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低成本、高减量的污泥干化新思路:无热脱水干化

时间:2021-10-25 09:56

来源:中国水网

作者:宋天辰整理

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9月17日,面对行业密切关注的污泥掺烧前端处理环节,尼科控股(北京)有限公司董事长张晓春在2021(第十三届)上海水业热点论坛上,以 “超低碳、低成本、高减量,一种服务于掺烧的颠覆式污泥干化技术”为题做了主题分享。

污泥焚烧以及掺烧是污泥处理的主流技术路线之一,而污泥掺烧就涉及污泥前端处理环节,如何在处理环节中减少污泥产量,降低成本,从技术上带来行业的引领,是行业目前很关注的话题和技术发展方向。

9月17日,面对行业密切关注的污泥掺烧前端处理环节,尼科控股(北京)有限公司董事长张晓春在2021(第十三届)上海水业热点论坛上,以 “超低碳、低成本、高减量,一种服务于掺烧的颠覆式污泥干化技术”为题做了主题分享。

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张晓春

生态环境治理形势下污泥处理的迫切性

张晓春表示,污泥出路问题急需解决。近年来,由于长期“重水轻泥”导致污泥污染环境问题频发。据E20研究院数据,2010~2020年间,含水率80%的城镇湿污泥产量从2500多万吨增长至5100余万吨,增长率超过100%。但从污泥处理方式来看,填埋仍然占半壁江山。据调查发现,70%污泥还没得到有效处理,因此导致现在污泥问题不断爆雷,仅今年上半年,就有多地政府因污泥问题受到追责处分。环保督察力度越来越大。

历经数十年发展,在污泥处理日益迫切的大背景下,各地政府对彻底解决污泥出路问题的积极性高涨。张晓春表示,国家政策已明令不再新建生活垃圾填埋场,且现存填埋场大多已临近饱和,填埋方式已不可持续。目前我国能够规模化应用的污泥减量技术主要有三种:好氧堆肥、厌氧制沼气和焚烧。其中焚烧方式相对而言能够最彻底解决污泥最终产物去向问题。

污泥掺烧技术路线的优势与局限

焚烧技术包括独立焚烧和掺烧两类技术路线。其中独立焚烧可以不依赖协同处置单位,但其投资较大,并且运营成本(BOT价格)较高,约在400到700元/吨范围内,甚至有2000元/吨的个例。而脱水干化+掺烧(协同处置)方案,一方面可以将有机物转化为热能,无机物成为灰渣再利用,实现最大程度减量,同时投资及运营成本较低。

污泥掺烧的优势在于不需要新建焚烧设施。既能节约大量投资,同时项目又能快速落地开工。污泥掺烧主要和四类单位协同:垃圾焚烧发电厂、燃煤电厂、水泥窑、钢铁厂。张晓春指出,从近年来污泥掺烧的实践来看,如果污泥掺烧前的处理合适(即掺烧前经过适当脱水处理),掺烧是切实可行的。很多公司做了实践,对原有焚烧工艺没有显著影响。

掺烧对污泥的要求:污泥深度脱水干化处理

张晓春表示,湿污泥直接进行掺烧是不合适的,污泥进行掺烧前需要经过干化脱水处理。据E20研究院调查显示:以前我国污泥处理以填埋作为主要方式,在目前污泥存量项目中,干化脱水后填埋占比依然为最高。在新增项目中,处理方式以干化为主,2020年污泥干化脱水占比约为72%,较2019年增加了5个百分点。在处置方式中,焚烧占比呈现逐渐增加态势,占比已达到30-40%左右。

张晓春总结污泥掺烧有三点要求:

第一,含水率必须要达到40%以下;

第二,干化过程不能影响热值;

第三,干化过程不能影响后期焚烧。

张晓春举例,如传统板框压滤脱水,产出含水率近60%的污泥用于填埋可以,但不能用于掺烧,且脱水过程中若加入石灰,会降低原泥热值,且掺烧时烟气影响较大,因此传统板框压滤脱水所产出的污泥基本不适合掺烧路线。污泥掺烧前需要经过充分的脱水干化。

而目前污泥脱水干化技术又可分为热干化、余热干化和无热干化等几条路线。污泥热干化可以达到含水率要求,但存在耗能较高、设备维护运营成本高的限制,需要较高的处理费才可以抵消成本。而污泥余热干化虽然成本较低,但污水厂产生的湿污泥往往需要经过公路运输抵达协同处置单位后才能进行余热干化,存在湿污泥运输成本高、造成环境污染等风险。

张晓春总结,理想的污泥干化技术需要满足以下条件:

第一,低能耗、低成本才可持续。

第二,处理效率高。

第三,没有二次污染。

第四,干化后泥质不要影响焚烧。

第五,最好做到原位减量,在污水厂完成减量处理。

第六,最好不需要热源。

无热干化技术—污泥深度脱水干化的颠覆性技术

张晓春表示,尼科环境花了十年时间,潜心研究污泥无热干化技术,满足以上需求。所谓污泥无热干化技术,即运用化学、物理加机械方法对污泥进行深度脱水和干化,全程不加热,将污泥含水率从70%~85%区间降到40%以下甚至更低。

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尼科环境污泥无热干化技术具有三大核心特点:

第一,自主研发了污泥专用脱水药剂,该药剂基本原理是将污泥微生物细胞内水份高效释放出来,极大提高污泥脱水性能。该药剂环境友好,非酸、非碱,不含铁离子,不含氯离子。

第二,尼科环境首创的“全向出水污泥压榨机”,具有超高效率。仅十分钟将污泥含水率从80%以上降到55%左右。由于其超高效率,便能实现降本增效的目标。

第三,自主研发的筒式多段风干装置,对污泥进行干化处理,污泥含水率降至40%以下,全过程不加热,因而没有臭气产生。

微信图片_20211025100256.jpg尼科环境无热干化工艺流程

张晓春表示,无热干化技术主要分三个工艺段对污泥进行脱水干化处理,第一阶段为污泥调理工艺段,污水处理厂产生的湿污泥进行加药调理,提高污泥脱水性能;第二阶段为污泥脱水改性工艺段,压榨10分钟脱除污泥中60%以上水分,压榨后泥饼呈疏松多孔状态,为后端强制通风干化创造条件。经过通风干化后,污泥含水率降至40%以下,后续可以进行资源化利用,特别适合焚烧。

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张晓春总结尼科环境无热干化工艺具备三个特点:1.超低能耗;2.无臭气产生;3.对掺烧无干扰。

经无热干化技术处理后泥饼可制成生物质燃料进行掺烧。以秦皇岛市为例,秦皇岛市的污泥经过处理以后,含水率降到20%,热值达到3800kcal(高于褐煤),即每吨含水率80%以上的污泥经过无热干化技术处理后可制成生物质燃料0.31吨,相当于发热量5000kcal/kg的煤0.236吨。这类污泥进入垃圾焚烧厂后1吨可以发电400度。张晓春表示,这样优质的燃料,垃圾焚烧发电厂是乐意接受的,可以给焚烧发电厂创造效益。

张晓春表示,尼科环境污泥无热干化另一大优点在于可以实现原位减量,即将无热干化设施建设在污水厂内,省去湿污泥运输成本,避免湿污泥运输过程中的环境污染风险,以及规避因此而来的政策风险。并且碳减排效果显著,张晓春表示,与低温干化相比,无热干化每处理一吨湿污泥,减少二氧化碳排放165公斤。

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编辑:李丹

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