Transcript 戴晓虎
2011年中国城镇污泥处理处置 技术与应用高级研讨会 我国城市污泥处理处置现状分析和发展趋势 戴晓虎 教授 城市污染控制国家工程研究中心 主任 中组部“千人计划”国家特聘教授 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 内容概要 一、我国污泥产量及处理处置现状 二、我国典型污泥处理处置技术 三、污泥处理处置存在的问题 四、污泥处理处置技术未来发展趋势 五、发展思路和对策 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 一、我国污泥处理处置现状 • 2010年底，城镇污水处理厂已建2500多座，污水处理 能力已达到1.22亿立方米 • 我国城市每年污泥产生量预计近3000万吨（以含水率 80%计） 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 一、我国污泥处理处置现状 • “重水轻泥”严重，80%污水处理厂建有污泥的 浓缩脱水设施；80%污泥没有得到稳定化处理处 置 • 土地填埋占60-65%、污泥好氧发酵+农用约占1015%、污泥自然干化综合利用占3-6%、污泥焚烧 占2-3%、而污泥露天堆放和外运各占2%和15% • 土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大部分属于 随意处置，真正实现安全处置的比例不超过1525% 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 二、我国典型污泥处理处置技术路线分析 生 污 泥 （ 初 沉 污 泥 /二 沉 池 ） 浓缩污泥（重力或机械） 污泥稳定 稳定 稳定 消 毒 污泥脱水 消 毒 污泥干化 堆 肥 1 2 3 加 污泥焚烧 药 4 5 6 农 填 用 埋 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 堆 肥 石灰 污泥解析 21 22 23 24 25 26 农 填 建 农 填 建 填 建 填 建 农 填 建 农 填 建 农 填 建 农 用 埋 材 用 埋 材 埋 材 埋 材 用 埋 材 用 埋 材 用 埋 材 用 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 二、我国典型污泥处理处置技术路线分析 厌氧消化稳定 我国目前采用厌氧消化工艺以中温为主，有近60座，主要利用国外贷款兴建。 优势： 回收生物质能 减少污泥量 改善污泥脱水性能 污泥可以达到稳定，土地利用 瓶颈： 设备投资高（仪表电机等依赖进口） 产气量低 （低VSS/SS) 缺乏技术规范与标准（行业标准） 操作要求高 污泥稳定非强制性指标，运行单位无动力 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 二、我国典型污泥处理处置技术路线分析 好氧堆肥 已有多个工程应用案例 优势 • • • • 污泥稳定，杀灭病原菌、寄生虫卵 污泥含水率低 投资成本低 运行管理简单 瓶颈 • • • • 通常需要大量辅料 臭气问题 生质能未得到回收利用 产品的质量 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 二、我国典型污泥处理处置技术路线分析 污泥焚烧 优势 • 能有效实现污泥的无害化、减量化处理 • 协同焚烧 瓶颈 • 投资运行成本高 • 有机质未得到有效利用 • 尾气处理要求高 • 行业监管及标准较为薄弱 （协同焚烧尾气要求？） 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 二、我国典型污泥处理处置技术路线分析 污泥填埋 污泥填埋是我国常用的处理处置手段 优势 • 工艺简单 • 设备投资少 瓶颈 • 污泥含水率较高，填埋操作和 运行困难 • • • 占地面积大 渗滤液处理 对环境二次污染的风险 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 二、我国典型污泥处理处置技术路线分析 土地利用 农作物、牧场草地肥料的农用（？） 林地、园林绿化的营养土 沙荒地、盐碱地、废弃矿区改良基质的土壤改良剂 优势 • 有机质及营养元素得到利用 • 能源消耗少 • 符合循环经济的思路 瓶颈 • 重金属和持久性污染物 • 在土地利用前需要对其进行稳定化处理 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 三、我国污泥处理处置存在的问题 • 污泥厂内稳定化处理未能实现！ • 污泥最终处理处置目标和技术路线方向不够 明确，多元化，但应要有几条基本技术路线 和原则， • 污泥处置责任主体不明确， • 缺少财政政策，政策配套 • 缺少约束性指标，监管体系。 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 四、污泥处理处置技术未来发展趋势 美国16000座污水处理厂年产710万吨污泥（干重），约 60%经厌氧消化或好氧发酵处理成生物固体用做农田肥料， 17%填埋，20%焚烧，3%用于矿山恢复的覆盖 德国每年产生的污泥为（干重）220万吨，大于5000吨污 水厂均有厌氧消化处理，污水厂电耗40-60% 由沼气提供。 40%的污泥采用土地利用处置方式 英国和法国每年产生的污泥为120万吨和85万吨，大多数 污水厂有厌氧稳定处理，回收生质能， 污泥处置采用土 地利用的比例为60% 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 四、污泥处理处置技术未来发展趋势 产能减碳，提高产气率 向污泥要资源和能源！！ 