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市政污泥連續熱水技術在項目中的應用

來源：中國大氣網 ? 2021-10-28 11:16:22

市政污泥來源是市政污水處理廠的副產物，目前，市政污泥的處理與處置是對污水處理廠的首要制約因素。從技術層面來看，市政污泥含水率高，易腐物多，難以脫水，是造成污泥處理處置相對比較困難的原因。

9月16日，面對行業密切關注的市政污泥處理處置問題，北京潔綠環境科技股份有限公司副總經理陸鵬在“2021（第十三屆）上海水業熱點論壇”上，以 “市政污泥連續熱水解技術與產品應用”為題做了主題分享。

陸鵬

污泥熱水解技術從序批式走向連續式

市政污泥是制約污水廠的首要因素。陸鵬分析，目前因為在市政污水處理過程中產生的市政污泥，具有含水率高、易腐物多和難以脫水的性質，難以實現經濟高效地妥善處理，導致污水處理廠長期受污泥處理難題困擾。陸鵬表示，潔綠環境在長期技術研發和工程實踐中研發出污泥連續熱水解技術及系統，可簡單高效實現污泥預處理，極大提高污泥的脫水性能，為后端的資源化處理處置提供良好條件。

熱水解技術工作原理。熱水解技術的原理是通過高溫高壓蒸汽與污泥進行接觸，通過反應器中高溫高壓過程，讓污泥中微生物細胞破碎、大分子水解、生物質液化。從光學電鏡和掃描電鏡可以明顯看出膠體結構破壞與細胞體的解體。熱水解不僅能提高污泥脫水性能，高溫高壓過程還可殺滅污泥中的有害微生物，為后續資源化利用提供了便利和條件。目前，在新冠疫情相對常態化的背景下，病毒從污水進入污泥，也會存在潛在的傳播風險，因此快速消滅污泥中有害微生物就顯得尤其重要。

污泥熱水解技術從序批式向連續式突破。陸鵬表示，污泥熱水解技術中，序批式熱水解技術是主流，而潔綠環境認為如果污泥熱水解技術實現了從序批式向連續式的跨越，那么從設備控制點、操作難度、占地以及投資方面都會有所改進。因此潔綠環境從2014年開始探究序批式高溫高壓連續熱水解反應系統，實現從序批式到連續式的轉化，最終通過在膜技術高壓變壓閥上獲得靈感，實現技術突破。陸鵬表示，潔綠環境在北京延慶的日處理50噸規模項目中，可以做到熱水解處理約10分鐘，污泥黏度顯著下降，沉降性能明顯提升。

市政污泥熱水解耦合高效厭氧（JTHAD）關鍵技術。陸鵬總結，經熱水解后，可生化性大大提高的污泥進入潔綠環境研發的市政污泥熱水解耦合高效厭氧（JTHAD）反應系統進行厭氧消化，該項關鍵技術具備四個創新點：

（1）突破性解決熱水解高壓進料溫度高、閃蒸背壓接料等關鍵技術問題；

（2）有效提升污泥厭氧消化效率、穩定化與無害化程度、生物質利用及減量化效果；

（3）實現高溫高壓連續進出料，減少設備、節約占地，提升系統穩定性；

（4）具有綠色、創新、低耗、高效等特點。

連續式污泥熱水解工藝流程。首先，污泥泵入預熱罐，在預熱罐中停留30~40分鐘。預熱罐熱量源于后期的尾氣和蒸汽，溫度保持在90℃。經預熱后的污泥通過第二臺泵，泵入熱水解罐，熱水解罐反應時間大概30分鐘。實現連續熱水解的核心在于后面配備的兩個閃蒸罐，閃蒸罐通過背壓會和熱水解罐有略微的壓差，因而在打開進料閥的情況下，熱水解罐內的物料就會等壓自流排料，避免高溫高壓下的快速沖擊對閥門的磨損。通過閃蒸罐實現高溫高壓連續進出料，節省了設備和占地，提高了系統的穩定性。

熱水解前后污泥各項指標的變化。陸鵬表示，在日處理100噸含水率80%濕污泥的項目中，泥餅產量約在22噸左右，污泥沼氣產量在60m3，沼渣的含水率約40%。經過熱水解之后，污泥平均SCOD指標由1400多上升到4萬多(mg/L)，經過厭氧消化后，SCOD下降到約2600mg/L，去除率達93%以上。并且熱水解前后VS/TS也略有下降，這是從另外一個方面證明，在熱水解過程當中，VS有部分水解。污泥經過熱水解后，VFA濃度大大增加，由近60mg/L增長至近8000mg/L，證明熱水解使污泥中有機物發生了水解；由于熱水解過程中蛋白質的充分水解，污泥氨氮濃度由原泥的600mg/L左右增長至1500mg/L。

多措并舉避免臭氣外溢。陸鵬表示，熱水解過程中需要控制的關鍵因素之一就是臭氣處理，因此潔綠環境在密封的熱水解設備中對臭氣收集過程進行了充分的流場模擬，可有效避免臭氣外溢，結合新風系統換氣可有效改善工作環境中臭氣問題。針對不同項目，可將高濃度臭氣和低濃度臭氣進行分質處理。

陸鵬表示，潔綠環境這套“污泥連續熱水解+深度脫水”系統已經申請了多項專利，在2020年8月29號，中國環保咨詢行業協會就中山項目進行現場評估，評定該技術具有廣泛的推廣應用價值，整體達到國際先進水平。

潔綠環保污泥熱水解技術適用場景

潔綠環境熱水解技術的四大應用場景。陸鵬總結，潔綠環境熱水解技術有四類應用場景，其中“污水廠協同模式”“焚燒廠協同模式”適用于小規模處理，在“污水廠協同模式”下，熱水解之后的污泥直接經過板框壓濾，產生的濾液協同污水處理廠污水進行處置，產出的泥餅外運。需要注意的是，由于污水處理廠可能沒有直接蒸汽來源，可以采用電鍋爐提供穩定的蒸汽源。在“焚燒廠協同模式”下，熱水解后的污泥先經過板框壓濾脫水，脫水后的污泥去協同焚燒，而產生的濾液和焚燒廠內的滲濾液系統進行協同處理。這種模式下，蒸汽來源可以直接利用焚燒廠的蒸汽。

而“濾液厭氧模式”和“全量厭氧模式”主要是針對獨立集中的污泥處理項目，規模相對較大。在濾液全量厭氧模式下，污泥經板框壓濾后，濾液進入厭氧系統產生沼氣。沼氣可作為產生蒸汽的能源支持系統運行，多余部分可外供產生附加經濟價值。厭氧產生的沼渣脫水后，可以直接作為園林綠化污泥進行利用。

各類情況下設備選型表?；诓煌r下運行時間和污水處理量的差別，潔綠環境提供了相應的設備選型表。潔綠環境的污泥熱水解設備處理規模范圍為5~300噸/日，根據工程實踐，日處理量150噸/日以上的項目采用兩條處理線更加合理可靠。

污泥熱水解能耗比高溫干化更低。陸鵬指出，折合噸污泥，熱水解技術蒸汽消耗量僅相當于污泥高溫干化蒸汽消耗量的20%。

潔綠環境熱水解技術應用案例介紹

陸鵬介紹，潔綠環境污泥熱水解技術已經在國內拉薩、高郵、中山等地有多個成功案例應用：

拉薩污泥應急項目

處理量：90t/d

工藝：熱水解-板框-園林綠化

投產時間：2019.9

拉薩曲水污泥項目

處理量：90t/d污泥 +80t/d牛糞

工藝：熱水解-協同厭氧-板框-堆肥