有机固废高速资源化工艺--HiSAP2+(9-2015)

1、Inventor: James C. Lu, Ph.D., PE吕正雄博士、教授(714) 717-9968 (USA)134-666-24649 (China)1/2011（1st ed); 9/2015 (3rd ed)简介一个塹新的简介一个塹新的: :HiSAP2 System HiSAP2 System ( (高速活性制肥工艺高速活性制肥工艺 第二代系统第二代系统) )在约二小时内转化为极高品质的固态及液态有机肥距离臭气发生源10米到15米使用效果最佳尽可能使用雾化效果较好的喷雾设备养殖废弃物/人类粪便污泥/沉泥/藻渣/沼液/沼渣农废/生质能源厂残渣 HiSAP HiSAP 可资源化的

2、固废可资源化的固废: :特点: 极高速、完全无害化、无臭味产生、完全资源化、 产品经济价值高、循环经济、节能减排、生态保护 一一二二 效益及应用效益及应用三三 不同方法比较不同方法比较四四技术开发的背景技术开发的背景核心技术介绍核心技术介绍 有机固废处理有机固废处理/ /处置的主流方法趋势处置的主流方法趋势垃圾为例垃圾为例: :有机固废处理有机固废处理/ /处置的主流方法趋势处置的主流方法趋势污泥为例污泥为例: :结论: 有机固废主流 处理/处置法的演变:过去过去2020至至3030年：年： 逐渐由逐渐由填埋填埋及及焚烧焚烧转变为转变为堆肥堆肥今后：今后： 垃圾垃圾 - 分拣回收后，分拣回收后

3、，剩余的剩余的有机固废有机固废由传统堆肥法由传统堆肥法, 逐渐进化为逐渐进化为:改良式的快速及高品质制肥改良式的快速及高品质制肥法法 污泥污泥 - 逐渐由传统式的协同处理或堆肥，逐渐被改良式逐渐由传统式的协同处理或堆肥，逐渐被改良式 的直接资源化法所取代的直接资源化法所取代HiSAP 法符合上述的趋势。法符合上述的趋势。 核心技术介绍核心技术介绍有机固废的组成有机固废的组成 有机固废中仅垃圾有极难及无法降解物有机固废中仅垃圾有极难及无法降解物不同有机肥制法的不同有机肥制法的基本原理比基本原理比较较: : 生化法生化法 物化法物化法 热化法热化法发酵发酵熟化熟化, , 少量少量未熟化有机未熟化有

4、机物物, , 及肥分及肥分腐熟腐熟机械机械掺混掺混 热水解热水解 热氧化热氧化热活化热活化 产品产品 产品产品 产品产品 生化法生化法 传统堆肥与高速活性制肥比较传统堆肥与高速活性制肥比较HiSAP HiSAP 技术简介技术简介前前 处处 理理水水 解解固体部分固体部分半湿式氧化半湿式氧化固液分离固液分离液体部分液体部分活化、膨化活化、膨化固态有机肥固态有机肥浓缩浓缩/碱氧化碱氧化液液态有机肥态有机肥有机固体废弃物有机固体废弃物酶水解酶水解/浓缩浓缩液液态有机肥态有机肥HiSAPHiSAP = =High-Rate High-Rate Stabilization Stabilization &

5、amp; Activation & Activation ProcessesProcesses能源回收能源回收热化法单元操作及资源化产品热化法单元操作及资源化产品热水解热水解热氧化热氧化热活化热活化活化后高品质产品活化后高品质产品产品的品质测试产品的品质测试 (GI Tests)(GI Tests)产品的品质测试产品的品质测试 ( (田间种植试验田间种植试验) )产品的品质测试产品的品质测试 ( (盆栽试验举例盆栽试验举例) )HiSAP液态有机复混肥试验。20天后的苋菜盆栽试验结果复配肥料使用时复配肥料使用时用稀释倍数用稀释倍数50倍倍100倍倍200倍倍对照对照地上鲜重地上鲜重（株

