有機(jī)固廢高速資源化工藝--HiSAP2+(9-2015)

1、Inventor: James C. Lu, Ph.D., PE呂正雄博士、教授(714) 717-9968 (USA)134-666-24649 (China)1/2011（1st ed); 9/2015 (3rd ed)簡介一個(gè)塹新的簡介一個(gè)塹新的: :HiSAP2 System HiSAP2 System ( (高速活性制肥工藝高速活性制肥工藝 第二代系統(tǒng)第二代系統(tǒng)) )在約二小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)化為極高品質(zhì)的固態(tài)及液態(tài)有機(jī)肥距離臭氣發(fā)生源10米到15米使用效果最佳盡可能使用霧化效果較好的噴霧設(shè)備養(yǎng)殖廢棄物/人類糞便污泥/沉泥/藻渣/沼液/沼渣農(nóng)廢/生質(zhì)能源廠殘?jiān)?HiSAP HiSAP 可資源化的

2、固廢可資源化的固廢: :特點(diǎn): 極高速、完全無害化、無臭味產(chǎn)生、完全資源化、 產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排、生態(tài)保護(hù) 一一二二 效益及應(yīng)用效益及應(yīng)用三三 不同方法比較不同方法比較四四技術(shù)開發(fā)的背景技術(shù)開發(fā)的背景核心技術(shù)介紹核心技術(shù)介紹 有機(jī)固廢處理有機(jī)固廢處理/ /處置的主流方法趨勢(shì)處置的主流方法趨勢(shì)垃圾為例垃圾為例: :有機(jī)固廢處理有機(jī)固廢處理/ /處置的主流方法趨勢(shì)處置的主流方法趨勢(shì)污泥為例污泥為例: :結(jié)論: 有機(jī)固廢主流 處理/處置法的演變:過去過去2020至至3030年：年： 逐漸由逐漸由填埋填埋及及焚燒焚燒轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)槎逊识逊式窈螅航窈螅?垃圾垃圾 - 分揀回收后，分揀回收后

3、，剩余的剩余的有機(jī)固廢有機(jī)固廢由傳統(tǒng)堆肥法由傳統(tǒng)堆肥法, 逐漸進(jìn)化為逐漸進(jìn)化為:改良式的快速及高品質(zhì)制肥改良式的快速及高品質(zhì)制肥法法 污泥污泥 - 逐漸由傳統(tǒng)式的協(xié)同處理或堆肥，逐漸被改良式逐漸由傳統(tǒng)式的協(xié)同處理或堆肥，逐漸被改良式 的直接資源化法所取代的直接資源化法所取代HiSAP 法符合上述的趨勢(shì)。法符合上述的趨勢(shì)。 核心技術(shù)介紹核心技術(shù)介紹有機(jī)固廢的組成有機(jī)固廢的組成 有機(jī)固廢中僅垃圾有極難及無法降解物有機(jī)固廢中僅垃圾有極難及無法降解物不同有機(jī)肥制法的不同有機(jī)肥制法的基本原理比基本原理比較較: : 生化法生化法 物化法物化法 熱化法熱化法發(fā)酵發(fā)酵熟化熟化, , 少量少量未熟化有機(jī)未熟化有

4、機(jī)物物, , 及肥分及肥分腐熟腐熟機(jī)械機(jī)械摻混摻混 熱水解熱水解 熱氧化熱氧化熱活化熱活化 產(chǎn)品產(chǎn)品 產(chǎn)品產(chǎn)品 產(chǎn)品產(chǎn)品 生化法生化法 傳統(tǒng)堆肥與高速活性制肥比較傳統(tǒng)堆肥與高速活性制肥比較HiSAP HiSAP 技術(shù)簡介技術(shù)簡介前前 處處 理理水水 解解固體部分固體部分半濕式氧化半濕式氧化固液分離固液分離液體部分液體部分活化、膨化活化、膨化固態(tài)有機(jī)肥固態(tài)有機(jī)肥濃縮濃縮/堿氧化堿氧化液液態(tài)有機(jī)肥態(tài)有機(jī)肥有機(jī)固體廢棄物有機(jī)固體廢棄物酶水解酶水解/濃縮濃縮液液態(tài)有機(jī)肥態(tài)有機(jī)肥HiSAPHiSAP = =High-Rate High-Rate Stabilization Stabilization &

