污泥作為污水處理的副產物,具有一定的危害性,處置不當會產生二次污染,因此,從污泥的產生、運輸到無害化處置,各個環(huán)節(jié)均應建立相應的監(jiān)管體系。但從現(xiàn)狀來看,“重水輕泥”現(xiàn)象普遍存在。
9月8日-11日,由《中國給水排水》雜志社有限公司、中國市政工程華北設計研究總院有限公司、上海仁創(chuàng)環(huán)境科技有限公司等多家單位主辦的2024年城鎮(zhèn)污泥處理處置技術與應用高級研討會在廣州舉辦,大會圍繞污泥處理處置與資源化等主題,鼎力打造中國污泥處理處置核心品牌生態(tài)圈。
作為主辦單位之一的仁創(chuàng)環(huán)境是污泥處理處置方案解決商,致力于低運營成本的污泥處理處置技術。這一切根基于自主研發(fā)+本地生產+國際合作+工程實踐:32名技術及研發(fā)人員、15名工程項目負責人、45項公示的污泥發(fā)明專利、10項授權的污泥發(fā)明專利。截至2024年仁創(chuàng)擁有電滲析板框脫水干化、MVS污泥干化、熱風太陽能干化等10項污泥發(fā)明專利,仁創(chuàng)獲得“國家高新技術企業(yè)”稱號及“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)獎”、“專精特新獎”等多項榮譽,同時擁有建筑機電安裝工程、環(huán)保工程專業(yè)承包三級、市政總承包三級設計資質。
“阻礙發(fā)展的歸根結底還是一本經濟賬不好算,這種情況下,只能弱化矛盾,轉移矛盾。這里的矛盾就是指既要將污泥處理好,又要節(jié)約成本。面對這樣的矛盾,如何解決矛盾,這就需要我們打通污泥處理處置的任督二脈!”
這是上海仁創(chuàng)環(huán)境科技有限公司銷售總監(jiān)苗蕃在會上的發(fā)言,他就污泥處理處置中投資和運營成本太高、鄰避效應、設備運行不穩(wěn)定等問題分享了自己的經驗,得到了參會專家的一致認可。
方法一:機械脫水將污泥中水分低成本壓出
苗蕃首先算了一筆經濟賬。他對比了不同脫水設備后的污泥干化到40%含水率需要去除的水量(噸干基)。
從上圖可以看出,含水率在60%以上時,需要去除的水量是很大的。當含水率降到60%后,擠出水的量已經很小了,是80%的四分之一。換句話說,含水率80%的污泥,降到含水率40%的過程中,含水率降了一半,擠出水的量其實降了一大半(四分之三)。因此,可以得出結論,含水率大的污泥,前期通過機械脫水設備將污泥中水分壓出是有必要的。脫水后再干化,就會節(jié)約大量成本。
接下來,苗蕃介紹了企業(yè)的三種核心技術產品。在污泥的機械脫水干化方面有著各自的優(yōu)勢。
1、UTC濾布行走板框壓濾機
苗蕃介紹了仁創(chuàng)環(huán)境生產的UTC濾布行走板框壓濾機。該類型設備自投入以來穩(wěn)定運行,在污泥減量化方面始終先行一步,且走在世界前列。
污泥脫水投資和處置費效比
按照20年考慮脫水+干化,折算成80%含水率噸泥干化到40%含水率來計算,離心脫水機+干化及板框脫水機+干化兩種方式,設備投資成本差別不大,但板框脫水機+干化設備20年運營成本只是離心脫水機+干化設備的一半。
2、UTC無人化濾布行走壓濾機
UTC無人化濾布行走壓濾機采用韓國UTC品牌,有著30余年的技術經驗,自動化程度高,全過程無人值守,濾布行走式自動快速同步卸泥,出泥含水率60%,不投加石灰,且占地面積小,除臭簡單且效果好,除臭指標可做到無量綱20;
出泥泥餅。1.5cm左右),出泥含水率更低無“溏心”現(xiàn)象,卸泥過程中濾板一次性打開;
濾布常洗常新,每塊濾板下部設置濾布清洗噴頭,每天可多次在線清洗、含水率和產能不衰減,濾布使用壽命長。
