威立雅水務(wù)工程（北京）有限公司：《“雙碳”背景下污泥資源化、無(wú)害化處理技術(shù)探討——威立雅污泥處理技術(shù)及案例介紹》
我們知道威立雅一直是污水處理、污泥處理技術(shù)的引領(lǐng)者，威立雅水務(wù)工程（北京）有限公司的污泥市場(chǎng)經(jīng)理王維燕這次也是帶來(lái)了《“雙碳”背景下污泥資源化、無(wú)害化處理技術(shù)探討——威立雅污泥處理技術(shù)及案例介紹》，結(jié)合國(guó)內(nèi)外多個(gè)項(xiàng)目從污泥資源化角度來(lái)介紹厭氧消化及其相關(guān)的技術(shù)；從污泥減量化、無(wú)害化角度來(lái)介紹威立雅的濕式氧化技術(shù)和污泥焚燒技術(shù)”。
威立雅的污泥及生物質(zhì)處理主要工藝包括ANITATMMox厭氧氨氧化、中溫厭氧消化+熱電聯(lián)產(chǎn)、AthosTM濕式氧化、PyrofluidTM焚燒、BiometTM兩相消化、生物脫硫技術(shù)SulfothaneTM等。
污泥的厭氧消化/協(xié)同消化+熱電聯(lián)產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)污泥資源化的有效途徑，厭氧消化過(guò)程產(chǎn)生的沼氣可實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，為污水、污泥處理段提供電能，同時(shí)發(fā)電系統(tǒng)的余熱還可用于消化系統(tǒng)及附屬建筑供熱；沼氣也可以用于鍋爐，為消化系統(tǒng)以及后續(xù)污泥處理工藝供熱。以15萬(wàn)m3/d污水廠(chǎng)為例，假設(shè)它的污泥產(chǎn)量是30tds/d，有機(jī)物含量50%，通過(guò)中溫厭氧消化+熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)生的電力480kw，年收益值相當(dāng)于300w，經(jīng)濟(jì)性還是非�？陀^(guān)的。對(duì)于南方地區(qū)等污泥中有機(jī)質(zhì)含量較低時(shí)候可以通過(guò)協(xié)同消化，在污泥中加入有機(jī)廢物，協(xié)同消化可以實(shí)現(xiàn)污水廠(chǎng)能源自給、降低碳足跡。
威立雅BiometTM兩相消化工藝在消化之前引入了水解工藝。水解工藝通過(guò)酶催化反應(yīng)產(chǎn)生溶解性底物，促進(jìn)了產(chǎn)酸相多裝菌群生長(zhǎng)，進(jìn)而推動(dòng)了脂肪酸的產(chǎn)生，這是產(chǎn)甲烷的一個(gè)關(guān)鍵步驟。采用水解和甲烷化兩個(gè)階段，可以維持兩個(gè)階段各自的最佳反應(yīng)條件，兩種不同的菌種之間不存在競(jìng)爭(zhēng)，使得運(yùn)行更加穩(wěn)定。水解細(xì)菌叫產(chǎn)甲烷菌不敏感，因此前段水解罐的設(shè)置可以更好的適應(yīng)進(jìn)料的變化。
傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)采用干法脫硫，而威立雅的采用生物脫硫技術(shù)SulfothaneTM，通過(guò)堿液吸收、生物反應(yīng)、硫泥回收實(shí)現(xiàn)沼氣脫硫，H2S去除率可以達(dá)到99%，單質(zhì)硫回收容易排出且不會(huì)產(chǎn)生含硫化物的廢水，整個(gè)工藝在水循環(huán)過(guò)程用電，運(yùn)行成本低，工藝穩(wěn)定抗沖擊能力強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)和配置，可是實(shí)現(xiàn)快速安裝和組裝，結(jié)構(gòu)緊湊，占地小。
