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污泥资源化利用新技术

来源: 时间:2018-07-19 09:36:03 浏览次数:

城镇污泥传统的资源化利用技术主要包括土地利用、焚烧发电、厌氧消化、好氧堆肥 和建材利用(污泥制陶粒、制水泥)等。近年来,一些新的资源化利用技术逐渐发展起 来。本章主要介绍污泥低温制油、污泥制氢、污泥制吸附剂、污泥制PHA以及污泥中提 取蛋白质和污泥定向产酸补充生物处理碳源。

城镇污泥传统的资源化利用技术主要包括土地利用、焚烧发电、厌氧消化、好氧堆肥 和建材利用(污泥制陶粒、制水泥)等。近年来,一些新的资源化利用技术逐渐发展起 来。本章主要介绍污泥低温制油、污泥制氢、污泥制吸附剂、污泥制PHA以及污泥中提 取蛋白质和污泥定向产酸补充生物处理碳源。


11.1污泥低温制油


利用污泥热解制油是近年来处置污水处理过程中产生的有机污泥的一种新的可望达到 3量平衡的技术,其原理是在无氧条件下加热污泥至300〜500°C、常压(或高压)和缺 氧条丨牛下.借助污泥中所含的硅酸铝和重金属(尤其是铜)的催化作用将污泥中的脂类和 蛋白贡转变成碳氢化合物,终产物为油、碳、非冷凝气体和反应水。英国、美国、日本 等国家主要研究的是热化学液化法,即在300°C、10 MPa左右的条件下对脱水污泥进行 热化学液化,使污泥反应生成油状物。德国和加拿大以热分解油化法为主,即把干燥的污 泥在无氧条件下加热到300〜500°C,使之干馏气化,再将气体冷却转化成油状物。

德国于1982年率先开始污泥低温热解制油的实验室研究,在微正压、250〜500°C条 件下,污泥中的有机物(主要是脂类、蛋白质类)通过蒸馏热分解过程转化为油,油中的 主要成分与渣油燃料相似。

何品晶等人的试验结果表明:污泥低温热解的适宜反应温度为270°C,停留时间为30 min :脱水泥饼含水率是低温热解能量平衡的主要影响因素,能量平衡转折点的含水率是 78% ;污泥低温热解处理的总成本低于直接焚烧法。

Lutz等人对巴西的城市和工业污泥中的活性污泥、油漆污泥和消化污泥作了低温分 解,产油率分别为31.4%、14%, 11%,油中含碳量为76%〜79%,热值为35〜 38kJ/mol,芳香烃的含量很少且毒性低。活性污泥所制的油中脂肪酸含量达26%,而消 化污泥和油漆污泥的脂肪酸含量均在3%左右,活性污泥含这样高的脂肪酸量可作为工业 的原材料。

该技术的环境效益和资源化效益均是很可观的,主要表现在:能有效控制重金属排 放.特别是Hg、Ti,在灰烬和炭中来自污泥的重金属被钝化:可回收易利用、易贮藏的

液体燃油.回收的液体燃油可提供700kW/t的净能量;可破坏有机氯化物的生成,反应 器中燃烧温度应维持尽可能低(<800°C),可减少蒸汽中金属的排放,气体净化简单而廉 价;占地面积小、运输费减少、运行成本较低。

此外,还有污泥直接油化和微波高压油化技术。直接油化技术是污泥不经过干燥处 理.在250〜350°C、5.0〜15MPa和催化剂(通常是Na2C03)作用下,使污泥中的大部 分有机物转化成低分子油状物,不过此工艺对设备要求高,产品分离困难•加工过程中产


生难闻异味等问题也难以解决。微波高压油化技术是利用微波对污泥加热,一般在压力为 5. OMPa或更高的条件下对污泥进行加热处理使其脱水,该法可获得较高的油品回收率。 由于此法现处于试验阶段,其操作参数对油品回收率的影响以及环境评-价、经济性评价等 工作都有待进一步研究。

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