上海城投水務(wù)(集團(tuán))有限公司副總經(jīng)理、上海城投污水處理有限公司董事長麥穗海做了“污水處理廠—新型資源循環(huán)利用中心”的主題分享,結(jié)合實(shí)際案例為大家講解了污水污泥處理中資源的回收。
上海城投麥穗海:污水處理廠—新型資源循環(huán)利用中心
9月23日,以“污水污泥產(chǎn)業(yè)的新供給升級”為主題的2016年(第八屆)上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇隆重開幕。論壇上,上海城投水務(wù)(集團(tuán))有限公司副總經(jīng)理、上海城投污水處理有限公司董事長麥穗海做了“污水處理廠—新型資源循環(huán)利用中心”的主題分享,結(jié)合實(shí)際案例為大家講解了污水污泥處理中資源的回收。
上海城投水務(wù)(集團(tuán))有限公司副總經(jīng)理、上海城投污水處理有限公司董事長麥穗海
以下內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場發(fā)言整理,未經(jīng)發(fā)言人審閱。
2000年9月聯(lián)合國召開千年首腦會議,會上189個(gè)國家簽署《千年宣言》,提出了8項(xiàng)千年發(fā)展目標(biāo)。其中目標(biāo)7提出:確保環(huán)境的可持續(xù)能力。
在千年發(fā)展目標(biāo)期間,污水處理行業(yè)前進(jìn)的步伐也得到了加速:在過去的10余年間,中國城市污水排放量從329億噸發(fā)展到480億噸左右,污水處理率更是快速提高,在過去的2014年,中國污水處理率已經(jīng)達(dá)到了90%,預(yù)計(jì)在2020年可達(dá)到95% 。
污水處理廠、污泥處理廠在環(huán)境減排方面能起到很大的作用,但是也同樣帶來很多的困惑: 我國污水處理行業(yè)的年電耗量占我國總電耗的2-3%,污水處理廠要消耗大量的絮凝劑、消毒劑等化學(xué)藥品;同時(shí),污水、污泥處理過程中會會產(chǎn)生一定量的溫室氣體及污泥等廢棄物,此外,污水處理過程中會產(chǎn)生一定量的甲烷、氧化亞氮等溫室氣體,及污泥等廢棄物。
污水處理,如何取得平衡? 實(shí)際上,污水處理廠既可以實(shí)現(xiàn)減排,而且還有很多的資源可實(shí)現(xiàn)再利用。我在這里列了一些,也跟大家分享一下:
廢熱資源回收
污水廢熱,我國平均比例在16%左右,日本城市污水廢熱比例占40%,而經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)占30%以上。下圖是全球的污水廢熱分布圖,大家可以仔細(xì)看一下。
全球的污水廢熱分布圖
污水源熱泵技術(shù),污水的溫度常年在13℃-25℃。冬季,水下溫度比環(huán)境溫度高,就采集污水的熱能,借助熱泵系統(tǒng)向室內(nèi)供暖;夏季,水下溫度比環(huán)境溫度低,就將室內(nèi)的熱量收集取出,釋放到污水中,從而達(dá)到制冷目的。
瑞典是世界上應(yīng)用大型污水源熱泵的代表國家之一。目前,瑞典斯德哥爾摩有40%的建筑物采用熱泵技術(shù)供熱,其中10%是利用污水處理廠的出水。我國的天津公館也是一個(gè)典型代表。天津公館采用的是原生污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng),將污水“變廢為寶”,實(shí)現(xiàn)供暖制冷及24小時(shí)生活熱水的三聯(lián)供。據(jù)了解,天津公館項(xiàng)目需污水量:540m3/h;服務(wù)面積為5.4萬m2;服務(wù)人口約438戶。
對于廢水廢熱的利用,我們可以利用于房屋供熱、制冷,污泥低溫干化,提供生活熱,污泥厭氧消化系統(tǒng)供熱等。
磷資源回收
磷資源是不可再生的資源,而且磷排向河道還可能會引起水體污染。磷,既然不可再生,那么在污水廠這里直接排掉的話又很浪費(fèi),讓人覺得可惜。
然后污水處理過程中磷資源的回收也就出來了,其基本原理是:通過向溶液中加入鎂鹽,利用溶液中的NH4+,可使磷酸根物質(zhì)以鳥糞石的形式結(jié)晶分離。
磷資源回收的意義在于:
1)減少污泥產(chǎn)量,提高污泥性質(zhì)。磷回收能減少污水處理廠的污泥量,從而改進(jìn)對污泥的管理。磷回收也能明顯地改善污泥特性,或改進(jìn)污泥在水泥制造中的使用限制。
2)配合環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因?yàn)榱姿猁}是不可再生的寶貴資源,所以,從污水中回收磷是滿足可持續(xù)發(fā)展的方向之一。
3)解決回流管道堵塞問題。通過降低回流至處理工藝首端的污泥消化液中磷的含量,解決回流管道產(chǎn)生鳥糞石結(jié)晶堵塞問題。
4)迎合回收磷的潛在市場;厥樟椎氖袌鰞r(jià)值取決于回收磷的化學(xué)組成、回收產(chǎn)品的質(zhì)量以及當(dāng)?shù)厥袌銮闆r等。