威立雅ANITATMMox厭氧氨氧化工藝：消污泥化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生側(cè)流，這部分水量相當(dāng)于整個(gè)水處理線(xiàn)水量的1-2%，但氨氮負(fù)荷很高，對(duì)整個(gè)水線(xiàn)的影響達(dá)到15-25%，如果是消化和熱水解聯(lián)用，這個(gè)影響更大大概20-30%，N-NH4含量可達(dá)到500-1500mg/L(消化和熱水解聯(lián)用可達(dá)2000-3000mg/L)，側(cè)流的BOD很低，可利用的碳很低。對(duì)處理線(xiàn)的影響是會(huì)增加氧氣機(jī)碳源的消耗，增加污泥產(chǎn)量。而ANITATMMox厭氧氨氧化工藝可以經(jīng)濟(jì)高效地對(duì)這部分側(cè)流進(jìn)行處理，從而來(lái)降低整個(gè)處理線(xiàn)的成本，實(shí)現(xiàn)低碳。
威立雅AthosTM濕式氧化工藝是一種在液相中發(fā)生的氧化過(guò)程，污泥在高溫、高壓和氧化性氣體存在的條件下進(jìn)行反應(yīng)。40-90g/L的污泥在約50bar和250攝氏度的條件下注入反應(yīng)器，同時(shí)注入純氧氧化去除有機(jī)物，停留時(shí)間小于1小時(shí)，從沉淀池分離出來(lái)的無(wú)機(jī)物通過(guò)板框機(jī)處理成為礦物砂，在不添加藥劑情況下礦物砂含干度達(dá)到50%，廢氣經(jīng)過(guò)催化反應(yīng)器處理后排放至大氣（因反應(yīng)溫度低無(wú)二噁英、無(wú)呋喃、無(wú)塵、無(wú)酸性氣體氮氧化物產(chǎn)生），反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)冷凝、固液分離后，上清液（可生物降解）回到污水處理廠(chǎng)。AthosTM濕式氧化工藝是一種環(huán)境友好、徹底無(wú)害化處理工藝。
威立雅PyrofluidTM焚燒工藝入下圖，對(duì)于PyrofluidTM系統(tǒng)，污泥只需要干化到35%的含固率就可以進(jìn)入鼓泡式流化床焚燒爐，焚燒系統(tǒng)采用高溫空氣預(yù)熱，溫度可以達(dá)到450-650度，可隨進(jìn)泥熱值波動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，保證焚燒爐穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)允許進(jìn)入含水率較高的污泥而在焚燒爐內(nèi)達(dá)到自持焚燒，焚燒煙氣溫度可以達(dá)到850-870度，煙氣先后經(jīng)過(guò)高溫空預(yù)器及余熱鍋爐進(jìn)行兩級(jí)級(jí)能量回收，能力回收率可以達(dá)到50-60%。此外，相比常規(guī)焚燒燃燒室停留2s，威立雅PyrofluidTM系統(tǒng)燃燒室溫度大于850度，停留時(shí)間5-6s可以實(shí)現(xiàn)污泥徹底的減量化。
最后，王維燕總結(jié)到，消化、協(xié)同消化是“雙碳”背景下市政污泥及生物質(zhì)資源化利用的有效途徑，可以使我們實(shí)現(xiàn)污水廠(chǎng)能源自給，降低碳足跡的夢(mèng)想；SulfothaneTM高效生物脫硫技術(shù)，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便，可有效降低沼氣脫硫的運(yùn)行成本；ANITATMMox厭氧氨氧化工藝，脫氮性能好，可減少消化回流液對(duì)污水處理線(xiàn)的影響，減低運(yùn)行成本；AthosTM濕式厭氧工藝是一種環(huán)境友好的、徹底的污泥減量化和無(wú)害化處理工藝，這為環(huán)境敏感地區(qū)的污泥處理處置提供了一種可行的解決方案；PyrofluidTM是安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的市政污泥焚燒工藝，可實(shí)現(xiàn)污泥的徹底減量化。
