污泥资源化与能源化

污泥资源化与能源化

处理概述姓名：彭芸学号：S130988班级：13环境工程污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等，如果不加处理任其排放，会对环境造成严重的污染。现今中国存在“重水轻泥〞的现象。前言三二四污泥资源化、能源化途径污泥产量及处理现状案例分析——天津裕川化污泥为蛋白汇报大纲一污泥处理技术一.污泥产量及处理现状2023年底，城镇污水处理厂已建2500多座，污水处理能力已到达1.22亿立方米我国城市每年污泥产生量预计近3000万吨〔以含水率80%计〕“重水轻泥〞严重，80%污水处理厂建有污泥的浓缩脱水设施；但80%污泥没有得到稳定化处理处置。1.1我国污泥产量中国污水处理厂数量1.2我国污泥处理现状土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大局部属于随意处置，真正实现平安处置的比例不超过20%1.3国外处理现状——荷兰

荷兰年提取磷酸盐12000吨，而荷兰农业磷酸盐的使用量一年才7000吨。

预计全世界的磷矿将在50多年后用完，而污水中含有丰富的磷酸盐，90%会留在污泥中。荷兰用污泥进行沼气发电，可以节约45%的污水处理能耗。荷兰几家大型污水处理厂已方案10年内实现全部自供用电。此外，还从污水中提取塑料、重金属、造纸用的纤维等有用物质。1.3国外处理现状——日本日本生物质循环利用率由2006年的23%,提高到2023年的39%。生物质循环利用率——下水道污泥中的有机物被有效用于气体发电等能源利用和绿农地利用的比例。美国16000座污水处理厂年产710万吨污泥〔干重〕，约60%经厌氧消化或好氧发酵处理成生物固体用做农田肥料，17%填埋，20%燃烧，3%用于矿山恢复的覆盖1.3国外处理现状——美、英法、德德国每年产生的污泥为〔干重〕220万吨，大于5000吨污水厂均有厌氧消化处理，污水厂电耗40-60%由沼气提供。40%的污泥采用土地利用处置方式英国和法国每年产生的污泥为120万吨和85万吨，大多数污水厂有厌氧稳定处理，回收生质能，污泥处置采用土地利用的比例为60%美国英法德国二.污泥处理技术2.1常规污泥处理方法焚烧投海添加标题弃置堆放卫生填埋简单易行，但是会带来占用土地、污染地下水或海洋环境、填埋场渗水等问题，并未从根本上解决环境问题，给生态环境埋下平安隐患2.2新兴污泥处理技术厌氧消化法微波法气化法热解法湿式氧化法超临界水氧化法热液处理法微波：是指波长在1mm-1m的电磁波，微波作为一种能源可用于加热枯燥物体和激发等离子体等方面。微波加热：是通过改变介质离子的迁移和偶极子的转动情况，使介质分子热运动加剧，相邻分子间产生摩擦作用，从而使分子获得能量，到达使受热物体升温的效果微波加热三特点：瞬时性选择性穿透性2.3.1微涉及微波加热Fig.1.AnnuallypublishedresearcharticlesontheapplicationofMWirradiationinsludgetreatment2.3微波辐射法Fig2DifferencebetweenconventionalheatingandMWheatingMWpenetrate(穿透)thematerialandcreatetherapidlychangingfieldDipole(watermolecule)continuouslyreactattemptingtoalign(使成一行)inthefield,whichgeneratesheatHeatisuniformlydistributedthroughoutthematerial微波辐射在污泥处理中的优势使污泥高效加热、水解，脱水性能和厌氧消化性能得到改善；微波处理技术不需要投加任何化学药剂，不会向污泥中带入新的污染或对微生物有毒的物质，使后续处理效率更高直接利用微波在隔绝空气条件下热解污泥，获取气态、液态燃料产品利用微波的高效加热作用，可破解污泥胞外物质和细胞壁，改善污泥可生化性能，促进污泥厌氧消化。可将微波与其他物理、化学方法联合运用处理污泥微波辐射实验探究微波加双氧水高级氧化法处理二沉池污泥的效果,结果说明,在80℃甚至更高温度下,微波加双氧水高级氧化法处理的污泥,COD完全溶解,污泥中的营养物质(氮、磷和金属元素)也同时被溶解,然后可以用类似矿石结晶法的手段将这些营养物质提取出来,并将其加以利用。与此同时,还可以起到对污泥杀菌和灭活的作用。0102SiC和固体残留物的污泥微波高温热解液态产物的热值可以到达37MJ/kg以上,PAHs含量低于5.37%;气态产物中H2和CO的体积分数在54%以上,热值到达9420kJ/m3;这些产物的特性为其用作燃料提供可能。此外,与传统热解相比,微波热解污泥过程中挥发作用产生的CO2可以促进热解碳渣发生自挥发反响，从而使其产品中CO2浓度降低。污泥建材化利用污泥堆肥提取营养物质其它用途污泥能源化污泥资源化能源化3.1污泥资源和能源化主要途径三.污泥的资源化与能源化途径污泥用作饲料污泥当中的粗蛋白主要以氨基酸的状态存在，并且这些氨基酸都是家畜必需的。污泥经过灭菌等过程，制成饲料，将成为养殖业的丰富的饲料来源。将污泥制作成动物饲料，是一件切实可行的事情。这样一方面可以大量消化污泥，同时还可以节省大量的资金。3.2资源与能源化3.2.1用作饲料生态水泥污泥粘土其他建材污泥中含有的硅、铝、铁、钙等无机物与许多建筑材料常用的原料成分相近，可作为替代原料制造建筑材料。黏土是烧结砖的传统原料，研究结果显示，生活污泥与黏土的组成根本接近，对污泥燃烧产物作适当调整，混合必要的添加剂，便可生产出质量完全符合标准的建筑用砖。日本从1994年起就开始了以污泥、垃圾燃烧灰作为原料生产“生态水泥〞的研究，2001年在千叶县建成世界上第一条生态水泥生产线。近年来上海新型建材研究开发中心共处理污泥500多t，生产水泥4000多t。制作建材热解制油合成燃料制取氢气制取沼气能源化在无氧或低于理论氧气量的条件下，将污泥加热到一定温度〔600-1000℃〕，利用温度驱动污泥有机质热裂解和热化学转化反响，使固体物质分解为油、不凝性气体和炭3种可燃物，局部产物作为前置枯燥与热解的能源，其余当能源回收。在污泥中含大量有机物，热值较高，将污泥按一定比例与煤粉和其它添加剂混合制成污泥型煤，既可以作为型煤的粘结剂，又可以充分利用污泥的热值。在污泥厌氧消化过程中，通过条件控制，从污泥中可获取碳源和氢。将污泥添加到超临界水氧化反响器中，在650℃/25MPa的条件下反响，生成以H2和CO2为主的气体。通过设在反响器内的H2别离器将生成的H2别离并输出收集。污泥中含有大量的厌氧菌群，可以在无氧环境下将污泥进行消化分解并最终生产沼气，同时还可以杀死各种病原菌以及寄生虫卵。我国北京市的高碑店污水处理厂等就是采用比较完善的污泥厌氧消化处理系统，产生的沼气用于消化池搅拌和发电，实现了热电联供和资源的综合利用各类环保材料树脂、纤维板作为碳源等营养源蛋白质泡沫灭火器其它资源化途径转化为吸附剂制备活性炭提取到聚羟基烷酸〔PHA〕〔1〕技术原理