5、amp; Activation & Activation ProcessesProcesses能源回收能源回收熱化法單元操作及資源化產(chǎn)品熱化法單元操作及資源化產(chǎn)品熱水解熱水解熱氧化熱氧化熱活化熱活化活化后高品質(zhì)產(chǎn)品活化后高品質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)品的品質(zhì)測(cè)試產(chǎn)品的品質(zhì)測(cè)試 (GI Tests)(GI Tests)產(chǎn)品的品質(zhì)測(cè)試產(chǎn)品的品質(zhì)測(cè)試 ( (田間種植試驗(yàn)田間種植試驗(yàn)) )產(chǎn)品的品質(zhì)測(cè)試產(chǎn)品的品質(zhì)測(cè)試 ( (盆栽試驗(yàn)舉例盆栽試驗(yàn)舉例) )HiSAP液態(tài)有機(jī)復(fù)混肥試驗(yàn)。20天后的莧菜盆栽試驗(yàn)結(jié)果復(fù)配肥料使用時(shí)復(fù)配肥料使用時(shí)用稀釋倍數(shù)用稀釋倍數(shù)50倍倍100倍倍200倍倍對(duì)照對(duì)照地上鮮重地上鮮重（株

6、（株/g）8.835.103.641.19葉片鮮重葉片鮮重（片（片/g）1.120.650.470.25株高株高（株（株/mm）131.1696.5279.2550.33莖粗莖粗（株（株/mm）5.474.894.513.032015.07.06測(cè)量數(shù)據(jù)如下表測(cè)量數(shù)據(jù)如下表 (20天天): （一）、（一）、 減量化減量化: (HiSAP法幾乎可達(dá)零排放法幾乎可達(dá)零排放)3.1 環(huán)境效益環(huán)境效益:固廢處理最高宗旨(三化)的達(dá)成（二）、（二）、 無害化無害化:(1) 病毒、病菌、寄生蟲等的去除病毒、病菌、寄生蟲等的去除;(2) 重金屬由固廢中去除重金屬由固廢中去除 ;(3) 有毒有機(jī)物，例如有毒有

7、機(jī)物，例如PCBs、二惡英、二惡英(dioxins)、苯、苯(benzene)、PAHs、殺蟲劑、除草劑等的去除、殺蟲劑、除草劑等的去除;(4) 溫室氣體的減除溫室氣體的減除(低碳低碳/固碳技術(shù)固碳技術(shù)); 及及(5) 臭氣的去除。臭氣的去除。（三）、（三）、 資源化資源化:1. 高吸水持水性：為傳統(tǒng)堆肥的數(shù)倍到十?dāng)?shù)倍;2. 高吸肥持肥性：HiSAP的85-95% vs 堆肥的20-30%， 有緩釋功能;3. 因纖維素的高度松解分散而具高團(tuán)具顆粒功能;4. 高通氣疏松功能;5. 高通水、防澇功能;6. 高隔熱、保溫功能;7. 高腐殖質(zhì)及氨基酸生成功能。環(huán)境效益舉例環(huán)境效益舉例:（1 1）污泥脫

8、水：）污泥脫水：污泥利用方式的選擇污泥利用方式的選擇 住建部及發(fā)改委的指導(dǎo)原則住建部及發(fā)改委的指導(dǎo)原則: (利用方式的優(yōu)先秩序) 土地利用土地利用 焚燒及建材焚燒及建材 填埋填埋污泥利用方式污泥利用方式處置處置/用途用途含水率含水率(%)規(guī)定規(guī)定國標(biāo)國標(biāo)(1) 土地利用（循環(huán)經(jīng)濟(jì)（循環(huán)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展)農(nóng)用污泥-GB4284-84 (農(nóng)用污泥30%NY525 (有機(jī)肥料)12%NY481; GB18877 (復(fù)混肥料)30%NY884 (生物有機(jī)肥)農(nóng)用泥質(zhì)60%CJ/T309-2009園林綠化泥質(zhì)40%CJ248-2007園林綠化或林地利用40%GB/T23486-2009土地改良用

