HiROS污泥資源化處理處置工藝簡(jiǎn)介

1、HiROS 污泥資源化處理處置工藝簡(jiǎn)介北京綠創(chuàng)生態(tài)科技一、HiROS 污泥資源化處理處置工藝概述HiROS(High-rate Recovery of Organic Solid-wastes)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)污泥等有機(jī)固廢的高速資源化。其遵循資源循環(huán)最短原則，承受用局部濕式氧化并與活化膨化相結(jié)合，在肯定的溫度、 壓力和氧化劑作用下，將污泥中易降解有機(jī)物糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等水解、氧化；使污泥穩(wěn)定、減量、無(wú)害化，同時(shí)釋放出能量供工藝回用；然后將原污泥中較難降解的木質(zhì)素、纖維素活化、膨化，成為高吸附性的物質(zhì)；最終實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定處理處置和資源化。整個(gè)工藝處理過程在密閉的反響器系統(tǒng)中連續(xù)進(jìn)展，處理過程中充分

2、利用反響自身產(chǎn)生 的熱能，以降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗。進(jìn)料中含有雜質(zhì)或有害物質(zhì)亦在過程中去除如各類菌類、重金屬等，工藝過程中不產(chǎn)生其他次生污染物。污泥從進(jìn)入系統(tǒng)到形成資源化產(chǎn)品僅需一個(gè)小時(shí)的時(shí)間，設(shè)備的處理力量可以依據(jù)需要定制，通常單機(jī)處理規(guī)?？梢詮?50 噸/天到 500 噸/天。經(jīng)該技術(shù)處理后得到的資源化產(chǎn)品具有很高的吸水及持水性、投入土壤可有效提高土壤 的氮磷鉀NPK的緩釋、改進(jìn)，提高土壤透氣、隔熱性以及顆粒穩(wěn)定性。產(chǎn)品可作為高品質(zhì)有機(jī)肥直接使用，也可用于農(nóng)業(yè)面源污染防治、土壤板結(jié)貧瘠治理、植被修復(fù)、荒漠化治 理、水土保持、固碳、及其他生態(tài)保護(hù)等多種用途。2022 年 8 月 26 日，住房和

3、城鄉(xiāng)建設(shè)部科技進(jìn)展促進(jìn)中心在北京主持召開了本技術(shù)及裝備科技成果評(píng)估會(huì)。評(píng)估委員會(huì)認(rèn)為：該技術(shù)在污泥局部濕式氧化和活化膨化方面具有創(chuàng)性，其成套裝備水平到達(dá)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。二、技術(shù)背景一土地利用的政策趨向今年 3 月住建部和發(fā)改委聯(lián)合公布的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置指南試行以下簡(jiǎn)稱指南為今后幾年我國(guó)污泥處理事業(yè)的進(jìn)展明確了方向，明確將污泥土地利用作為污泥處置的主要方式和鼓舞方向。在這一方向指引下，結(jié)合碳減排的環(huán)境要求，燃燒等技術(shù)因未實(shí)現(xiàn)資源化、尾氣治理、增加碳負(fù)荷等因素會(huì)越來越受到限制，歐美及日本已在間續(xù)關(guān)停相關(guān)設(shè)施；以低溫生物過程 為特征的厭氧、好氧技術(shù)的應(yīng)用推廣受生物反響過程本身的

4、技術(shù)限制，包括低溫生物反響耗 時(shí)長(zhǎng)，相應(yīng)的占地面積大，溫度低缺乏以殺死細(xì)菌病毒蟲卵等有害生命體致使終端產(chǎn)物無(wú)法 有效利用等。指南第四章第六節(jié)中提及，“熱處理沒有氧化劑通入，而濕式氧化需要向反響器內(nèi)通入氧化劑”，經(jīng)處理后的污泥“脫水性能大幅度提高，經(jīng)機(jī)械脫水可獲得低含水率的泥餅，為污泥的處理和處置供給了根底”；“處理上清液可引入水處理的高效厭氧工藝中，整體提高污泥處理系統(tǒng)效率；污泥中病原微生物在高溫高壓環(huán)境下被徹底殺滅”。這些處于高溫氧化及低溫生物處理之間的中溫物化處理工藝，因其技術(shù)特點(diǎn)有望成為解決我國(guó)污泥問題的一個(gè)重要突破口。但是我們國(guó)家在這一領(lǐng)域缺乏相應(yīng)的實(shí)踐根底，應(yīng)當(dāng)將來重點(diǎn)進(jìn)展的領(lǐng)域。二