通过理化作用对污泥微生物进行破壁处理，释放其中的水分和蛋白质，含水率通过常规压滤装置降低到50%-60%。固液别离后的含蛋白液体制成不同浓度、用途的蛋白产品；固体残渣含水率低、富含氮磷钾和小分子多肽等营养元素，病原菌因破壁作用失活，可作为“富蛋白型〞营养种植土，或建筑材料等利用。四.案例——天津裕川化污泥为蛋白固液〔2〕工艺流程活性污泥水解水解液〔微生物细胞壁〕蛋白液污泥残渣高效浓缩自然干化泡沫混凝土绿化土含水率低于50%，有机质降解40%，病原菌失活、满足污泥稳定化处理各项指标别离泡沫灭火剂其他产品建筑材料有机肥运行：2023年3月处理能力：30吨/日、年处理1万吨生产设备：裕川自主研发设计的“CSPM技术成套设备〞〔以设计50吨/日、100吨/日的工艺及设备设计〕设备生产能力：微生物蛋白液800吨/年污泥残渣〔48%含水率〕：4000吨/年〔3〕技术的产业化示范工程验证了工程规模上的经济可行性和技术可靠性！与堆肥、干化及燃烧处理方式比较：处理周期〔3-4小时〕、占地省、节约土地资源30吨/日处理设备/300-2000m2(堆肥的5-20%)100吨/日处理设备/700-5000