DOC《附件3》

附件3 《技术报告》编写提纲 摘要(300字内) 污泥是城镇污水处理过程的副产物,含有大量难降解的有机物、重金属和盐类,以及病原微生物和寄生虫卵等.

如果不妥善处理,将造成严重的二次污染.? 污泥(危废)热风全干化技术利用高温热风与快速回转打碎装置在独特设计的轮鼓干化机里,对高粘性,高含水率的污泥进行瞬间颗粒化并全干化处理;

得到1/5的减量效果,彻底无害化及稳定化效果并且可有效地利用为燃料的资源化效果. 污泥(危废)热风全干化技术只具有有效去除污泥里的水分的功能而不是焚烧污泥的功能,所以不产生大气污染物(氧化硫或氧化氮等).因而工艺排气处理得压力与难度比较少. 本技术可以使作为基础环保设施的市政污泥处理处置设施能够具有无厂群纠纷,无恶臭,环境友善等项目特点.

一、技术来源 近年来,在国家环保与节能政策的作用下,我国城镇污水处理得到迅速发展,城镇水环境治理取得明显的改善.但是污水处理过程产生的大量污泥尚未得到有效处理处置. 污泥如何处理,也是全球性的难题.据2014年末统计,全国每年污泥产生量超过3,000万吨则每天8万2千吨的污泥会产生,其中有80%没有得到妥善处理. 这些污泥基本上进行堆置或弃置于自然环境中并且造成地面、地下或水中的严重二次污染,直接威胁环境安全与公共健康,使污水处理的环境效益大大降低. 光治水不治泥就等于白做污水处理,可是全国普遍存在地方人民政府或污水处理厂等责任单位只愿意追求经济性的方式处理这些污泥.所以导致只愿意支付运费水平的费用简单地委托第三方将污泥进行弃置或不规范的填埋. 随着我国城市的大规模化和人口集中化加剧, 土地和地下水资源也日益短缺.这些因素会影响未来环境保护的必要性与重要性.而不妥善处理的污泥处理方法必然被严厉禁止而填埋的成本也是由于土地价格与环境标准的提高而即将日益变得昂贵. 我国目前在污泥处理处置方面强调 减量化,稳定化,无害化,资源化 四大原则.但,由于根据当地不同的污水处理环境造成不同成分的污泥,每地方的市政污泥具有区域性与季节性的性状与成分变化,使污泥处理处置带来巨大困难. 目前除了填埋之外,最为普遍的市政污泥处理方式为厌氧消化与焚烧处理方式.各自占16%和18%的市场份额.但也有少一部分土地利用与制造建材等新的尝试. 但,我国城镇市政污泥含有高含量的重金属与有害物质不适合于土地利用并且这些方式处理的副产物由于易腐烂并散发恶臭,很难找到销路而最终还是部分副产物进行弃置或不规范填埋处理的尴尬局面.? 由于组织结构与含有成分的原因,污泥具有很高的难失水性与粘性.这样的特性给与污泥的稳定化与无害化处理带来许多处理技术的难题.一旦有效地全干化的污泥(含水率10%以下)具有不易吸水并不容易恢复原来的体积.因而全干化的污泥在储藏与运输方面提供许多方便并且全干化过程将污泥所含的重金属与有害物质被封闭在内部不易溶出外界. 越少的含水率可以给污泥最终处置带来众多优点比如恶臭越少,越不容易腐烂,燃烧热值越高,燃烧烟气越少,越容易找到销路等,污泥的全干化可带来污泥资源化方面的灵活选择. 举个例子,全干化的污泥可以在发电厂作为辅助燃料使用.通常热电厂使用标煤的同时也使用相对低热值的煤矸石等辅助燃料.全干化的污泥由于运输与储存方便并且含水率与标煤相同比较容易被电厂接受使用.可以作为优良辅助燃料进行资源化处置. 或者,如果有机质含量高并且具有较低重金属含量的全干化污泥可以作为有机肥料的辅助原料进行资源化利用等. 因此,如何最有效率的进行全干化成为污泥减量化,无害化,稳定化并资源化的最关键因素了. 我国'

十三五'

规划即将要开始,到今年结束的'

十二五'

规划里,市政污泥处理处置方面的指标就远远达不到指定的目标了.因此在明年开始的'

十三五'

规划里,国家可能会投入大量的力量推进污泥处理处置政策的实施. 由于全国产生的市政污泥产量巨大并且各个地方政府解决污泥问题的压力也大,目前我国迫切需要能够有效地解决污泥问题的大量干化处理的技术.