污泥中要能源 污泥磷回收 最大化的有机质回收利用 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] S tro m - u n d W ä rm e e rze u g u n g m it F a u lg a s -B H K W D ire k ta n trie b z.B . v o n G e b lä s e n m it F a u lg a s W ä rm e e rze u g u n g a u s F a u lg a s in H e izk e s s e ln W e ite re V e rw e rtu n g s w e g e V e rk a u f vo n F a u lg a s a ls S o n d e rg a s S tro m - u n d W ä rm e e rze u g u n g m it W a s s e rs to ff-B H K W E in s p e is u n g in s E rd g a s n e tz L ie fe ru n g vo n W a s s e rs to ff a n e x te rn e V e rb ra u c h e r (H a u sb re n n sto ffze lle ) W a s s e rs to ffT a n k s te lle 城市污染控制国家工程研究中心 F a uENGINEERING lg a s W CONTROL a s s e rs to ff E rd g aFOR s URBAN POLLUTION NATIONAL RESEARCH CENTER 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 四、污泥处理处置技术未来发展趋势 新技术开发 污泥厌氧强化预处理技术 Desintegrationsverfahren mechanisch hochenergetisch niederenergetisch - - Scherspalthomogenisatoren - Maceratoren - Lochscheibernzerkleinerer - Gorator - Drehw irbeldesintegrator Rührw erkskugelmühlen Ultraschall Hochdruckhomogenisation Lysat- Zentrifugen Prallstrahlverfahren thermisch chemisch biochemisch - < 100° C - > 100° C - - Hydrolyse durch Enzymbildung/ -zugabe - Autolyse 超生波预处理 高温高压热水解 pH 调控 Nassoxidation Ozon alkalische Hydrolyse saure Hydrolyse 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 四、污泥处理处置技术未来发展趋势 污泥和城市有机质厌氧共发酵制燃气 污泥和城市有机质生质能回 收— 资源化利用 候排减 变放少 化、温 应室 对气 气体 回 收 生 物 质 能 保减 护少 水二 资次 源污 染 ， 减制 少作 土有 壤机 矿肥 化、 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 四、污泥处理处置技术未来发展趋势 脱水污泥、厨余垃圾产气量计算 • 0.3亿吨脱水污泥 • （如有50%被利用） • • 含水率：80% 有机物：65% 有机物分解程度：50% 产气量：0.9m3/kgVSS •含水率：85% 1亿吨厨余垃圾 •有机物：80% （如有50%被利用） •有机物分解程度：50% •产沼量：0.9 m3/kgVSS 8.75亿m3 27亿m3 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 四、污泥处理处置技术未来发展趋势 污泥和城市有机质厌氧共发酵制燃气 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 四、污泥处理处置技术未来发展趋势 污泥与城市有机质厌氧共发酵的优点 • • • 稀释有机物浓度，避免有机负荷过高 污泥中含有缓冲酸碱度的物质，pH值稳定 稀释有毒物质，减弱对产甲烷菌的毒害作用 城市有机质废物与污泥厌氧共发酵工程应用的影响因素 • • • • • • 负荷及停留时间的控制 温度、有机酸、酸碱度、pH等参数的控制 进出料系统 搅拌系统 气体净化与收集系统 有毒物质控制 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 国内外工程案例 国外案例 污水处理厂污泥 1200m3/d 动物碎肉：53t/d 污水处理厂污泥 1200m3/d 甲醇：68t/d 两座沼气发酵罐 体积：12000m3/座 停留时间: 18-20 d 沼气产量 18000+6024 m3/d 沼气产量 18000+5799m3/d 产生沼气量： 29823m3/d（最大至 35000m3/d）产电量： 1.7×107—2.8×107 kwh/a 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 国内外工程案例 国外案例 原料： 生物废弃物：110t/d； 有机物含量: 65-80% 产物： 产气量：120Nm3/t（甲 烷含量55-65%） 产电量：230KWh/t 产热量：330KWh/t 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 国内外工程案例 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 四、污泥处理处置技术未来发展趋势 污泥低温和高温热解技术 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 五、发展思路与对策 • 明确污泥稳定化和无害化目标、明确技术路线 开展污泥处理处置现状调研 明确污水厂新建和扩建，污泥稳定处理化的要求 明确最终处置路线和目标，逐步到位的原则！！ 成熟技术和新技术同步 典型工艺开展技术示范 重大专项作为科技支撑，装备开发 • 污泥处理处置责任主体 强化监管考核体系，污泥处理作为政府部门考核的 约束性指标，指标要合理可行！！ 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 发展思路与对策 • 不断完善技术规范和标准（定期完善补充！） 污泥处理处置中长期规划和技术路线 污泥处理处置规范 污泥处理处置设施的设计、建设和运行规范 污泥泥质标准 污泥土地利用和建材利用等资源化衍生制品的生产规范、 风险评估、产品环境和技术标准 • 制定产业政策，合理的处理价格（目前差别很 大？），能源补贴？ • 政府引导，政策支持，鼓励污泥资源化利用 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected] 城市污染控制国家工程研究中心 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER FOR URBAN POLLUTION CONTROL 上海市四平路1239号 Tel: 021-65983868 E-mail: [email protected]