生化剩余污泥减量与无害化新技术课案.ppt

* 生化剩余污泥大幅减量与无害化技术 李本高 (石油化工科学研究院) * 主要内容 研发背景 生化污泥的基本性质 SMR装置技术原理 SMR装置技术工艺 SMR装置运行效果 经济技术分析 结论 一、研发背景 生化剩余污泥产生量大 当前我国城市污水实际处理量约600亿m3/a，产生含水98％的生化剩余污泥约3.6亿m3/a，今后10年剩余污泥产量将以年均15%左右的速度继续增长 1000万t/a级炼油厂，产生剩余含水污泥约1万t/a 生化剩余污泥对环境危害大 微生物、病毒、寄生虫、有机物、氮、磷、恶臭… 一、研究背景 现有生化剩余污泥处理工艺 脱水：含水率最降低到80%～84%，残留量仍然很庞大，污染物无减量 焚烧：减量效果好，但投资和运行成本高，操作复杂，且产生飞灰危物，烟气处理困难 消化：处理成本较低，但仅能去除部分有机物，且污泥减量不显著 我国城市污泥处理处置现状 二、生化污泥的基本性质 中国石化某炼厂生化剩余污泥主要组成 项目名称 分析结果 项目名称 分析结果 含水率/% 97.6-98.2 TN/mg?L-1 1,639-1,906 pH 6.6-6.8 TP/mg?L-1 375-404 COD/mg?L-1 20,480-24,912 TPN/mg?L-1 8,142-9,005 BOD5/COD 0.07-0.10 TCH/mg?L-1 841-1,110 SS/mg?L-1 18,554-23,640 CST/s ≥150.3 VSS/mg?L-1 13,344-17,090 SRF/m?kg-1 ≥1.67×1013 * 项目 数值 pH 6.8-8.35 SS/mg?L-1 8,035-14,435 VSS/mg?L-1 5,408-9,637 VSS/SS/% 0.66-0.73 中国石化某石化浓缩污泥主要组成 二、生化污泥的基本性质 污泥含水率高，达到98.6%-99.2%；污泥VSS/SS比值大，在0.66-0.73之间，为典型的有机质污泥。 * 项目 结果 pH 6.8 SS/mg?L-1 21,030 VSS/mg?L-1 14,610 VSS/SS/% 0.695 某市政污水处理厂浓缩污泥主要组成 二、生化污泥的基本性质 污泥含水率98.1%，污泥VSS/SS比值0.695，为典型的有机质污泥。 二、生化污泥的基本性质 主要成分：水、微生物、微生物代谢物、无机固型物，其中含水达到98%～99% 含水形态：自由水、间隙水、表面水和结合水 生化剩余污泥成分与含水形态 二、生化污泥的基本性质 自由水：占总含水约70%，不与污泥附着或结合，分离较容易，可重力分离 间隙水：因毛细管现象而保持的水，分离较难，需使用离心、真空等方法 表面水：通过氢键附着在胶体表面，分离困难，经调理后才能用机械方式脱除 结合水：通过化学键与污泥结合，约占总含水4%，分离十分困难，采用一般物理化学方法难以分离，是构成脱水污泥的主要成分 内部水：细胞内的水，水量很少，脱除更难 三、SMR装置技术原理 生化剩余污泥体积庞大的原因是含水率高，造成含水率高的根本原因是污泥中存在具有特殊性能的高分子有机物，是这些高分子有机物导致间隙水、表面水和结合水存在。 研发降低和消除污泥中高分子有机物方法，是生化剩余污泥实现大幅减量的关键。 污泥脱水困难的原因 三、SMR装置技术原理 通过催化方法将污泥中固形高分子有机物降解，使其转变为水溶性小分子有机物； 固形高分子有机物降解后，消除了间隙水、表面水、结合水存在条件，使泥水容易分离，从而使污泥实现大幅减量； 产生的降解污水，生化性好，生物方法可使COD、氨氮等污染物实现彻底无害化处理。 技术原理 处理前 处理后 * 三、SMR装置技术原理 降解温度与VSS去除率的关系 * 三、SMR装置技术原理 降解温度对COD存在形态的影响 * 三、SMR装置技术原理 降解温度对污泥降解液B/C的影响 * 三、SMR装置技术原理 降解温度对蛋白质和糖的影响 * 三、SMR装置技术原理 降解温度对氮存在形态的影响 * 三、SMR装置技术原理 反应温度/℃ 甲酸/mg?L-1 乙酸/mg?L-1 丙酸/mg?L-1 丁酸/mg?L-1 合计/mg?L-1 120 18 156 10 3 187 150 395 385 60 75 915 180 792 952 134 244 2122 200 634 1,180 162 169 2,145 220 467 1,334 209 117 2,127 降解温度与降解液中有机酸浓度的关系 * 三、SMR装置技术原理 降解温度对污泥脱水性能的影