綠創(chuàng)生態(tài)李玉鴻：污泥濕式氧化技術(shù)及工程案例

　　隨著污水處理行業(yè)的蓬勃發(fā)展，污水的伴生物污泥的處置消納問題一直困擾著整個行業(yè)。從減量化到資源化，行業(yè)內(nèi)一直在探索破解污泥瓶頸的創(chuàng)新之路。

　　如何解決污水處理提質(zhì)增效的“最后一公里”問題？9月18日，在“2020（第十二屆）上海水業(yè)熱點論壇”上，北京綠創(chuàng)生態(tài)科技有限公司技術(shù)總監(jiān)李玉鴻闡述了基于污泥部分濕式氧化技術(shù)的典型工程。

李玉鴻

　　污泥濕式氧化技術(shù)2019年被生態(tài)環(huán)境部評為全國十二大重點關(guān)鍵工程之一，北京市政府采購首臺套重大裝備，具備自主產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)第一條智能高速資源化污泥處理處置成套裝備。

　　污泥濕式氧化處理及處置技術(shù)

　　李玉鴻介紹，污泥在經(jīng)過濕式氧化處理后，有兩個產(chǎn)物。一個是固相產(chǎn)物，為板框泥餅，初始含水率≤40%，質(zhì)量為原污泥的20%，放置后含水率最低可以小于20%，質(zhì)量可減少至12%。處置方向為包裝物原料、營養(yǎng)土回歸土地。一個是液相產(chǎn)物 ，為板框分離水，可作為碳源返回污水處理廠用于替代外碳源，從而達到降低污水處理廠氮排放效果。處置方向為傳統(tǒng)反硝化碳源。

　　固相產(chǎn)物可以作為生物質(zhì)紙板和包裝物原料，添加量為10-30%，降低包裝物30%成本，符合《94-62-EC包裝及包裝廢棄物指令》、GB/T 16716.4-2018《包裝與環(huán)境》標準。制成的包裝物強度要高于原來使用的再生紙強度為添加物的強度，且能滿足歐盟包裝物標準。

　　污水廠的污泥是365天均產(chǎn)生的，包裝物也是365天需要生產(chǎn)的，因此，在處置上更有安全保障。

　　固相產(chǎn)物作為營養(yǎng)土改良土壤或制有機肥還可直接作為腐殖土使用，也可以作為高檔有機肥的原料；產(chǎn)物滿足農(nóng)用標準NY525-2011《有機肥料》蔬菜、大田、果樹等農(nóng)業(yè)種植。利用濕式氧化技術(shù)可使污泥的重金屬萃取脫除，滿足土地安全要求。

　　液相產(chǎn)物可作為污水廠反硝化段內(nèi)碳源使用，用于降低污水氮排放。其液相C/N≈11，B / C ≈ 0.4，濕式氧化可控制反應(yīng)條件使其液相主要成分為VFA，并使VFA中乙酸最大化。

　　我國污水廠進水碳氮比低于國際平均水平，造成污水廠反硝化需要增加外碳源（乙酸鈉等）來實現(xiàn)污水處理的脫氮效果。近年來通過雨污分流、河道整治等外向手段努力使污水廠的進水COD值有所增加，但工程巨大且周期長，資金需求也難以保證，而同時污泥中的有機質(zhì)又以污染物的形式向外排出碳。因此，不妨在解決進水碳源的同時眼睛向內(nèi)看，使污泥中的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為碳源供污水廠使用，濕式氧化可以通過控制反應(yīng)條件實現(xiàn)污泥中的有機質(zhì)部分轉(zhuǎn)化為乙酸，部分轉(zhuǎn)化為二氧化碳供熱，變污染排放為資源利用，一舉兩得。

　　污泥濕式氧化技術(shù)機理

　　李玉鴻分析，部分污泥濕式氧化法其技術(shù)原理同污泥焚燒同屬污泥氧化處理的方式，污泥焚燒屬于干式氧化，污泥濕式氧化是液相氧化，由于液相氧化不需要污泥中水分的蒸發(fā)，因此其能耗更低，無需煙囪，無飛灰的處理問題。

　　“污泥濕式氧化法的反應(yīng)方程式和污泥焚燒一樣，有機物加上氧氣生成二氧化碳和水。

　　HiROS全稱為“High-rate Recovery of Organic Solid Waste”，即“有機固廢高速資源化”。以蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等易降解組分為核心處理對象，去除污泥主要污染物質(zhì)。粗纖維和不溶腐植酸在固相產(chǎn)品中被保留下來。該技術(shù)為連續(xù)處理過程，非蓄批式處理，可有效解決能源的直接利用，無需轉(zhuǎn)換熱交換形態(tài)。

HiROS污泥處理

　　在污泥濕式氧化處理中，病毒、病菌、寄生蟲等可完全滅活，重金屬可有效去除，不產(chǎn)生臭氣。固相產(chǎn)品質(zhì)量相當于原污泥12%:性質(zhì)穩(wěn)定，適宜作紙制品填料。液相可作為反硝化碳源用于替代外碳源，降低出水氮濃度。

　　在新建或改造污水廠時，由于濕式氧化為液相氧化過程，因此在污水廠中可替代原污水廠的污泥脫水工段，污泥經(jīng)濃縮后仍以液態(tài)形式經(jīng)管道直接輸送至濕式氧化污泥處理裝置處理，無需污泥的二次運輸，裝置密閉，無廢氣處理問題，產(chǎn)物被利用?？偨Y(jié)為16個字：原位處理、日產(chǎn)日清、過程清潔、固碳還源。

　　裝備建設(shè)及運行

　　該裝置的污泥特點稱為“三源二?！?，即：通過特有的泥-泥換熱技術(shù)，使污泥氧化的放熱過程產(chǎn)生的熱 “能源”直接將用于加熱進入系統(tǒng)的冷泥用于濕式氧化反應(yīng)，可將污泥氧化處理過程能耗為零或最低；通過濕式氧化的處理的污泥以包裝物原料的“資源”形式實現(xiàn)固相處置的；液相直接返回反硝化段作為內(nèi)“碳源”使用， 降低氮排放，達到提標增效的意義；濕式氧化污泥處理無需另行配置廢氣處理系統(tǒng)，“保證”了現(xiàn)場的環(huán)境，其整體的清潔處理技術(shù)，“保障”了整體鏈條過程的生態(tài)。

　　HiROS裝置為成套裝備，工程占地小，建設(shè)周期短。單位污泥處理能力占地約10-20平米，100t/d處理能力最大占地1000m2。廠房可為鋼結(jié)構(gòu)或水泥框架結(jié)構(gòu)。

　　運行裝置屬于集中控制，控制端由監(jiān)管方掌握，整個系統(tǒng)是DCS控制，它的進料、出料、運行情況的數(shù)據(jù)都可以實時上傳，可上傳作為上端監(jiān)管部門的時時數(shù)據(jù)查詢。

污泥處理過程的控制

工藝流程配置

　　李玉鴻分析，污泥處理過程的控制，重點在氧化反應(yīng)器及泥-泥換熱技術(shù)，其工藝配置圖如上圖所示。整個系統(tǒng)簡潔，由三個主單元組成（漿化、濕式氧化、固液分離）。

　　當然，任何設(shè)備、任何技術(shù)都有它的難點和問題點，濕式氧化在污泥處理設(shè)計及運行中應(yīng)注意以下幾點：

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編輯：徐冰冰