污泥处理技术：彻底解决污泥处置难题|-中国污泥

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污泥处理技术：彻底解决污泥处置难题

作者：来源：慧聪网发表时间：2005-12-22 浏览次数：字号：大中小

北京桑德环保集团与韩国韩松公司强强联合，依托韩松污泥焚烧的领先技术，结合中国国情进行二次开发，实现了污泥节能、高效、彻底地处置。优势：耗能量少 .

回收污泥焚化热量并在系统内充分利用

辅助燃料的使用量达到最小化

（当污泥含水率小于80%时无需任何辅助燃料）无害化

在850—1000摄氏度高温下燃烧，污泥彻底无害化处理

完善的尾气净化处理系统，无空气污染危害

完善的冷凝水回用系统，无水污染危害减量化

高度减量，污泥焚烧后可减量85%—90% 资源化

    焚化后发生的飞尘妥善收集，可再利用为水泥原料污泥焚烧后灰分采集实样
　
    由于系统很巧妙地在流化床的燃烧效率和污泥含水率之间设计了一种平衡关系，使得系统除启动之初需要辅助燃料外，正常运转时依赖系统内的热量即可达到平衡状态，而无需再添加燃料，从而使运行成本中原占有重要比例的燃料费用降至最低。该系统无须经污泥干化，利用系统的热量将污泥的含水率由80%左右干燥至60%左右，系统的热量达到平衡。独特设计的流化床焚烧炉将含水率60%的污泥直接燃烧。

    进泥系统

    安装有破碎机，独特的设计可以防止污泥架桥现象

系统可封闭，有效防止臭味外泄

    专有计量装置，可根据操作系统调整进泥量，使系统连续有效工作

    污泥干燥

    采用蝶片式干燥设备，能源利用效率高

干燥设备内特殊结构，防止污泥附着

    系统为负压状态，防止臭味外泄

    焚烧系统

    采用污泥双向流入方式，维持均匀的燃烧分布

可调整污泥进泥量

排气为850摄氏度，滞留6秒以上

不燃物质排出装置

    流动砂循环功能

    控制系统辅助系统

    关键部位摄像监视   余热锅炉及空气预热系统

多点在线仪器监测尾气处理系统

DCS控制系统通风系统

污泥处理设施流程图药剂制备系统

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评论人 [ 吴妮 ]　　评论时间：2006-01-16　　评分：1

