閑談城鎮污水處理廠污泥資源化利用
隨著城市污水處理廠對生物技術的廣泛運用,產生的污泥也明顯增加,造成了一定程度的二次污染,在這種情況下,城市污水廠污泥處理問題成為了社會普遍關注的問題。但目前盡管污水處理廠的建設費用中用于處理污泥的大約占了20%~50%,是污水處理系統中的重要組成部分,但大多污泥仍沒有被妥善處理,而是隨意處置,這會造成環境污染,甚至危害人類健康。
1 能源與熱能利用
污泥制油技術可以由兩種工藝技術實現:一種是污泥熱解制油技術。其原理是在無氧或低于理論氧氣量的環境下,將污泥加熱到一定的溫度,利用高溫環境下,污泥的有機質熱裂解和熱化學轉化反應,使污泥中的固體物質分解為油、不凝性氣體和炭三種可燃物質,部分產物可以作為干燥與熱解的能源,剩余可以當能源回收;二是污泥直接油化技術。該技術是在高溫高壓、催化劑的環境下,污泥中的高分子化合物質通過分解、縮合、脫氫、環化等一系列反應后變成低分子油狀物質,目前已經在美國、英國、日本等國家得到推廣使用。
2污泥能源化利用
(1)利用污泥厭氧消化制沼氣。污泥厭氧消化制作沼氣,是利用無氧環境下生長于污水、污泥中厭氧菌菌群的作用,而使有機物發生變化后分解成其他穩定物質,達到殺菌、無害化的目的。而沼氣就是這些有機物在厭氧條件下經過厭氧菌的分解作用而產生的以甲烷為主要成分的可燃性氣體。沼氣可以為城市居民和工廠生產活動提供能源,據悉,1m3沼氣的燃燒發熱量相當于1kg煤的燃燒發熱量,可見其資源利用的良好前景。與此同時,污泥厭氧消化也能同廢水處理結合在一起,構成完整的污水處理系統,實現有機物無害化處理的目的。當前,污泥厭氧消化制沼氣的處理方式,以成為最廣泛的污泥處理工藝。
(2)利用污泥低溫熱解制油。污泥低溫熱解制油是目前一種新型的熱能利用技術,主要是指污泥在無氧或缺氧的條件下加熱到一定溫度,并經過干餾、熱分解等作用將污泥中的有機物轉化為碳氫化合物,最后使污泥轉化為可以與油或炭等發生作用的可燃性產物。在污泥熱解技術上,我國已開展了大量的研究,研究發現污泥低溫熱解制油具有成本低廉的優勢,也具有較好的應用前景。近年來,國內又開發出了微波熱解技術,這一技術更加方便快捷,且生成的液態油中所含脂肪類物質較高。
(3)利用污泥制合成燃料。城市污泥中含有70%-80%的有機物,且脫水后的污泥具有發熱量高的特點,因而將其制成合成燃料具有科學性與可行性。研究表明,將35%的消化污泥與50%的煤和15%的添加劑合成燃料,其熱效率遠大于煤的熱效率。與此同時,污泥還具有較強的黏性,將活性污泥與無煙粉煤混合加工,能在燃燒利用的過程中減少煤污染,還能提高煤的反應性,減少殘渣。
隨著污泥處理技術的發展,我國城市污泥資源化利用取得了一定的成績。然而,與發達國家相比,我國還處于較為落后的階段。為了促進城市污泥的資源化利用,構建資源節約型、環境友好型社會,各城市都應該在遵循城市污泥的特性基礎上結合城市發展的實際,實現對污泥的有效利用,使之發揮出巨大的環境保護效益。
1 能源與熱能利用
污泥制油技術可以由兩種工藝技術實現:一種是污泥熱解制油技術。其原理是在無氧或低于理論氧氣量的環境下,將污泥加熱到一定的溫度,利用高溫環境下,污泥的有機質熱裂解和熱化學轉化反應,使污泥中的固體物質分解為油、不凝性氣體和炭三種可燃物質,部分產物可以作為干燥與熱解的能源,剩余可以當能源回收;二是污泥直接油化技術。該技術是在高溫高壓、催化劑的環境下,污泥中的高分子化合物質通過分解、縮合、脫氫、環化等一系列反應后變成低分子油狀物質,目前已經在美國、英國、日本等國家得到推廣使用。
2污泥能源化利用
(1)利用污泥厭氧消化制沼氣。污泥厭氧消化制作沼氣,是利用無氧環境下生長于污水、污泥中厭氧菌菌群的作用,而使有機物發生變化后分解成其他穩定物質,達到殺菌、無害化的目的。而沼氣就是這些有機物在厭氧條件下經過厭氧菌的分解作用而產生的以甲烷為主要成分的可燃性氣體。沼氣可以為城市居民和工廠生產活動提供能源,據悉,1m3沼氣的燃燒發熱量相當于1kg煤的燃燒發熱量,可見其資源利用的良好前景。與此同時,污泥厭氧消化也能同廢水處理結合在一起,構成完整的污水處理系統,實現有機物無害化處理的目的。當前,污泥厭氧消化制沼氣的處理方式,以成為最廣泛的污泥處理工藝。
(2)利用污泥低溫熱解制油。污泥低溫熱解制油是目前一種新型的熱能利用技術,主要是指污泥在無氧或缺氧的條件下加熱到一定溫度,并經過干餾、熱分解等作用將污泥中的有機物轉化為碳氫化合物,最后使污泥轉化為可以與油或炭等發生作用的可燃性產物。在污泥熱解技術上,我國已開展了大量的研究,研究發現污泥低溫熱解制油具有成本低廉的優勢,也具有較好的應用前景。近年來,國內又開發出了微波熱解技術,這一技術更加方便快捷,且生成的液態油中所含脂肪類物質較高。
(3)利用污泥制合成燃料。城市污泥中含有70%-80%的有機物,且脫水后的污泥具有發熱量高的特點,因而將其制成合成燃料具有科學性與可行性。研究表明,將35%的消化污泥與50%的煤和15%的添加劑合成燃料,其熱效率遠大于煤的熱效率。與此同時,污泥還具有較強的黏性,將活性污泥與無煙粉煤混合加工,能在燃燒利用的過程中減少煤污染,還能提高煤的反應性,減少殘渣。
隨著污泥處理技術的發展,我國城市污泥資源化利用取得了一定的成績。然而,與發達國家相比,我國還處于較為落后的階段。為了促進城市污泥的資源化利用,構建資源節約型、環境友好型社會,各城市都應該在遵循城市污泥的特性基礎上結合城市發展的實際,實現對污泥的有效利用,使之發揮出巨大的環境保護效益。
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