5、濕式氧化法的根底及國(guó)外的實(shí)踐指南提到的濕式氧化法在國(guó)外進(jìn)展已有逾半個(gè)多世紀(jì)的歷史，在美 國(guó)、日本以及歐洲得到了很好的應(yīng)用和進(jìn)展；在我國(guó)，該技術(shù)大局部處于試驗(yàn)室爭(zhēng)辯階段。因此指南中并未具體給出該技術(shù)的具體指標(biāo)。依據(jù)國(guó)外已有爭(zhēng)辯,認(rèn)為濕式氧化工藝具有適用范圍廣、處理效率高、氧化速度快、占 地少、沒有二次污染等特點(diǎn)。該技術(shù)的根本原理可以簡(jiǎn)要概述就是：將待處理的污泥、廢水、有機(jī)固廢等置于密閉的容器中,在高溫(125320)和高壓(0.510MPa)條件下用空氣、過 氧化氫或純度較高的氧作為氧化劑,承受化學(xué)方法將其中有機(jī)物降解的處理方法。從 1958 年 F.J.Zimmermann 首次承受濕式氧化法

6、處理造紙黑液,到目前世界上承受這種工藝建成的 WAO 工廠已有 200 多家,廣泛的應(yīng)用于石化廢堿液、農(nóng)藥生產(chǎn)廢水、丙烯晴生產(chǎn)廢水、焦化廢水以及城市污泥的處理。為了緩和反響的條件，20 世紀(jì) 70 年月以來，在傳統(tǒng)的濕式氧化法的根底上進(jìn)展了很多種衍生技術(shù)，以降低反響的溫度和壓力,縮短反響時(shí)間， 減輕設(shè)備腐蝕和降低反響本錢。三局部濕式氧化的開發(fā)及其技術(shù)特點(diǎn)以濕式氧化法的根本原理為根底進(jìn)展出很多種應(yīng)用技術(shù)路線，其中局部濕式氧化法(Partial wet air oxidation，簡(jiǎn)稱PWAO)與通常的濕式氧化法不同之處在于，它在處理有機(jī)廢棄物時(shí)，主要是穩(wěn)定易腐化有機(jī)物，如其中的蛋白質(zhì)，而不是全部

7、氧化。與通常的濕式氧化法相比，局部濕式氧化法主要的優(yōu)點(diǎn)還包括：反響的溫度、壓力較低，相應(yīng)的反響釜造價(jià)低；氧化程度較低，因此可以削減壓縮空氣(或其它氧化劑)用量，節(jié)約費(fèi)用；處理后的產(chǎn)物更易于固液分別，過濾比阻更??；產(chǎn)物無(wú)毒害、無(wú)惡臭，能作為土壤改進(jìn)劑或堆肥原料等。四綠創(chuàng)的突破與創(chuàng)綜合以上分析，綠創(chuàng)生態(tài)公司正是基于市場(chǎng)需求及政策形勢(shì)，結(jié)合污泥資源化的巨大市場(chǎng)潛力，將傳統(tǒng)的濕式氧化法進(jìn)展改進(jìn)，使之與資源化的目標(biāo)相匹配，領(lǐng)先在國(guó)內(nèi)開發(fā)成功HiROS 污泥高速資源化處理工藝并成功應(yīng)用于污泥處理處置。其設(shè)計(jì)核心思想與指南所要求的污泥土地利用高度全都，其關(guān)鍵的技術(shù)突破在于：以化工及礦山機(jī)械設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步為依

8、托，成功實(shí)現(xiàn)了污泥濕式氧化設(shè)備的全流通連續(xù)化處理處置工藝；最大限度的回收利用系統(tǒng)熱能，降低能耗；將國(guó)外已成功應(yīng)用于有機(jī)物的局部濕式氧化法工藝與造紙工業(yè)的纖維活化工藝相結(jié)合并成功應(yīng)用于污泥領(lǐng)域，到達(dá)對(duì)污泥的資源化處理處置。從“以處置定處理”的原則動(dòng)身，將局部濕式氧化氧化與活化、噴爆工藝相結(jié)合， 大幅提高產(chǎn)成品的資源化品質(zhì)。三、工藝流程簡(jiǎn)介一個(gè)典型的HiROS 工藝流程如下圖，主要包括以下幾個(gè)功能系統(tǒng)組成：一物化預(yù)處理單元該單元主要是完成對(duì)污泥的前期調(diào)質(zhì)預(yù)備，為反響預(yù)備條件。首先，來自污泥壓濾機(jī)脫水后的污泥經(jīng)輸送機(jī)送入儲(chǔ)罐中待用。在物化預(yù)處理器中，根 據(jù)原料的組成、含量及重金屬和其他有害物質(zhì)的性質(zhì)