二、国内外研究开发现状及技术比较 2.1 技术纵览 污泥的妥善处理一般需要经过浓缩→消化→改良(热水解或药剂处理等)→脱水→稳定化处理→最终处置的方式. 目前国内外市政污泥处理技术可分为热干化技术,焚烧技术,堆肥化技术,碳化技术,固化技术. 2.2 优劣分析 2.2.1 污泥热干化技术 大规模污泥处理工艺中目前在国内外最为普遍的技术,一般使用燃料(固体,液体,气体)或废热(蒸汽或烟气)通过专业设备把污泥里含有的部分或大部分水分蒸发分去除处理. 一般干化过程在很短的时间内完成并且每天处理容量较大,整体设备占地面积小,稳定化程度及减量化程度高,天气或季节等其他因素的影响小,最终处置选择多等优点. 但,建设投资费用较高,技术要求高,热能耗大,整体处理费用较高等缺点. 不过对于人口密集,土地资源短缺的一线,二线城市等城镇地区的污泥处理方式当中,经常选为最佳方案. 2.2.2 污泥焚烧技术 污泥焚烧技术在大规模污泥处理工艺中在国内外较为普遍的技术,一般在一定温度及有氧条件下,经蒸发,热解,气化和燃烧等阶段将污泥所含的有机部分燃烧成氧化气体,无机部分转换为灰渣的处理方法. 目前与其他可燃性废弃物(生活垃圾或其他有机废弃物)协同焚烧与污泥单独焚烧的两种方式.污泥单独焚烧一般与热干化设施联建使用. 焚烧技术的优点为减量化效果最佳,稳定化最彻底的优点,但是建设投资费用最高,技术要求最高,运行成本最高,大气污染物排放量多而烟气处理成本高并处理难度高等缺点. 2.2.3 污泥堆肥化技术 污泥堆肥一般是指好氧堆肥.机械脱水后的污泥在人工控制的适度,通风,碳氮比条件下进行发酵并释放热量成为腐殖质样残渣的过程.污泥里的有机质被分解并稳定化,大部分有害微生物被堆肥化过程中产生的高温被杀灭. 由于污泥形状不稳定,结构稳定性差,含水率高,碳氮比低等原因,发酵需要较长时间,并且必须需要搅拌供氧并且得有好的通风环境. 污泥堆肥化具有最高的资源化价值,污泥所含的有机质可以还原土壤能够改善土壤的贫瘠化等优点. 但,项目占地面积大,处理时间长,产生臭气量大等缺点. 目前我国农业部禁止市政污泥农田利用,堆肥化的污泥只能用在城镇绿化与园林建设上.但是由于污泥的成分无法控制而成分会不断变化,堆肥的安全性问题无法解决. 2.2.4 污泥固化技术 污泥固化技术一般采用石灰等固化剂添加到脱水污泥(含水率80~85%)对污泥进行改性,使污泥的物理性质与化学性质得到稳定化处理的方法.处理后的污泥与固化剂的作用可将污泥所含的重金属封闭在固化物里不易溶出外界. 一般搅拌后在固化反应器上搅拌压榨后排出,经过1-3天固化稳定化之后的混合物具有一定的硬度,可利用为路基,绿化,制砖,覆土等用途. 具有一定的稳定化及无害化效果,处理成本较低,技术要求不高,设备机构简单等优点. 但,没有减量化效果而增量化效果,必须需要填埋场,恶臭及粉尘等问题难解决等缺点. 2.2.5 污泥碳化技术 污泥炭化技术是将污泥在炭化机中进行无氧或微氧的条件下的 干馏 ,使污泥中的水分蒸发出来,同时污泥中的部分有机物被分解成可燃挥发成分并碳成分与灰分就残留在碳化物的过程. 污泥所含的大部分热值会转换为干馏气体,产生的碳化物由于灰分含量高,碳含量低,一般不具有燃料价值,但还是非常稳定化的物质可以直接填埋处理. 碳化技术减量化,稳定化,无害化效果非常好,但设备投资高,技术要求高,运行成本高等缺点. 表2.1 污泥处理技术总览 技术 固化 干化 焚烧 碳化 堆肥化 原理 将固化剂与污泥进行混合而改善污泥的物理及化学性状 对污泥含有水分进行加热蒸发而去除水分 通过燃烧污泥含有的可燃物 进行有机物的去除 在缺氧环境下对于污泥进行加热并去除水分与挥发分.有效分离固定碳与灰分 微生物对于污泥所含的有机物进行分解 工程流程 脱水→投入→混合・发酵→ 熟成 原料→投入→干化 → 烟气处理(只针对烟尘,有机挥发物VOCs与水分) 干化及烟气处理→氧化(燃烧)→烟气处理 (针对烟尘,氧化硫, 氧化氮) 投入→干化→碳化 →干馏气冷却 →处理干馏气体 投入→临时储藏 →干化→发酵→ 粉碎→成品 优点-对于污泥性状变化适用性强 -无需另外的处置费用 -副产物可资源利用 -对周边环境影响少 -干化物燃料利用时可以完全去除有机物并取得彻底减量化与稳定化效果 -干化物可以有偿销售可以弥部分补运行成本 -彻底减量化(8%以内) -技术可靠性与稳定性较高 -彻底无害化 -废热可再利用 -减量化效果高 -碳化物利用用途多 -干馏气可作为燃料使用 -较少的排气并大气污染物较少 -无有害气体产生较为环境友善的方式 -污泥含的有机质利用价值最大化 -无需另付最终处置成本 缺点 -使用固化剂后整体体积与重量增加 而没有减量化效果反而有增量化效果 -固化副产物的需求比较少 -占地面积大 - 干化工艺气体排放量较多 -烟气处理难度高,恶臭产生可能性高 -需要较大的烟气处理设备投资与运行成本 -容易引起厂群纠纷 -只局限于有机污泥处理 -在处理高水分并低有机质的污泥时,需要消耗大量的辅助燃料 -发酵前进行自然干化或机械干化需要时间与能耗 -很难符合有机肥质量标准并质量稳定性差