3、濾布行走真空脫水干化一體式壓濾機
該設備是對UTC無人化濾布行走壓濾機的改進,即增加了真空脫水的功能。含水率可將至10%-40%。
設備采用能量回收的熱泵運行模式,低溫低壓運行,一體化設計,干化效率高;只需投加少量PAM和鋁鹽或鐵鹽;濾布行走式全自動落泥,無需人工輔助產泥;選用耐高溫濾板,金屬加熱板,優(yōu)質濾布,可保證使用壽命更長。
苗蕃還補充說,該設備可以根據(jù)客戶的具體需求,自行設置和調節(jié),因此受到了廣大客戶的歡迎。
方法二:通過能量回收有效降低干化運行成本
苗蕃算了筆能量回收與運行成本的賬。
同樣是去除一噸水,通過三種方式的成本對比可以看出,干化+能量回收可有效降低運行成本。相比于一般干化,干化+能量回收可省下一半的成本。
苗蕃強調,干化設備作為承上啟下的一環(huán),必須要穩(wěn)定、可靠。
仁創(chuàng)環(huán)境的圓盤干化設備在廣州四個項目得到了成功的應用。由于傳統(tǒng)圓盤干化使用電鍋爐,高溫高壓下,熱源代價高。因此,圓盤干化機進一步演化為低溫盤片式真空干化機。
苗蕃總結了該設備的優(yōu)點:
(1)整個干化過程在負壓低氧常溫的環(huán)境下進行,工質溫度90-100℃ ,干化溫度50℃左右,真空壓力-0.9bar;
(2)熱能損失小,方便廢蒸汽的能量回收,熱利用效率高;
(3)熱源可以采用水源熱泵或者空氣源熱泵,可以利用污水廠的低品質熱源,運行成本低;
(4)整個設備是由圓盤干化機發(fā)展而來,本質上是一個金屬換熱器,耐腐蝕、低速耐磨。
方法三:通過碳化有效降低焚燒運行成本,規(guī)避鄰避效應
這里,苗蕃算了筆污泥焚燒、碳化投資及運營成本的賬。
通過引進奧地利和德國的污泥碳化技術,可以有效降低焚燒的成本。投資成本方面,折算成80%噸泥計算,完全焚燒成本約100萬,碳化成本約為70萬。運營成本方面,完全焚燒成本約400萬,碳化成本約為300萬。
仁創(chuàng)的高溫螺旋碳化技術設備采用單螺旋式結構,模塊化、系統(tǒng)布局緊湊,易于安裝,高溫運行無焦油困擾,設備占地面積小,噸泥5-10平米,可在污水廠內布置。污泥熱解能量自給自足,同時輸出富余熱量供給污泥干化,可有效降低運行成本,且熱解碳化過程幾乎無粉塵產生,只產生可燃氣體及少量氮氧化物,硫氧化物幾乎沒有,尾氣總量是完全焚燒30-40%,尾氣投資和處理成本都大幅降低,規(guī)避了鄰避效應。
苗蕃還專門介紹了設備的獨特之處。余熱利用模塊可根據(jù)需要和應用進行更換。熱解氣化過程在無氧條件下發(fā)生,有機物在500-700℃的溫度下熱分解。在此過程中通常產生兩個主要餾分:固體碳化物和熱解可燃氣。熱解氣體為燃燒室提供了可燃氣體為碳化提供了高溫能量,螺旋熱解碳化爐類似燃氣鍋爐,結構簡單巧妙。
方法四:合理平衡投資成本和運行成本
苗蕃又算了一筆投資成本和運行成本的總賬。
苗蕃指出,污泥含水率從80%降到60%,再降到40%,再降到0,四種方式20年全生命周期投資及運營成本,可以看出運行成本占了很大比重。如何降低運營成本,就成為項目的關鍵因素。
通過上面算的幾筆賬,可以總結:UTC濾布行走板框壓濾機打通減量化這一關,能量回收的低溫盤片干化打通干化這一關,污泥碳化技術打通最終處置及資源化這一關,設備的穩(wěn)定性和運營成本是打通污泥處理整體平衡這一關。這樣的組合,可以設計出污泥碳化處置路線。
最后,苗蕃總結到,中醫(yī)上講陰陽平衡,氣血暢通,任督一通,百病不生,污泥之所以難處理,就是因為任督二脈沒有打通。但只要堅信一起努力,搞好污泥處理成效與運營成本的“陰陽”平衡,打通污泥處理處置的任督二脈將指日可待!