芝加哥的Stickney污水處理廠與加拿大Ostara公司,將開展合作,建造世界最大的資源回收工廠。據(jù)報(bào)道,這套磷回收設(shè)備能回收85%的磷和15%的氮。這樣,磷資源既然不可再生,但是在這里得到了回收。
沼氣資源回收
沼氣資源的回收利用主要是通過以下幾個(gè)渠道來實(shí)現(xiàn):沼氣鍋爐、氣鼓風(fēng)機(jī)、沼氣發(fā)電以及沼氣提純凈化。
沼氣鍋爐,為污泥提供自持加熱。也就是,在沼氣產(chǎn)生后,首先進(jìn)行脫硫處理,然后進(jìn)入儲氣柜內(nèi)進(jìn)行處理。而鍋爐產(chǎn)生的熱,一部分用于消化池自身的持熱,一部分用于污泥干化。上海白龍港污水處理廠,是這方面的典型案例。
上海白龍港污水處理廠沼氣鍋爐示意圖
沼氣鼓風(fēng)機(jī)技術(shù),是利用沼氣來帶動鼓風(fēng)機(jī),替代傳統(tǒng)的電驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)。若以1臺沼氣鼓風(fēng)機(jī)和1臺電動鼓風(fēng)機(jī)相比,可減少用電量41%,降低處理成本0.24元/m³。典型案例為:新疆烏魯木齊污水處理廠。新疆烏魯木齊污水處理廠位于資源匱乏的西北地區(qū),污水被處理的同時(shí),污泥產(chǎn)生的沼氣被賦予了三種用途:供暖、發(fā)電、鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行。
沼氣發(fā)電,利用沼氣發(fā)電,并與市網(wǎng)并網(wǎng)。典型案例是白龍港污水處理廠,此外,白龍港污水處理廠也是我國第一座沼氣發(fā)電并與市電網(wǎng)并網(wǎng)的成功案例。
沼氣的提純技術(shù),把沼氣提純以后,原來甲烷的含量一般是60%到70%,經(jīng)過提純以后是99%,可以用于商業(yè)化,例如公共交通的能源。
中水資源回收
中水回用,在我們的污水處理廠也用得比較多。中水的進(jìn)一步利用,主要是在濕地公園、城市的清潔、消防用水、洗車等方面。
污泥資源回收
污泥,最早的時(shí)候我們將污泥稱為黑糞,當(dāng)時(shí),農(nóng)民是搶著要的,甚至偷偷的運(yùn)走,但是最后,污泥沒人要了,沒有了出路,成為困擾人們的一大問題?蓪(shí)際上污泥確實(shí)也是一種資源。
首先,污泥可以干化焚燒,飛灰做成建材利用材料,如制造磚塊、水泥、陶粒、玻璃和生化纖維板等。
其次,污泥經(jīng)過好氧堆肥技術(shù)處理后,可成為肥料,用于污泥造林、成林施肥、土壤改良、市政綠化及育苗等。
此外,污泥經(jīng)過低溫?zé)峤饧夹g(shù)處理后可提煉可燃物,這些可燃物可用于重油類燃料、化工產(chǎn)業(yè)的原材料、工業(yè)吸附劑或劣質(zhì)固體燃料等。
自然資源利用
我們污水處理廠還有一些自然的資源可以利用,主要是太陽能和風(fēng)能的回收,這也是對污水處理廠土地的二次開發(fā)利用。我們有很多的污水處理廠,實(shí)際上面積還是比較大。有時(shí)候我們一個(gè)爆氣池,相當(dāng)于六個(gè)足球場那么大,實(shí)際上是有很多的資源可以進(jìn)一步的利用的。
環(huán)境資源利用
最后我還要說一下我們環(huán)境資源的利用。實(shí)際上污水處理廠,看上去現(xiàn)在很多都討人厭,他的臭氣問題,惡臭問題,特別是其他污泥,等等噪音問題,引起了一些環(huán)境問題。我有一次跟鎮(zhèn)黨委書記聊天,他問我買房子買哪里?我回答說,以后買房子就是要買到污水廠旁邊,因?yàn)檫@里有很多的環(huán)境資源可以利用。
我們看一下香港污泥焚燒廠,它是特聘法國著名建筑設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì),打破了固有的污水污泥處理廠的外觀,給人一種藝術(shù)建筑的視覺享受。香港污泥焚燒廠不僅是一座污泥處理廠,還有很多的功能,同時(shí)還建有環(huán)境教育中心、溫水游泳池、休閑咖啡廳及景觀花園,為居民群眾帶來新的休閑娛樂場所,避免廠區(qū)矛盾等問題。
如果我們把污水處理廠、污泥處理廠的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提高,把他們建成花園式工廠,建成一個(gè)環(huán)境優(yōu)美的休閑的場所,免費(fèi)或是低價(jià)開放,讓我們的居民有所得益,那么這樣的污水處理廠、這樣的污泥處理廠,肯定會得到我們居民的歡迎。所以我們的污水處理廠可以說是非常好的資源,但是我們在實(shí)踐中,往往會碰到各種問題。談標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候,會說建成花園式工廠,但一談到投資的時(shí)候,我每年就會一再的把投資壓縮到最低,最后的結(jié)果往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于我們的預(yù)期。
這就需要我們大聲的呼吁,我們污水處理廠、我們污泥處理廠,是我們的環(huán)境資源,需要共同努力,使城市污水污泥處理廠成為新資源的開發(fā)中心,成為文明衛(wèi)生城市的一道美麗的風(fēng)景線。