为污泥干化正名（因涉及过多的专利技术，故点到为止）不用说人们都知道人类是何时学会使用火进行烤制食物和烘干。今天的人们用火来直接烤制美味叫返璞归真，烧烤污泥叫热干化脱水。烧烤美味因带来污染而受到限制，那么干化高病原体的污泥显然不能与现代科技相提并论。然而，如今污泥干化并不是还在延续了几十年前的传统干燥技术，一些没公开的污泥技术已经发展到根据不同干燥对象的热容计算干燥参数（走料量、散热面积、干燥应力、破碎速度），使用传感器根据模拟信号转换成数字信号通过计算机控制蒸汽流量、进料量、干物料平衡和出料的含水率。有我国科技人员参加的国外某实验室，定义湖沼等沉降污泥属于新生的地质构造，是各种低级和高级的细菌等微生物生命代谢、各种生物材料经过复杂的地质生物化学重组所形成的结果，具有广谱化合物、形成各种酶和维生素的基础。因此利用其生物活性，瞄准其极大的药理作用开发出附加值极高稀有医药原料。本课题组认为，国内对来自水厂和污水处理厂的市政污泥 (civil sludge或sewage sludge)因为属于资源，固然成为热点。但是焦点应该是关乎人民群众生命安全、来自排水收集系统的管网污泥，它是潜伏的隐患，更具危险性和杀伤力。因为如今政府的市政部门只顾清掏数量越来越少的化粪池污泥，沉迷于如今的城市使用下水管网已经没有粪便污泥的污染了。事实上城市中越来越多的污泥沉降井在不负责任的甩给社区的物业部门无序的处理，一些新兴的“淘粪”公司使用面包车（城市白天不许走火车粪车）将这种高污染污泥运到市郊随便排放。重庆市环卫局曾调查发现，该市有9000座2年以上未清掏的粪便设施，等于9000颗定时炸弹，因此2005年4月重庆市委指出这“直接关系广大人民群众的生命财产安全”。来源人类生活环境及排泄物的市政污水还与当地传染病的流行有关。污水处理厂生物处理得到污泥的有机物构成主要是细菌、病毒及吸附的寄生虫。如果处置不当，进入人类的食物链必然导致疾病的传播。其中，恶臭和空气中的微生物以气溶胶的形式存在（固态或液态微粒悬浮于气体介质中的分散系统。如：细菌气溶胶、蛋白气溶胶等），人们吸入的空气带有许多生物性颗粒，就是生物入侵。在不同时间、不同季节、来自不同场所的空气生物环境都不相同，但随时随地都会给动物的呼吸系统造成负担，引起传染病的暴发。污泥的细密性和流变性使得填埋体易变形和滑坡，经常堵塞渗滤液收集系统和排水管，加重了垃圾坝的承载负荷，给填埋场安全和管理带来困难。污泥中重金属含量直接影响资源化利用。可是随着工业污染治理的加强，流入市政管网的未加处理的工业污水越来越少，因此不是研究的主要对象。污泥（TS）会因腐败产生挥发性有机酸（VOA），其中主要是乙酸和丙酸。而大部分BOD是由VOA产生的，很容易被微生物代谢，因此人们常说污泥可以堆肥。我国的堆肥大都表面好氧、里面厌氧，伴随着蛆虫和恶臭。欧盟等发达国家的堆肥就指好氧发酵。是指在提供游离氧的条件下，经过生化反应，逐级释放能量，是在酶首先吸附了底物然后再进行反应，同时传递电子、原子、化学基团，是酶催化反应的过程，无法与传统堆肥相提并论。对污水处理厂的混合污泥干化的过程是，高分子絮凝剂的存在使泥饼“柔嫩”富有弹性、“果冻”状光滑，在加热过程中，产生大量浓重的有毒、有害气体；结果是变成“煤灰渣”状硬块。化验、分析具有肥分，但实验中不具有肥效，还会产生龟裂，润湿后会厌氧发酵。根本不能成为商品。各种文献上介绍传统技术的污泥制肥都是纸上谈兵。而适合好氧堆肥的密度应在350～650kg/m3（CJ/T3059—1996），污水处理厂为1t/m3左右，所以根本不能直接进行好氧发酵。各种文献和论文列举关于使用锯末、粉煤灰做添加剂或调稠剂发酵污泥的方法，一定是缺少学科配合和试验。因为腐殖化系数指有机物在土壤中腐解一年时形成的腐殖物质数量（净残留C量）占原来加入有机物料数量的比例。腐殖质是微生物细胞死亡后的自溶产物，经游离基随机组合而成。这些植物和矿物只能加重微生物代谢的负担，延长发酵期，文章好写，却没有任何工业化应用价值。堆肥实质是利用微生物主导着自然界有机物质的矿化或分解作用，有机肥料和腐殖质中的氮、磷、钾等元素通过矿化作用，才是植物营养的主要来源。实践中，以种子的发芽指数GI（germination index）发芽是计算根长度，来评价污泥转化肥料的肥效。土壤靠微生物使腐殖质的动态存在才是土壤的肥力因素。只有腐殖质才使土壤具有生物学性质，是生命活动的条件和产物。而腐殖质是植物和微生物细胞死亡后的自溶产物，经游离基随机组合而成。动物体及其转化的有机物是通过土壤中微生物而无机质化，是为微生物提供养分，其中的氨基酸提供的是氮素，不是腐殖质。所以，污泥资源化的结果是最大限度地得到微生物菌体才有意义。在土壤中添加有机肥，这种影响被称为新鲜有机质对土壤有机质矿化的“起爆作用”。这种起爆作用还可能是负值，促退原有土壤有机质的矿化。堆肥是什么呢？它没有水溶性单元素养分，不能被作物直接吸收。在现实生活中，人们有目的的接种菌种，通过发酵手段可以得到酒或醋等单一产品。实施的动机和效果统一，有明确单一产品，是按照预先的设计，改造生物体或加工生物原料的生物工程。可是堆肥是控制谁？传统意义上的堆肥，靠的是固有菌群，听天由命、盲干的古老劳动方式，没有确定性的产品，与现代科学技术毫无关联之处。