9、泥質(zhì)65%GB/T24600;CJ/T291-2008(2) 焚燒單獨(dú)焚燒40%無 (含水率)水泥窯協(xié)同焚燒60-85%GB-18485熱電廠協(xié)同焚燒40-80%無 (含水率)(3) 建材建材(添加劑、陶粒、路基)80%CJ/T289(4) 填埋混合填埋60%GB/T23485-2009覆蓋土45%GB/T23485-2009運(yùn)出污水廠貯存50%環(huán)保部2010-12目前全球有機(jī)污泥處理目前全球有機(jī)污泥處理/ /處置趨勢(shì)處置趨勢(shì): : 最發(fā)達(dá)國家采取最發(fā)達(dá)國家采取: 污泥農(nóng)用污泥農(nóng)用; 次發(fā)達(dá)國家采取次發(fā)達(dá)國家采取: 污泥焚燒污泥焚燒; 欠發(fā)達(dá)國家采取欠發(fā)達(dá)國家采取: 污泥填埋污泥填埋; 貧窮國

10、家采取貧窮國家采取: 亂扔亂倒。亂扔亂倒。 HiSAP HiSAP 污泥脫水污泥脫水 ( (常壓可至常壓可至30%;30%;直接資源化直接資源化) )環(huán)境效益舉例環(huán)境效益舉例:HiSAPHiSAP污泥脫水效果污泥脫水效果: :HiSAPHiSAP建污泥資源化廠的經(jīng)濟(jì)效益建污泥資源化廠的經(jīng)濟(jì)效益: :(以下計(jì)算依住建部以下計(jì)算依住建部/發(fā)政委發(fā)政委, 及華東及華東40座污水廠數(shù)據(jù)計(jì)算座污水廠數(shù)據(jù)計(jì)算)建建HiSAP廠廠在污水廠內(nèi)在污水廠內(nèi) , 其設(shè)備及建造其設(shè)備及建造費(fèi)費(fèi), 約約30萬元萬元/噸噸污泥污泥(依依80%含水率污含水率污泥量計(jì)算泥量計(jì)算)。但污水廠目前污泥但污水廠目前污泥常規(guī)脫水常規(guī)

11、脫水的的興建興建費(fèi)費(fèi)用用, 便需約便需約30至至60萬元萬元/噸噸污泥污泥(依依80%含水率計(jì)算含水率計(jì)算)脫水費(fèi)用。脫水費(fèi)用。上述常規(guī)的污泥處理興建費(fèi)用上述常規(guī)的污泥處理興建費(fèi)用, 若采若采HiSAP技術(shù)技術(shù), 便完全可免除。便完全可免除。同時(shí)可免除的是深度脫水廠建廠費(fèi)。同時(shí)可免除的是深度脫水廠建廠費(fèi)。還可免除的是資源化廠還可免除的是資源化廠/處置廠費(fèi)用。處置廠費(fèi)用。而對(duì)已建的污水廠而對(duì)已建的污水廠, 其污泥壓濾設(shè)備也其污泥壓濾設(shè)備也可轉(zhuǎn)為可轉(zhuǎn)為HiSAP的脫水設(shè)備的脫水設(shè)備, 不會(huì)浪費(fèi)掉不會(huì)浪費(fèi)掉。HiSAPHiSAP運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益: :(以下計(jì)算依住建部以下計(jì)算依住建部/發(fā)

12、政委發(fā)政委, 及華東及華東40座污水廠數(shù)據(jù)計(jì)算座污水廠數(shù)據(jù)計(jì)算)1) HiSAP1) HiSAP法約可省目前污水廠對(duì)污泥常規(guī)脫水至法約可省目前污水廠對(duì)污泥常規(guī)脫水至 80% 80%含水率含水率280280至至640640元元/ /噸污泥噸污泥( (依依80%80%含水率含水率 計(jì)算計(jì)算) )脫水費(fèi)用脫水費(fèi)用2) HiSAP2) HiSAP法同時(shí)可省約法同時(shí)可省約150150至至250250元元/ /噸污泥的深噸污泥的深 度脫水至度脫水至6 60%0%含水率費(fèi)用含水率費(fèi)用( (依依80%80%含水率計(jì)算含水率計(jì)算) )3) HiSAP3) HiSAP法同時(shí)可省約法同時(shí)可省約150150至至250