三、主要技术经济指标 包括主要设计技术性能参数,资源、环境效果指标,经济参数(投资、运行费用)等. 4.1 技术的经济性(运营成本) ?经济性分析:100吨/日处理规模的设施为准 -设备造价(包括设计,生产,安装调试的费用):每吨 60万元 -日处理100吨污泥设施设备投资: 6,000万元 ?污泥处理成本: 处理含水率80%污泥全干化为10%以下干泥 -热能耗:需要573,800 Kcal/kg的热值 ?如使用天然气(9,500 Kcal/kg)需要60.4 N? ?如使用生物质能(4,000 Kcal/kg)需要143.45 Kg ?如使用沼气(6,000 Kcal/kg)需要95.6 N? -电能耗:处理每吨需要58.9kWh/吨 -水费:处理每吨需要 0.413?/吨自来水 *本费用数据不包括人员工资与维修费用.

四、关键技术与创新点 污泥(危废)热风全干化技术具有如下特点. 创新点一:快速回转短轴污泥打碎装置 每分钟300rpm的速度快速回转的打碎装置安装在回转窑的前侧,就是热风入口与污泥主入口的交接的位置.可以含水率高达80%污泥打碎成小颗粒与600~800℃的高温热风瞬间接触并产生瞬间蒸发反映的关键创新点. 创新点二:回转窑内部的输送板的设计及排列 独特的回转窑内部升降片的设计与布置可以有效对高粘性的污泥不粘到窑内壁并且反复进行提升,降落,移送的过程取得最佳效果. 创新点三:构造简单紧凑易于维修保养 整体结构模块化设计尽量减少维修点的增加.简单去除水分的干化流程,工艺排放气体也只有含有恶臭的挥发性物质与水分,少量粉尘并没有大气污染的有害物质.烟气处理装置相对简单.整体系统可以灵活安排地上二层与地下二层的结构搭配尽量减少项目占地需求. 整体控制系统计算机全自动化程度高,目前日处理量1,000吨的设施只需8个工作人员/班可以运行.日处理550吨的设施只需4个工作人员/班即可.

五、应用推广情况及前景分析 污泥快速热风全干化系统目前在韩国已经是主流技术,但我国地大物博,根据区域性污泥特性区别与最终污泥处置的周边条件都不一样. 目前该技术从韩国引进后根据我国的国情进行相应的改造及升级的过程,首先韩国大城市只允许使用天然气作为燃料,但是国内使用天然气作为污泥干化燃料没有强行规定. 通过设备国产化降低工程造价的同时,采用生物质热风炉或生物质蒸汽锅炉等能够采用当地能够稳定供应的,供应价格相对经济的,锅炉及燃烧器技术较为成熟的清洁再生燃料作为干化热源,使本技术的性价比及价格竞争力需要提高. 我国为生物质资源较为丰富的国家,可以利用一些农作物副产物及林业副产物生产的秸秆颗粒及木屑颗粒资源. 我们技术目前尚未没有在国内建立了示范项目,但是已经多处地方政府与污水处理单位筹备建设示范项目事宜. 本技术在韩国已有多处大型处理容量的成功案例并且这些成功案例已有3~4年稳定运行的纪录. 即将要开始的 十三五 规划里城镇污泥处理任务会得到国家的重视及支持. 我国污泥处理处置市场具有巨大的市场潜力,预期污泥处理处置方面的产值会高达360亿元. ................