污泥和城市有机质协同厌氧消化制清洁燃气的机遇和挑战.pptVIP

各类生物质沼气产率比较 废物特征： 污泥3500万吨 餐厨6000万吨 滋生大量病菌 造成环境污染 污染地下水 放错了地方的资源 富含能源 富含N，P等营养物质 可回收沼气能源 可制生物柴油 可回收P资源 * 污泥及餐厨垃圾的共性特征 具有显著的废物和资源的二重性 先进污染控制及资源化技术 主要因素：全球气候变化、能源资源短缺、粮食安全 主要目标： 能源高效回收（厌氧消化技术制清洁燃气） 降低环境风险，安全处置 （标准，技术提升） 磷-资源循环利用（磷回收技术） 沼渣土地利用 处理成本可接受 * 提高系统稳定性 降低抑制物浓度 提高产气效益： 产气率大幅提高 污泥、餐厨厌氧消化然气潜力： 污泥 15亿立方米 ，餐厨40亿立方米 提高厌氧系统效率： 厌氧消化负荷从1.5-2.0提高到5-6 kgVSS/m2d 设施利用率高： 成本降低，经济效益提高 污泥与城市有机质联合厌氧消化技术 污泥/有机质高效协同厌氧消化 沼气、沼渣利用途径 * 磷回收技术 磷是一种不可再生资源，据估计，全世界磷矿储量只能维持100年左右。许多国家已将磷视为21世纪的一种战略资源 磷矿石价格不断攀升,推动了磷回收技术的研发与实施 * 污泥和城市有机质是污染物，也是资源；“城市矿产”的概念已是大趋势 ；随着能源资源短缺，全球气候变化，污泥及城市有机质中的资源能源回收利用是未来技术发展趋势； 协同厌氧消化可以克服污泥消化效率低，餐厨等城市有机质厌氧消化不稳定的不足，具有系统稳定，经济效益显著的优势； 目前国家科技部已启动“清洁燃气科技工程”，污泥及城市有机质集中协同厌氧制燃气具有规模化应用潜力，在新城镇化建设过程中，具有很好的商业化前景。 商业模式的开发越来越受重视（襄阳案例） 机遇和挑战 * 谢谢 电话邮件：daixiaohu@tongji.edu.cn * * * * * * * * * * 同济大学环境科学与工程学院 国家城市污染控制工程研究中心 戴晓虎 教授 内容 一、污泥处理技术现状 二、污泥厌氧消化技术 三、污泥城市有机质厌氧消化协同处理 四、挑战和机遇 * 一、污泥处理技术现状 中国城镇污水厂数量 (2013): ~ 3500 2013年年产污泥突破~ 3500万吨 (含水率:~80%） 城镇污水处理能力: ~1.50亿m3/d 2020年污泥产量将达到年 ~ 6000-9000万吨 中国目前污泥的产量 * 污水生物处理过程主要污染物物质流 * 100%COD 100%N 100%P 初沉池 二沉池 N2: 50-70%N 10% COD 5-15% N 10% P 化学药剂 O2，能量（0.9-1.0 kWh/kgCOD） 35%COD 10-15%N 10-15%P 20%COD 20-30%N 75-80%P 脱水 CO2: 35%COD CH4: 28%COD 沼液+上清液: 0.1%COD 15-20%N 脱水污泥: 27%COD 5-10% N 90% P 污泥处理处置技术现状 污泥处理处置技术 污泥稳定化 （厌氧、好氧、焚烧） 污泥减量化 （浓縮、脱水、干化、焚烧） 污泥无害化 （卫生填埋，焚烧） 污泥资源化 （厌氧沼气回收，焚烧热能回收，土地有机质利用，建材无机质利用） 以处理处置为前提的国际传统通用技术 * 污泥处理处置技术现状 处理处置水平低；处理后污泥品质差； 实现减容，减量、稳定和资源化严重不足； 监管和标准体系落后； 污泥对地方政府是个包袱；靠地方财政； 处理处置费差异大100-400元/吨（80%含水率）； 污泥创新研究不足，学科交叉不够，局限老路，资源未能有效循环利用； 成功创新模式及示范工程刚起步； 装备开发缺乏，稳定性、标准化有待提升。 二、污泥厌氧消化处理技术 * 污泥厌氧消化 生污泥 熟化后污泥-腐殖质 无机物质 有机物 有机物 无机物质 水+CO2 污泥稳定化处理技术 厌氧消化 * 传统的污泥稳定处理工艺，同时能回收能源、沼气； 国外污泥处理的主流工艺； 6000万吨污泥可产生生物燃气潜力15亿立方，所产生的电能通常可以满足污水处理厂总用电量的30-60%； 全国已建成的污水厂污泥厌氧消化项目接近60座；仅不到20座的污泥厌氧消化系统还可正常运行。 已建高含固厌氧示范工程：大连、宁海、襄阳、长沙 污泥类型 中国污泥 德国污泥 总氮 TN 2.7±1.4 4-5 磷 P 1.4±1.2 2-3.5 钾 K 0.7±0.3 0.2-0.3 有机物组成： 无机物 有机物 * 瓶颈一：低有基质 * * 占污泥干基的% 营养物质： 30%-70%（通常50%） 国外平均65%-75%