13、250元元/ /噸污泥噸污泥( (依依 80% 80%含水率計(jì)算含水率計(jì)算) )處置處置 費(fèi)用費(fèi)用4) HiSAP4) HiSAP法同時(shí)可得到資源化法同時(shí)可得到資源化 ( (有機(jī)固態(tài)胞及有有機(jī)固態(tài)胞及有 機(jī)液態(tài)肥機(jī)液態(tài)肥) ) 產(chǎn)品銷售的經(jīng)濟(jì)利益產(chǎn)品銷售的經(jīng)濟(jì)利益 ( (在精煉后在精煉后, , 固固 態(tài)肥值態(tài)肥值400400元元 20002000元元/ /噸噸, ,液態(tài)肥值液態(tài)肥值8000-10000 8000-10000 元元/ /噸噸) )環(huán)境效益舉例環(huán)境效益舉例:（2 2）垃圾或垃圾）垃圾或垃圾/ /污泥協(xié)同處理污泥協(xié)同處理: :環(huán)境效益舉例環(huán)境效益舉例:（3 3）餐廚處理）餐廚處理:

14、:3.2 3.2 經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益: :不同固廢資源化法的經(jīng)濟(jì)效益比較不同固廢資源化法的經(jīng)濟(jì)效益比較:3.3 HiSAP3.3 HiSAP法的社會(huì)效益：法的社會(huì)效益：: :（一）、節(jié)能減排（一）、節(jié)能減排 節(jié)能 采用電加熱或其他能源作為系統(tǒng)的啟動(dòng)熱源，處理過程中充分利用反應(yīng)自身產(chǎn)生(自序反應(yīng))的熱能，降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗。 減排u溫室氣體的減除 (HiSAP被英國選為低碳/固碳技術(shù)，在上海世博會(huì)展覽)u臭氣的去除 （二）、（二）、HiSAPHiSAP法在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用法在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用: : 農(nóng)業(yè)用肥、改良土壤、促進(jìn)生長農(nóng)業(yè)用肥、改良土壤、促進(jìn)生長 土壤板結(jié)處理、沙化治理、面污染治理土壤板結(jié)處理、沙化治

15、理、面污染治理（三）、（三）、HiSAPHiSAP法在循環(huán)經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用法在循環(huán)經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用（四）、（四）、HiSAPHiSAP法衍生的生態(tài)保護(hù)效益法衍生的生態(tài)保護(hù)效益 ( (他法所無他法所無) )生態(tài)保護(hù)效益舉例生態(tài)保護(hù)效益舉例: :填埋區(qū)清除填埋區(qū)清除 填埋區(qū)清除使用填埋區(qū)清除使用HiSAP新方法新方法: : SIMPLIFIED FLOW DIAGRAM 1. 1. 保水、固沙、保肥系統(tǒng)保水、固沙、保肥系統(tǒng)2. 2. 節(jié)水系統(tǒng)節(jié)水系統(tǒng) ( (土壤自動(dòng)調(diào)濕系統(tǒng)土壤自動(dòng)調(diào)濕系統(tǒng)) )3. 3. 綜合集水系統(tǒng)綜合集水系統(tǒng)( (需有下述三套系統(tǒng)存在需有下述三套系統(tǒng)存在) ) 石漠化治理石漠化治理: :

16、石漠造田石漠造田 1)鋪蓋特制的生態(tài)土鋪蓋特制的生態(tài)土: 石漠化的熔巖與礫石均無法種植任何植物，必須鋪蓋一層肥沃的土壤，植物才能順利的生長。石漠化嚴(yán)重的地區(qū)由于土層厚度減小，降低土壤肥力，從而降低土地生產(chǎn)力。特制的生態(tài)土，不但有特殊的肥分，還具有團(tuán)聚顆粒，防澇，抗旱，保肥，通氣的特別功效。對(duì)南方或暴雨或干旱的異常天氣是最好的生態(tài)土壤。2)設(shè)置巖土固化系統(tǒng)設(shè)置巖土固化系統(tǒng): 使巖土不致因雨水沖刷而分離，尤其是山高坡陡之處，徑流量大，土壤抗蝕性弱, 會(huì)造成土壤流失，無法種植樹木或農(nóng)作物。3)放置特制的環(huán)保袋放置特制的環(huán)保袋: 防止雨水沖刷，加強(qiáng)水土保持，進(jìn)一步防止土壤流失。4)鋪設(shè)土壤濕度控制系統(tǒng)鋪設(shè)土壤濕度控