨啓C(jī)；熱解出的固體殘渣性能穩(wěn)定，可耐強(qiáng)酸腐蝕，而重金屬被固化在內(nèi)較難析出，由于其容易濕潤，所以出渣裝置需配備防堵塞措施。

圖5污泥熱解氣化工藝路線圖

熱解氣化技術(shù)在生活垃圾處理領(lǐng)域已有應(yīng)用，并被譽(yù)為“第三代垃圾處理技術(shù)”，目前已有桑德集團(tuán)、神源環(huán)保（神霧集團(tuán)）等一批企業(yè)進(jìn)入垃圾熱解氣化領(lǐng)域。與生活垃圾相比，污泥的熱值相對較低，后端資源化、能源化的處置方式或從成本經(jīng)濟(jì)的角度考慮，有所阻礙，熱解氣化技術(shù)在污泥領(lǐng)域的發(fā)展還有待觀察。

蚯蚓堆肥

蚯蚓堆肥技術(shù)是在污泥堆肥的基礎(chǔ)上引入蚯蚓，蚯蚓以合適的營養(yǎng)物質(zhì)作為食物源，最終以蚯蚓糞便的形式排出，其利用原理主要包括：蚯蚓體內(nèi)分泌物的化學(xué)作用、腸道微生物的生化作用、研磨消化等物理作用。

該技術(shù)利用蚯蚓的特殊生態(tài)學(xué)功能和微生物的協(xié)同作用，可以加速有機(jī)物分解，并使有害物質(zhì)得到妥善處理。其主要影響因素有:蚓種、溫度、碳氮比(C/N)、物料含水率、調(diào)理劑等。

圖6蚯蚓堆肥技術(shù)流程圖