生化剩余污泥减量与无害化新技术.ppt

1 生化剩余污泥大幅减量与无害化技术 李本高 石油化工科学研究院 2 主要内容 研发背景生化污泥的基本性质SMR装置技术原理SMR装置技术工艺SMR装置运行效果经济技术分析结论 一 研发背景 生化剩余污泥产生量大当前我国城市污水实际处理量约600亿m3 a 产生含水98 的生化剩余污泥约3 6亿m3 a 今后10年剩余污泥产量将以年均15 左右的速度继续增长1000万t a级炼油厂 产生剩余含水污泥约1万t a生化剩余污泥对环境危害大微生物 病毒 寄生虫 有机物 氮 磷 恶臭 一 研究背景 现有生化剩余污泥处理工艺脱水 含水率最降低到80 84 残留量仍然很庞大 污染物无减量焚烧 减量效果好 但投资和运行成本高 操作复杂 且产生飞灰危物 烟气处理困难消化 处理成本较低 但仅能去除部分有机物 且污泥减量不显著 我国城市污泥处理处置现状 二 生化污泥的基本性质 中国石化某炼厂生化剩余污泥主要组成 6 中国石化某石化浓缩污泥主要组成 二 生化污泥的基本性质 污泥含水率高 达到98 6 99 2 污泥VSS SS比值大 在0 66 0 73之间 为典型的有机质污泥 7 某市政污水处理厂浓缩污泥主要组成 二 生化污泥的基本性质 污泥含水率98 1 污泥VSS SS比值0 695 为典型的有机质污泥 二 生化污泥的基本性质 主要成分 水 微生物 微生物代谢物 无机固型物 其中含水达到98 99 含水形态 自由水 间隙水 表面水和结合水 生化剩余污泥成分与含水形态 二 生化污泥的基本性质 自由水 占总含水约70 不与污泥附着或结合 分离较容易 可重力分离间隙水 因毛细管现象而保持的水 分离较难 需使用离心 真空等方法表面水 通过氢键附着在胶体表面 分离困难 经调理后才能用机械方式脱除结合水 通过化学键与污泥结合 约占总含水4 分离十分困难 采用一般物理化学方法难以分离 是构成脱水污泥的主要成分内部水 细胞内的水 水量很少 脱除更难 三 SMR装置技术原理 生化剩余污泥体积庞大的原因是含水率高 造成含水率高的根本原因是污泥中存在具有特殊性能的高分子有机物 是这些高分子有机物导致间隙水 表面水和结合水存在 研发降低和消除污泥中高分子有机物方法 是生化剩余污泥实现大幅减量的关键 污泥脱水困难的原因 三 SMR装置技术原理 通过催化方法将污泥中固形高分子有机物降解 使其转变为水溶性小分子有机物 固形高分子有机物降解后 消除了间隙水 表面水 结合水存在条件 使泥水容易分离 从而使污泥实现大幅减量 产生的降解污水 生化性好 生物方法可使COD 氨氮等污染物实现彻底无害化处理 技术原理 处理前 处理后 12 三 SMR装置技术原理 降解温度与VSS去除率的关系 13 三 SMR装置技术原理 降解温度对COD存在形态的影响 14 三 SMR装置技术原理 降解温度对污泥降解液B C的影响 15 三 SMR装置技术原理 降解温度对蛋白质和糖的影响 16 三 SMR装置技术原理 降解温度对氮存在形态的影响 17 三 SMR装置技术原理 降解温度与降解液中有机酸浓度的关系 18 三 SMR装置技术原理 降解温度对污泥脱水性能的影响 19 四 SMR装置技术工艺 SMR装置工艺流程 SMR工艺工业化撬装式装置 20 五 SMR装置运行效果 SMR装置不同条件对SS和VSS的去除效果 污泥仅SMR装置处理后 SS和VSS均较处理前大幅降低 去除率分别达到67 4 和95 0 21 SMR装置消解液沉降分离曲线 五 SMR装置运行效果 污泥经SMR装置处理 产生的降解液沉降性能好 22 污泥残渣脱水泥饼含水率 残渣泥饼外观 五 SMR装置运行效果 污泥经过降解 残渣脱水性能好 脱水泥饼含水率达到40 50 23 污泥经SMR装置处理残渣重金属浸出结果 五 SMR装置运行效果 污泥残渣脱水泥饼中的重金属稳定 浸出浓度均小于0 1mg L 远低于国标指标 满足一般固废要求 24 经SMR不同工艺处理的残渣养分指标 五 SMR装置运行效果 污泥残渣脱水泥饼的氮磷钾 有机质含量分别符合农 林等利用要求 SMR工艺的减量效果十分显著 污泥体积 TCOD和TN分别减量高达98 8 95 和93 减量效果近次于焚烧工艺 几种工艺处理含水污泥的效果对比 五 SMR装置运行效果 六 经济技术分析 几种工艺处理含水污泥运行成本对比 元 t 1 注 污泥含水按98 计 残留固废外委费按2000元 t 1计SMR的处理费用最低 脱水和热干化工艺处理费用最高 七 结论 表3污泥处理成本对比 单位 元 吨 以SS 1 的污泥计 1 SMR装置对生化剩余污泥减量效果显著 对含水98 的生化剩余污泥 经SMR装置处理 残留污泥脱水泥饼含水率 50 污泥体积减量 98 8 对10000t含水污泥 经SMR装置处理 残留污泥仅120t 2 SMR装置可使生化剩余污泥实现无害化 剩余污泥经SMR装置处理 COD和氨氮分别减少95 重金属稳定 可根据资源化要求 通过改变操作条件 很方便得到不同性质的无害残渣 可满足制砖 铺路 农用和林用等要求 3 SMR装置环境友好 全程密闭运行 无异味 噪声小 4 SMR装置处理成本低 仅为常规方法