9、與特別助劑和添加劑混合，完成對(duì)物料 的配制。配制好的物料，通過物料泵連續(xù)輸送至高速穩(wěn)定釜中，供HiROS 工藝處理使用。在該單元中，為節(jié)約能耗及削減排放，物料的預(yù)熱或添加水等均使用物料換熱和工藝廢水。二高速穩(wěn)定處理單元該單元是HiROS 工藝中的核心單元，在該單元中，完成對(duì)物料的無(wú)害、減量化處置。由物料泵送入高速穩(wěn)定釜的物料，在肯定溫度和壓力條件下，在催化劑的作用下與進(jìn)入穩(wěn)定釜的氧化劑發(fā)生系列化學(xué)反響，使物料中局部有機(jī)質(zhì)被氧化分解。該單元溫度、壓力條件均由反響熱供給以維持反響的自續(xù)進(jìn)展，反響的啟動(dòng)熱依靠外加熱源供給，物料在高速穩(wěn)定釜中經(jīng)合理的停留時(shí)間后，易降解的有機(jī)質(zhì)被氧化分解。反響后的物料依

10、靠自身的壓力通過出料口排至強(qiáng)制過濾機(jī)將其水分脫出，完成污泥的無(wú)害化、減量化處理。該單元的溫度、壓力條件使存活于原污泥中的病毒、病菌、寄生蟲等有害生物被有效滅 活。同時(shí)，在此條件下，萃取劑與物料中的重金屬發(fā)生反響，使物料中的重金屬?gòu)奈勰嘀羞M(jìn)入液相，液相中的重金屬可以依據(jù)種類及相應(yīng)的指標(biāo)要求承受適宜的工藝加以去除。三高速活化處理單元該單元的功能是對(duì)處理后的污泥進(jìn)展資源化處置。在經(jīng)過高速穩(wěn)定單元并經(jīng)脫水后，物料已被無(wú)害減量處理，但物料的活性還未被完全有效激活，只能作為一種低效的養(yǎng)分土使用，為了使原存于物料中的N、P、K 及纖維素、有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為能被農(nóng)作物吸取的高效有機(jī)肥基體，HiROS 工藝設(shè)置了高速

11、活化處理單元。在本單元中，來自高速穩(wěn)定單元中被軟化纖維素的木質(zhì)素在特定條件下被活化劑打破，使其內(nèi)部的纖維素、半纖維素充分暴露復(fù)原，原存于物料中的有機(jī)成分如腐殖酸、N、P、K 被吸附至纖維素微孔中。在該單元中，物料在這里與助劑混合、反響，發(fā)生復(fù)原反響。四膨化處理單元該單元的功能是完成物料的膨化，增加纖維素的比外表積，使物料具備高效的保濕、透氣功能。在膨化器中，物料中的纖維素，經(jīng)膨化后，能夠最大程度的暴露出來，使最終產(chǎn)品的吸 水性、持水性得到明顯的改觀，提高有機(jī)肥基質(zhì)的品質(zhì)。在操作上，使用自動(dòng)把握系統(tǒng)對(duì)膨 化器入料器、膨化器、壓力調(diào)整器把握。膨化后的物料，通過分別設(shè)備，脫去水分，到達(dá)水分含量的要求

12、后，即可作為本套工藝的產(chǎn)品肥基。此外，系統(tǒng)中還包括添加劑配置、水循環(huán)利用、能量回收、空氣壓縮、空氣凈化等工作單元，整套裝備承受集散式中心把握系統(tǒng)進(jìn)展把握，全自動(dòng)化操作。本套工藝生產(chǎn)出的肥基，可作為復(fù)合肥的主要成分，可依據(jù)需要添加不同的組分，調(diào)整生產(chǎn)不同品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)復(fù)合肥。四、工程實(shí)踐：北京南口污水處理中心污泥資源化工程一處理量：50t/d，含水率 80%；日產(chǎn)資源化產(chǎn)品：15t/d；設(shè)備占地面積：600 平方米；二處理周期：約 1 小時(shí)，可以做到日產(chǎn)日清；三污泥處理電耗：8090kWh/t；四高速穩(wěn)定釜操作參數(shù)：溫度 160-220，壓力1.6MPa，停留時(shí)間 2030min；五高速活化釜操作參數(shù)：溫度 130-160，壓力1.4MPa，停留時(shí)間 2030min。六污泥處理后產(chǎn)物的主要性能指標(biāo)基于示范工程：1. 含水率：45%；有機(jī)質(zhì)含量干基：300g/kg；氮磷鉀N+P2O5+K2O含量干基：90g/kg；4. pH：6-9；重金屬等污染物濃度：滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 農(nóng)用泥質(zhì)CJ/T309-2022 要求。五、學(xué)問產(chǎn)權(quán)及其他專利池正