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       日本污泥處理技術應用

      日本污泥處理技術應用

      2019-03-29

      來源:凈水技術

      作者:

      北極星水處理網訊:隨著城鎮污水處理規模的擴大,污泥作為副產物也大量產生。目前我國共有城鎮污水處理廠4000余座,年均污泥產量5000余t。然而污泥處理在我國仍然相對滯后,亟待發展。2016年,全國污泥處理率僅達到33%。十三五期間,我國將更加重視建設資源型及生態環保型社會,根據《“十三五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》的頒布規定,計劃到2020年底前,我國地級及以上城市污泥無害化處理處置率應達到90%。污泥產業面臨前所未有的機遇與挑戰。日本污泥處理處置方面起步較早,經驗較為豐富,可為我國污泥處理處置提供借鑒。

      日本污泥處理技術研發/應用情況

      目前,日本污泥處理的典型技術包括焚燒、熔融、碳化等,其中焚燒為主,碳化的利用率在逐年增大。日本不斷嘗試新技術,對污泥進行減量化、無害化、穩定化處理,并包括轉化為沼氣和固體燃料等能源,進行建材利用、制作肥料等資源化的利用,在提高能源利用、防止全球變暖方面做出貢獻。以下為日本的主要污泥處理技術及應用情況。

      1.污泥碳化

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      通過加溫和加壓釋放污泥中的水分,同時最大限度地保留污泥中的碳質,碳化產物可以用于土壤改良劑、肥料、燃料添加物和煉鋼加炭材料,從而實現資源化利用。目前該技術在日本的應用較為廣泛。

      2.污泥熔融

      將污泥高溫熔化,再冷卻固化,這樣處理后的污泥熔渣性質穩定,重金屬和有毒物質不會溶出,屬于污泥穩定化技術。

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      3.油溫減壓型干燥技術

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      利用熱媒介油減壓干化污泥。將脫水污泥和預先加熱廢食用油混合,在減壓狀態下進行加熱干燥。該技術脫去水分的同時有效地將有機廢棄物轉化為飼料、肥料、輔助燃料等有機可再生資源。具有占地小、利用效率高的有點,但處理費用較高。

      4.發電機余熱污泥干燥技術

      利用發電機的煙氣余熱作為污泥干化的熱源,同時利用污泥焚燒產生的蒸汽推動蒸汽發電機組發電,實現能源梯級利用,減少大氣污染物的排放。干燥后污泥可以用作肥料。

      5.生物天然氣化裝置

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      消化氣體在在0.9 Mpa左右的中壓環境下和循環水接觸,消化氣體中硫化氫被水吸收,形成純度97%以上的甲烷氣體,可作為城市天然氣使用。該項技術在神戶和上田等地已經建設投入使用。

      6.電滲透脫水機

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      厭氧消化產生的污泥施加直流電壓的同時壓榨脫水,使含水率78%~ 82%的一次脫水污泥含水率下降到60%左右。

      7.差動旋轉式高效螺旋壓力機

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      差動旋轉式高效螺旋壓力機是將污泥和高分子混凝劑混合后,通過螺旋機進行脫水,螺旋機內筒和外筒差速旋轉。

      8.表面凝固型污泥干燥器

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      表面固化污泥干燥裝置是將脫水污泥成形到棒狀,利用200℃左右的暖風,使污泥干燥到含水率25%以下的污泥干燥裝置。本裝置屬于低溫干燥,可有效控制揮發性有機物,同時降低粉塵發生量,抑制惡臭。

      9.SA方法的固體燃料生產技術

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      污泥經過45天發酵干燥處理后與廢舊塑料混合形成固體燃料的技術。目前該技術已在福井縣應用。

      日本污泥處理中心案例

      01 大阪舞洲污泥處理中心

      大阪舞洲污泥處理中心污泥中心由奧地利環保藝術家設計,外觀像童話的城堡,每年都吸引眾多的游客參觀,成為大阪市的地標性建筑之一。污泥處理工藝:污泥濃縮→消化→脫水→熔化或碳化。消化氣體中含有大量甲烷,可作為發電和加熱的燃料。碳化形成固體燃料,并火力發電的燃料;熔融后形成黑色顆粒狀熔渣,可用作混凝土骨料等建筑材料,也可作為筑路的填充材料。

