热水解处理技术及其应用-张晶晶于振滨宋美芹-青岛思普润水处理-.doc

豆丁网 天天整理上传 谢谢下载 豆丁网 天天整理上传 谢谢下载 热水解处理技术及其应用 张晶晶、于振滨、宋美芹 （青岛思普润水处理有限公司） 摘要：本文简单介绍了热水解处理技术（THP）的原理、工艺流程，并通过与传统热处理的比较总结出THP的特点，讨论了THP与厌氧消化的组合工艺与传统厌氧消化工艺的区别，总结了THP与传统厌氧消化组合工艺的优势。THP目前已广泛应用，文中简单介绍了THP在新建工程、改造工程和大型工程中的应用情况，说明THP有突出的技术优势，是一项成熟、高效、稳定的污泥处理技术。 关键词：热水解处理技术（THP） 污泥处理 厌氧消化 工程实例 污泥的热处理（heat treatment）技术能够提高污泥的脱水性能和厌氧消化性能，是一项有效的污泥预处理技术[1]，早在1939年就有所应用。到20世纪70年代初，热处理主要用于提高脱水性能[2,3]。70年代开始，热处理的高能耗、臭气、腐蚀等缺点[3]导致热处理的应用减少。Cambi公司经过近20年的研究，开发出克服传统热处理缺点的热水解处理技术（Thermal Hydrolysis process，THP），并成功的应用到实际工程中[3,4]。 THP的简介 THP的原理[5] THP是污泥经高压蒸汽预处理，溶解污泥中的胶体物质，破碎细胞物质，水解大分子物质，使污泥性质发生相应的变化，原理图如图1： 图1 THP的原理示意图 1.2 THP的工艺流程[6] THP的工艺流程主要包括混匀预热，水解反应和泄压闪蒸三个步骤，流程图如图2。污泥首先经过离心脱水机或压滤机进行脱水到含固率到14%-18%，用泵输送到搅拌罐中进行混匀预热，预热后的污泥约为100℃。然后污泥输送到主反应罐中，用热蒸汽对反应罐中的污泥进行加热加压，达到温度为180℃左右，压力约为10bar时反应约30min，经热水解反应能够溶解污泥中的胶体物质降低粘度，并且将复杂的有机物水解为易于生物降解的简单有机化合物。最后一步为泄压闪蒸，利用反应罐中的压力和闪蒸罐中的压力差，将污泥输送到闪蒸罐中闪蒸，将闪蒸罐中产生的蒸气回送到搅拌罐中与新污泥混匀加热，实现热回收降低能耗。 图2 THP的工艺流程图 1.3THP与传统热处理的对比 传统热处理的缺陷如处理温度较高，一般在200℃～250℃，造成能耗较大，臭气问题，高浓度的水解液处理困难，腐蚀性及运行中易堵塞等导致热处理逐渐被淘汰，而THP克服了传统热处理的缺点而得到广泛应用，THP与传统热处理的对表见表1。 表1 THP与传统热处理的对比 传统热处理存在的问题THP的优势需在高压条件下用泵输送污泥利用压力差输送污泥，不需要泵热交换器易堵塞蒸汽直接加热，解决热交换器的易堵塞机械零件易受腐蚀很少的可活动部件，用高质量的材质，无腐蚀问题含难降解的高COD的上清液 处理困难水解后的污泥直接厌氧消化，无上清液处理问题设备损耗严重，尤其是阀门 能耗高两步降压实现设备损耗降到最低 回用蒸汽预热污泥，实现回收余热，降低能耗臭气问题封闭无臭气问题 1.4 THP的特点 THP污泥处理技术特点简单归纳为以下几点： 1）THP破碎污泥中的细胞物质，释放细胞内的非自由水而改善污泥的脱水性能。 2）THP能够溶解污泥中一部分固体有机物，能够一定程度上减少干污泥量。 3）THP能够将大分子物质水解为易生物降解的小分子物质，处理后的水解液中含有丰富的C1～C5的挥发性脂肪酸，提高污泥的厌氧消化性能，缩短厌氧消化的停留时间，增加生物气产量。 4）THP杀灭污泥中的病菌等有害微生物，初步实现污泥的无害化。 2、THP与厌氧消化的组合工艺 在当前碳减排形势严峻的情况下，从经济、资源回收和可持续发展各个角度来看，厌氧消化都是一项优势技术，但实际应用中厌氧消化处理存在处理效率低，产气速率低，发酵周期长（20～30 d），发酵装置容积大等不足，限制了厌氧消化处理在我国污泥处理处置中的广泛应用，所以应采取有效措施，如增加前处理等，来推广该项技术的应用。20世纪90年代，Cambi公司经研究成功将THP与厌氧消化技术有效组合的工艺，实现提高后续厌氧消化效率[7]，增加甲烷产量，同时也能够减少污泥厌氧消化的处理量和消化反应器的建造、运营成本，并在世界范围实现工程化应用。虽然THP也可以与其他的污泥处理工艺组合如干化焚烧等，但从能量回收方面考虑，THP与厌氧消化的组合工艺是最佳的组合工艺，两种工艺可以较好的协作，不仅可以提高厌氧消化性能，增加产气量，还能减少污泥量。 2.1 “THP+厌氧消化”组合工艺与传统厌氧消化工艺的对比 “THP+厌氧消化”组合工艺从产气量、停留时间及运行稳定性方面较传统厌氧消化工艺都有较大的提高，两者的对比如表2。 表2 “