6、（株/g）8.835.103.641.19叶片鲜重叶片鲜重（片（片/g）1.120.650.470.25株高株高（株（株/mm）131.1696.5279.2550.33茎粗茎粗（株（株/mm）5.474.894.513.032015.07.06测量数据如下表测量数据如下表 (20天天): （一）、（一）、 减量化减量化: (HiSAP法几乎可达零排放法几乎可达零排放)3.1 环境效益环境效益:固废处理最高宗旨(三化)的达成（二）、（二）、 无害化无害化:(1) 病毒、病菌、寄生虫等的去除病毒、病菌、寄生虫等的去除;(2) 重金属由固废中去除重金属由固废中去除 ;(3) 有毒有机物，例如有毒有

7、机物，例如PCBs、二恶英、二恶英(dioxins)、苯、苯(benzene)、PAHs、杀虫剂、除草剂等的去除、杀虫剂、除草剂等的去除;(4) 温室气体的减除温室气体的减除(低碳低碳/固碳技术固碳技术); 及及(5) 臭气的去除。臭气的去除。（三）、（三）、 资源化资源化:1. 高吸水持水性：为传统堆肥的数倍到十数倍;2. 高吸肥持肥性：HiSAP的85-95% vs 堆肥的20-30%， 有缓释功能;3. 因纤维素的高度松解分散而具高团具颗粒功能;4. 高通气疏松功能;5. 高通水、防涝功能;6. 高隔热、保温功能;7. 高腐殖质及氨基酸生成功能。环境效益举例环境效益举例:（1 1）污泥脱

8、水：）污泥脱水：污泥利用方式的选择污泥利用方式的选择 住建部及发改委的指导原则住建部及发改委的指导原则: (利用方式的优先秩序) 土地利用土地利用 焚烧及建材焚烧及建材 填埋填埋污泥利用方式污泥利用方式处置处置/用途用途含水率含水率(%)规定规定国标国标(1) 土地利用（循环经济（循环经济可持续发展可持续发展)农用污泥-GB4284-84 (农用污泥30%NY525 (有机肥料)12%NY481; GB18877 (复混肥料)30%NY884 (生物有机肥)农用泥质60%CJ/T309-2009园林绿化泥质40%CJ248-2007园林绿化或林地利用40%GB/T23486-2009土地改良用

9、泥质65%GB/T24600;CJ/T291-2008(2) 焚烧单独焚烧40%无 (含水率)水泥窑协同焚烧60-85%GB-18485热电厂协同焚烧40-80%无 (含水率)(3) 建材建材(添加剂、陶粒、路基)80%CJ/T289(4) 填埋混合填埋60%GB/T23485-2009覆盖土45%GB/T23485-2009运出污水厂贮存50%环保部2010-12目前全球有机污泥处理目前全球有机污泥处理/ /处置趋势处置趋势: : 最发达国家采取最发达国家采取: 污泥农用污泥农用; 次发达国家采取次发达国家采取: 污泥焚烧污泥焚烧; 欠发达国家采取欠发达国家采取: 污泥填埋污泥填埋; 贫穷国

10、家采取贫穷国家采取: 乱扔乱倒。乱扔乱倒。 HiSAP HiSAP 污泥脱水污泥脱水 ( (常压可至常压可至30%;30%;直接资源化直接资源化) )环境效益举例环境效益举例:HiSAPHiSAP污泥脱水效果污泥脱水效果: :HiSAPHiSAP建污泥资源化厂的经济效益建污泥资源化厂的经济效益: :(以下计算依住建部以下计算依住建部/发政委发政委, 及华东及华东40座污水厂数据计算座污水厂数据计算)建建HiSAP厂厂在污水厂内在污水厂内 , 其设备及建造其设备及建造费费, 约约30万元万元/吨吨污泥污泥(依依80%含水率污含水率污泥量计算泥量计算)。但污水厂目前污泥但污水厂目前污泥常规脱水常规

11、脱水的的兴建兴建费费用用, 便需约便需约30至至60万元万元/吨吨污泥污泥(依依80%含水率计算含水率计算)脱水费用。脱水费用。上述常规的污泥处理兴建费用上述常规的污泥处理兴建费用, 若采若采HiSAP技术技术, 便完全可免除。便完全可免除。同时可免除的是深度脱水厂建厂费。同时可免除的是深度脱水厂建厂费。还可免除的是资源化厂还可免除的是资源化厂/处置厂费用。处置厂费用。而对已建的污水厂而对已建的污水厂, 其污泥压滤设备也其污泥压滤设备也可转为可转为HiSAP的脱水设备的脱水设备, 不会浪费掉不会浪费掉。HiSAPHiSAP运行的经济效益运行的经济效益: :(以下计算依住建部以下计算依住建部/发