而且污水中固有的硝化细菌与其它微生物相比，少一个数量级，污水生物处理经常是在有机物饥渴症状态进行对微生物的连续培养，污水中的有机物被低温微生物相对耗尽成为污泥，使水清澈。那么，再利用固有微生物对这种污泥进行固体发酵，就象用豆腐渣再做豆腐一样毫无意义。即便是用其它菌种，“休眠”的微生物也要被“唤醒”，要完成必要的生理修复才能变成营养细胞、激发势能，此时的微生物表现出对营养物的饥饿感和选择性。而多数蛋白质加热到凝胶化的温度在65℃左右，达到70～80℃附近凝胶化速度急剧增大，这样也会将好氧发酵向厌氧发酵过渡。发酵中，微生物要进行分解代谢的氧化还原过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的CO2等无机物，并释放出生物生长、活动所需的能量；还要进行合成代谢，将底物转化为高能ATP供生物合成的需要，靠同化作用生成细胞，实现增值，富聚成为菌团颗粒。此时，产生的二氧化碳和水分占据污泥颗粒间的空隙，很容易使好氧向厌氧转化，降低合成代谢速度，使发酵温度大幅度跌落，形成发臭的中间产物（硫化氢、硫醇、氨等），造成环境的二次污染。原则上，热能的损耗是研究和评价干化系统最重要的指标。理论上，干化“基本热能”的支出是固定的，无论何种工艺，其总的热能支出是水分从环境温度升温至沸点过程中，每升水大约要吸收334.72J的热量，然后在环境压力下从液相转变为气相，每升水大约要吸收2255.18J的热量，两者之和（2590J）就是干化系统必须付出的“基本热能”。而优越性能的工艺必须在系统中引入生物能来代替热干化降低成本。本课题组就是在专有的控制技术下，使用强势菌种以污泥中超细粉末及其水溶性胶体为养分进行嗜高温发酵，不断减小密度，分解粉尘的危害，72小时内可使代谢温度超过90℃，在杀灭病原体的同时产生H2O、CO2等气体，并伴随水蒸气的蒸发，在代谢进入稳定期（相对含水量40%）时得到满足热干化的低热容、没有任何异味的生物原料。因此，强势菌种和控制技术完全区别于传统的堆肥。如今国际上能源价格不断攀升，虽然泥饼所含的有机物有很高的热值，可是由于含水量过高，焚烧时不但得不到热值，还需要大量补充燃料才能完成燃烧〔每去除1kgCOD所放出的高位发热值平均为14kJ(最大相对误差10%)〕。所以污泥的任何资源化目的，第一步都是减少含水率。从泥饼的直接加热脱水曲线上看，曲线从恒速干燥区通过临界含水率过渡到减速干燥区。在恒速干燥区温度几乎恒定，在此提高温就会使系统的熵增加。因此本课题组使用干化污泥返混调稠后利用生物能从减速干燥区入手降低污泥干化成本，避开在恒速干燥区加热，减少减速干燥区。通常污泥脱水到减速干燥区时，溶剂的挥发速度会突然变慢，污泥的表面含湿量降低后，其换热效率急遽下降，只有通过输入更大的热量、有更大的换热表面积才能完成保持蒸发实现减量。而有机污泥的特点是溶剂挥发的同时表面层凝聚，气化面内移，热量和水分传递途径增长，水分子在不良导热体内必须通过扩散到表面层才能挥发，扩散速度主要由可利用的自由体积所控制，溶剂分子通过污泥颗粒胶体膜由一个自由体积空穴跳跃到另一个自由体积空穴，挥发速度越来越低，此时控制自由体积的重要因素是温度差。而传统的干燥设备只能满足功能的社会理念，根本不能达到“性能”应该具有的自然属性。因此导致污泥的粘度增加、糊化和碳化，还使污泥中携带的某些物质被热解，形成不可凝气体，降低系统内粉尘爆炸下限，给干化系统带来危险，出现粉尘分布的安全性隐患。本课题组为强势微生物技术专业配套间接加热干化的变振幅超临界氧化干燥机组。通过专利技术控制挥发性脂肪酸，避免产生恶臭气溶胶。使干化物料在含水20%时出料混配造粒，通过散热机构蒸发后得到安全水的产品。目的是最大限度的降低热能的损耗。但它区别于超临界水（374.3℃,22.05MPa）氧化技术（Supercritical Catalytic Water Oxidation）。相同的是依靠设备干燥应力的变化引起物料密度的骤变，反应与燃烧过程相似，在氧化过程释放出大量的热，反应一旦开始即可自动维持，不需要外界能量。此时富氧状态的分子氧进入激发态作为催化剂，实现深度降解。在水分子通过扩散到表面层挥发受阻时，产生喷雾流，将内部水迅速释放，迅速越过过冷沸腾。控制溶质分子不是凝聚成膜铺展，而是卷曲避免粘黏。本机组控制脱水蒸汽流层和流量的同时使用换热系统，由于温度低于露点温度，降低了排汽温度并且在换热器表面将水汽冷凝下来，减少甚至可以没有废气排出（即便强行抽取气体，闻到得也是蛋白质熟化的香味），又得到发酵需要的热能。总热能的损耗不到直接热干化技术的1/4，且没有任何二次污染，切断高污染污泥病原体传播的渠道，同时得到高品质的生物原料产品，或高附加值腐殖酸有机肥商品。所以，污泥干化不是没有先进技术，本技术样板工程已通过省级环境审查，列入国家级火炬计划推广。在此感谢国家有关机构及其领导的大力支助，以及德国、日本和国内的老师、学友和同事的支持和真诚合作。同时为满足一些投资者的要求，披露一些本项目的技术的信息。震宇蛋白再生技术研究所 2006-1-15

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