生物質(zhì)廢物無害化與資源化技術(shù)路線選擇與優(yōu)化

靳志軍（四川深藍(lán)環(huán)�？萍脊煞萦邢薰�司）

生物質(zhì)廢物的處理與處置要解決的環(huán)保問題：衛(wèi)生安全問題；腐敗、臭味問題；處理過程中產(chǎn)生的廢氣；處理過程中產(chǎn)生的廢水；處理后殘留物的去向（處置）。

生物質(zhì)廢物的處理與處置目標(biāo)：一個是減量化、無害化、資源化，這就涉及到哪個優(yōu)先的問題，平衡的問題。從環(huán)保的角度出發(fā)，無害化目標(biāo)應(yīng)該排在第一位；引入資本的話，投資人往往追求資源化（收益）。兩者協(xié)調(diào)最好：資源化和無害化兩個目標(biāo)達(dá)成平衡。處理目標(biāo)和最終出路（包括殘渣和資源化產(chǎn)品的出路），以及可用場地，共同決定了技術(shù)路線的選擇范圍。最終出路應(yīng)因地制宜、多種途徑。一座城市不可能用一種方法處理掉污水。你可以填埋也可以焚燒等等。

資源化途徑，一種是能源化的途徑，生物柴油不在我們的考慮之內(nèi)，主要是燃?xì)�、甲烷，做成生物質(zhì)燃料。肥料化、飼料化就是碳氮磷。能源化是最好的方式。

無害化途徑，比較多，但無害化只是一個脫離，還不是最終的處置行動。

生物質(zhì)廢物的處理與處置技術(shù)路線---可用技術(shù)

生物處理是效率最高、最經(jīng)濟(jì)的處理方式——節(jié)省能量、副產(chǎn)物少。

純粹的物理化學(xué)處理方法往往不夠經(jīng)濟(jì)，且二次污染物過多。

在選擇生物質(zhì)廢物的處理方式的時候，應(yīng)該盡可能把生物處理方式包括在內(nèi)。

單純的生物處理方式往往耗時過長、占地過大。

厭氧消化是各個國家，尤其是歐洲，是解決細(xì)胞物質(zhì)方面最常用的，也是最有效的一種方法，它還能產(chǎn)生清潔的能源甲烷，如果有條件可以考慮，但是厭氧消化又有它的一些局限性。恰好現(xiàn)在的熱水解又彌補(bǔ)了厭氧消化的一些缺陷，它的效率低，硫化氫濃度高，可以解決一些不好的地方，這兩個組合起來是一個非常好的技術(shù)路線。下面這個技術(shù)就是熱水解加上厭氧消化，加上水熱改性，只要脫硫劑。但是這個技術(shù)有的時候不太適合我們的國情，往往在有些場合厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，即便是加了熱水解，最后產(chǎn)氣量增加以后，還不能滿足熱水解所需，還不能滿足水熱改性所需。

為了使他更廣泛地應(yīng)用在國內(nèi)，對它進(jìn)行了一些改進(jìn)。其中一個改進(jìn)，就是在污泥里加一點(diǎn)泥沙，因?yàn)榻?jīng)過水熱改性以后，黏度非常低，泥沙可很輕松分離出來。可以脫砂，大大解決泥沙沉積對厭氧消化的麻煩，加了這樣一個工藝，解決了浮渣問題。

還加了一個蒸汽壓縮，用了兩次閃蒸，這個系統(tǒng)里邊一般是包括兩個鍋爐，水的單位里頭有4個高壓鍋，先燒熱一個，等完全反應(yīng)之后也要放棄，湯不要出來，水不要出來，把它引到另外一個裝完料的反應(yīng)器里面去。等這個過程慢下來的時候，這個溫度有130～140℃，一次產(chǎn)程就結(jié)束了，又把它泄漏到二次閃蒸器里頭。用了海水淡化的一種辦法，就是這個蒸氣壓，把它抽到負(fù)壓大約85℃左右，現(xiàn)在是90℃，因?yàn)檫@個設(shè)備用了兩年，還有一些疑慮。把這個壓力出口提高到大氣壓以上，也就是110℃左右，又可以用到前面。經(jīng)過這樣的優(yōu)化，蒸汽的消化量可減少22%。意味著有限的沼氣可以處理更多的污泥。按照測算，如果污泥含固率為35%，這個沼氣就可以解決。一般有5個點(diǎn)的富余。剛才說了沼氣的厭氧消化是不穩(wěn)定的。

下面是物料平衡圖，把它叫做水熱改性+厭氧消化工藝組合，其實(shí)這里面還有很多設(shè)備，尤其是壓濾脫水機(jī)是一個非常重要的設(shè)備。這是按200噸的規(guī)模折算成80%的含水率計算的。尤其是泥餅的產(chǎn)量和有機(jī)質(zhì)是有關(guān)系的，是45%。這樣200噸污泥進(jìn)來以后，能夠剩下這么一些東西，大約是42噸泥餅，含水率大部分都在50%以下。另外還產(chǎn)生8000m³的沼氣，燒掉了一半，剩下一半，有可能多有可能少，但是可保證工藝的原料。另外還有一個產(chǎn)品，就是大約180噸濾液，即尾水，這個如果在污水處理廠就好辦一些，在這里需要一些成本來處理。因?yàn)槲覀兪亲隼�圾滲液的處理有一些辦法。我們解決了燃燒的問題，還需要一些水和電。

每處理一噸含水率為80%的污泥，成本根據(jù)規(guī)模而不同，變化的主要是人工和管理費(fèi)用，大概是100元以下。實(shí)際的結(jié)果，不包括折舊費(fèi)，直接成本是80～90塊錢，甚至有時到70塊錢。這個成本有三大部分構(gòu)成，一個是電費(fèi)，人工費(fèi)，設(shè)計費(fèi)，藥劑費(fèi)占得非常少。

水熱改性技術(shù)特點(diǎn)與效果：大大提高了厭氧消化的效率，并顯著增加沼氣產(chǎn)率；水熱反應(yīng)過程沒有相變，能耗低；通過閃蒸、蒸汽壓縮和熱交換回收大部分熱能；通過對污泥改性顯著改善脫水性能。

其他優(yōu)點(diǎn)：最大限度消除了處理過程中的臭味，固體殘渣絕無病原體，衛(wèi)生安全；為后續(xù)厭氧處理提供更大的靈活性：可以先脫水獲得高干泥餅，然后對濾液進(jìn)行厭氧消化；也可以經(jīng)除砂后直接進(jìn)行有機(jī)質(zhì)全量消化；水熱后機(jī)械脫水無需使用藥劑：無論是全量消化，還是水熱后直接脫水，采用普通的壓濾脫水都可以獲得含水率~50%左右的泥餅；經(jīng)過水熱改性之后再厭氧消化，沼氣中的硫化氫含量比不經(jīng)過水熱改性降低了一個數(shù)量級。高穩(wěn)定、高干度泥餅為后續(xù)處置創(chuàng)造了非常好的條件，殘渣出路可因地制宜，有多種出路可選。

（根據(jù)中國給水排水雜志2014年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級研討會報告速記內(nèi)容刪減，未經(jīng)報告人審核。）

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