12、政委发政委, 及华东及华东40座污水厂数据计算座污水厂数据计算)1) HiSAP1) HiSAP法约可省目前污水厂对污泥常规脱水至法约可省目前污水厂对污泥常规脱水至 80% 80%含水率含水率280280至至640640元元/ /吨污泥吨污泥( (依依80%80%含水率含水率 计算计算) )脱水费用脱水费用2) HiSAP2) HiSAP法同时可省约法同时可省约150150至至250250元元/ /吨污泥的深吨污泥的深 度脱水至度脱水至6 60%0%含水率费用含水率费用( (依依80%80%含水率计算含水率计算) )3) HiSAP3) HiSAP法同时可省约法同时可省约150150至至250

13、250元元/ /吨污泥吨污泥( (依依 80% 80%含水率计算含水率计算) )处置处置 费用费用4) HiSAP4) HiSAP法同时可得到资源化法同时可得到资源化 ( (有机固态胞及有有机固态胞及有 机液态肥机液态肥) ) 产品销售的经济利益产品销售的经济利益 ( (在精炼后在精炼后, , 固固 态肥值态肥值400400元元 20002000元元/ /吨吨, ,液态肥值液态肥值8000-10000 8000-10000 元元/ /吨吨) )环境效益举例环境效益举例:（2 2）垃圾或垃圾）垃圾或垃圾/ /污泥协同处理污泥协同处理: :环境效益举例环境效益举例:（3 3）餐厨处理）餐厨处理:

14、:3.2 3.2 经济效益经济效益: :不同固废资源化法的经济效益比较不同固废资源化法的经济效益比较:3.3 HiSAP3.3 HiSAP法的社会效益：法的社会效益：: :（一）、节能减排（一）、节能减排 节能 采用电加热或其他能源作为系统的启动热源，处理过程中充分利用反应自身产生(自序反应)的热能，降低整个系统的能耗。 减排u温室气体的减除 (HiSAP被英国选为低碳/固碳技术，在上海世博会展览)u臭气的去除 （二）、（二）、HiSAPHiSAP法在农业的应用法在农业的应用: : 农业用肥、改良土壤、促进生长农业用肥、改良土壤、促进生长 土壤板结处理、沙化治理、面污染治理土壤板结处理、沙化治

15、理、面污染治理（三）、（三）、HiSAPHiSAP法在循环经济的应用法在循环经济的应用（四）、（四）、HiSAPHiSAP法衍生的生态保护效益法衍生的生态保护效益 ( (他法所无他法所无) )生态保护效益举例生态保护效益举例: :填埋区清除填埋区清除 填埋区清除使用填埋区清除使用HiSAP新方法新方法: : SIMPLIFIED FLOW DIAGRAM 1. 1. 保水、固沙、保肥系统保水、固沙、保肥系统2. 2. 节水系统节水系统 ( (土壤自动调湿系统土壤自动调湿系统) )3. 3. 综合集水系统综合集水系统( (需有下述三套系统存在需有下述三套系统存在) ) 石漠化治理石漠化治理: :

16、石漠造田石漠造田 1)铺盖特制的生态土铺盖特制的生态土: 石漠化的熔岩与砾石均无法种植任何植物，必须铺盖一层肥沃的土壤，植物才能顺利的生长。石漠化严重的地区由于土层厚度减小，降低土壤肥力，从而降低土地生产力。特制的生态土，不但有特殊的肥分，还具有团聚颗粒，防涝，抗旱，保肥，通气的特别功效。对南方或暴雨或干旱的异常天气是最好的生态土壤。2)设置岩土固化系统设置岩土固化系统: 使岩土不致因雨水冲刷而分离，尤其是山高坡陡之处，径流量大，土壤抗蚀性弱, 会造成土壤流失，无法种植树木或农作物。3)放置特制的环保袋放置特制的环保袋: 防止雨水冲刷，加强水土保持，进一步防止土壤流失。4)铺设土壤湿度控制系统铺设土壤湿度控