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      占地面積:大約33 900 m2;

      污泥熔化設備:目前750 t/日;

      污泥脫水設施:目前300 m3/h;

      煙囪:高度約為120 m,直徑約為14 m。

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      02 東京東部污泥處理廠

      東京東部污泥廠處理污泥處理工藝:濃縮→脫水→焚燒或碳化,工廠內設置蒸汽發電設施,可以利用污泥焚燒爐的余熱加熱蒸汽發電進行區域供熱和制冷。

      占地面積:129,465 m2;

      煙囪:高度約為150 m;

      污泥焚燒爐(流化床型):300 t/日;

      污泥碳化爐(回轉窯型):100 t/日;

      余熱鍋爐(水管式):10.3 t/h;

      汽輪發電機:2500 kW

      03 大阪平野污泥處理

      平野污水處理廠的污泥處理工藝為濃縮→消化→脫水→熔化或碳化。污泥固體燃料化設施采用200~350℃的低溫碳化技術,制成的固體燃料具有發熱量高、低臭氣的特點。每天可處理脫水污泥150 t,制成的燃料送往火力發電站,與煤炭混合燃燒用于發電。

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      污泥消化脫水的過程中產生高濃度氨氮的脫水分離液,平野污水廠采用厭氧氨氧化(Anammox)進行處理,可以有效除氮,同時降低電力成本和化學成本。

      04 福岡西部污泥處理

      福岡西部污水處理廠采用AO工藝,污泥處理工藝:濃縮→消化→脫水→焚燒,污泥的焚燒灰可以用作水泥原料、道路鋪裝材料、透水磚等,脫水液中添加鎂形成MAP顆粒(30%的磷酸、5%的氮、15%的鎂),可以作為化學肥料使用。

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      對我國的啟示

      01

      推進技術開發

      日本非常重視技術的創新,在污泥處理處置行業研發和應用多項創新技術,例如東京都在排水系統方面先后制定了“經營計劃2004”、“經營計劃2010”和“經營計劃2016”主要是進行技術創新研發。

      02

      追求可持續性發展

      日本政府在循環可持續戰略的指引下,推進資源節約和環境影響小的可持續性發展的措施,包括采用溫室氣體削減技術、可再生能源技術,在污泥處理處置方面重視能源的階梯利用和資源的重復利用。東京都政府于2010年制定了防止全球變暖計劃“地球計劃2010”,計劃要求在2030年要實現比2010年減少30%二氧化碳排放的目標;2014年東京都制定了基礎能源計劃“聰明計劃2014”。

      03 強化各方合作

      為了實現更高效地業務運營,日本很多污泥處理廠采用了PFI(Private Finance Initiative),即私人主動融資,提高管理和技術能力。各部門合作推進困難中國污泥處理與處置困境的癥結所在,不同部門間協作困難。而日本部分地區污泥處理處置是直接采取市長負責制,簡化了部門間的合作管理。

      04 重視宣傳教育

      日本政府在環保宣傳和普及方面投入很大精力,污泥處理廠廠區環境建設得非常怡人,通常設置對外開放的展示廳,加強對市民環保意識的宣傳。

      參考文獻

      http://www.metro.tokyo.jp/chinese/index.html 東京都

      http://www.city.yokohama.lg.jp.c.sj.hp.transer.com/kankyo/ 橫濱市環境創造局

      http://www.city.fukuoka.lg.jp/doro-gesuido/ 福岡市道路和下水道局

      https://www.city.osaka.lg.jp/kensetsu/ 大阪市建設局

      https://www.jiwet.or.jp/archives/research_pub/annual 日本下水道新技術機構

      http://www.gesui.metro.tokyo.jp/ 東京都下水道局


      原標題:日本污泥處理技術應用


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