熱泵輔助的高固污泥厭氧消化技術
1 成果簡介利用水源熱泵實現污水廠出水中低品位熱能的回收, 并為污泥高溫或中溫厭氧消化供應熱源。污水處理廠產生的污泥經機械濃縮至含固率 12%以上,經過 60℃水解后進入厭氧反應器進行高溫厭氧消化,生成沼氣(見圖 1)。沼氣經收集后用于烘干污泥。消化后的污泥通過機械脫水、干化等一系列過程后獲得干化污泥,可用作優質肥料原料或覆蓋土。該方法及系統可以顯著實現污泥的穩定化和減量化,為污泥后續的減量化和資源化處置提供基礎,污水廠內部水、熱、能的優化配置,污水廠整體能耗降低 20%以上,而整體投資也比傳統 的污泥消化+干化節省 20%以上。 圖 1 工藝流程圖2 應用說明工藝采用了污水源熱泵和高固污泥厭氧消化技術,涉及了清華大學的 5 項專利技術。傳統污泥消化(含固率 3-5%) +干化工藝相比,它的優點是:消化污泥濃度高,反應器體積可以縮短 40%以上;耗熱量減少 40%以上;有機物降解率較高;適合處理有機物含量較低的污泥;處理后污泥的衛生條件好;操作簡便,易控制。研究是在 863 課題和科技支撐項目的資助下完成,歷史 6 年。目前在我國南方的污水廠已經完成中試( 圖 2)。中試系統實際運行取得的主要參數如下: 進泥 VSS/SS=0.57,停留時間 28d,進泥含固率 12%時,污泥的平均 VSS 去除率達到48.2%;若將所產沼氣用于污泥干化,可獲得含水率 55%的污泥。 圖 2 建成的中試系統3 應用說明有機物含量 40%以上的污泥以及相似有機物料的厭氧消化。4 效益分析系統投資(熱泵+污泥消化+干化)大約為 18 萬元/噸污泥( 80%含水率),運行費 110元/噸污泥( 80%含水率)左右。5 合作方式技術轉讓或者聯合推廣。
清華大學
2021-04-13