日處理10噸地埋式一體化生活污水處理設(shè)備

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污泥碳化的分類:
（1）高溫碳化

碳化時(shí)不加壓，溫度為1,200 – 1,800°F（649－982℃）。先將污泥干化至含水率約30％，然后進(jìn)入炭化爐高溫碳化造粒。碳化顆?？梢宰鳛榈图壢剂鲜褂?，其熱值約為2000－3000大卡/公斤（在日本或美國）。技術(shù)上較為成熟的公司包括日本的荏原，三菱重工，巴工業(yè)以及美國的IES等。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和資源化，但由于其技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行成本高，產(chǎn)品中的熱值含量低，目前尚未有大規(guī)模的應(yīng)用。大規(guī)模的為30噸濕污泥/天。
（2）中溫碳化
碳化時(shí)不加壓，溫度為800 – 1000°F（426－537℃）。先將污泥干化至含水率約90％，然后進(jìn)入炭化爐分解。工藝中產(chǎn)生油，反應(yīng)水（蒸汽冷凝水），沼氣（未冷凝的空氣）和固體碳化物。該技術(shù)的代表為澳大利亞ESI公司。該公司在澳州建設(shè)了一座100噸/日的處理廠。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和資源化，但由于污泥終的產(chǎn)物過于多樣化，利用十分困難。另外，該技術(shù)是在干化后對污泥實(shí)行碳化，其經(jīng)濟(jì)效益不明顯，除澳洲一家處理廠外，目前尚無其他潛在的用戶。

日處理10噸地埋式一體化生活污水處理設(shè)備低溫碳化
碳化前無需干化，碳化時(shí)加壓至10MPa左右，碳化溫度為600℉左右（315℃），碳化后的污泥成液態(tài)，脫水后的含水率達(dá)50％以下，經(jīng)干化造粒后可以作為低級燃料使用，其熱值約為3600－4900大卡/公斤（在美國）。
該技術(shù)的特點(diǎn)是，通過加溫加壓使得污泥中的生物質(zhì)全部裂解，僅通過機(jī)械方法即可將污泥中75％的水分脫除，極大地節(jié)省了運(yùn)行中的能源消耗。污泥全部裂解保證了污泥的*穩(wěn)定。污泥碳化過程中保留了絕大部分污泥中熱值，為裂解后的能源再利用創(chuàng)造了條件。
注：該分類為傳統(tǒng)意義上的分類，主要區(qū)別在于溫度控制范圍的不同以及是否增加壓強(qiáng)。
1.4污泥低溫碳化技術(shù)的廠家:
（1）EnerTech（能源技術(shù)）：
技術(shù)名稱為SlurrycarbTM，該工藝是連續(xù)式的。其工藝是將污泥加壓至1000-1500 psig（70-100kg/cm2），通過熱交換器，加溫至400-450°F（204-232℃）。熱化分解反應(yīng)時(shí)，污泥中的有機(jī)物被分解，二氧化碳?xì)鈴墓腆w中被分離。
污泥碳化技術(shù)開發(fā)，制造碳化中試裝置PDU（Process Development Unit）；2001年1月，能源技術(shù)公司與美國太空總署簽訂了2年的合同。能源公司利用污泥碳化技術(shù)開發(fā)出在太空倉轉(zhuǎn)化太空垃圾的原型裝置；2005年4月，在美國加州Railto建立一座每天處理625噸污泥的處理廠。工廠占地2.6公頃（6.4 arces），建在Rialto污水處理廠旁，每天約可生產(chǎn)140噸干的碳化顆粒。該工廠已經(jīng)于2006年4月在Rialto破土動(dòng)工，加州共有5個(gè)地區(qū)向該廠提供污泥，已經(jīng)全部與Enertech簽署了協(xié)議書。該廠已經(jīng)于2009年初完工投產(chǎn)。該廠生產(chǎn)的碳化物全部銷售給據(jù)該廠50英里外的三菱水泥廠。
（2）ThermoEnergy（熱能）：
熱能的工藝與EnerTech的工藝類似，熱能用活塞壓力系統(tǒng)，污泥（steam）是注入的而不是泵入的，有熱交換器。要求的溫度是600°F（315℃），壓力是2,000 psig（138kg/cm2）。

熱能的工藝是批處理，每批需20分鐘的反應(yīng)時(shí)間，有兩個(gè)并行的壓力活塞和反應(yīng)罐，這樣可以使整個(gè)工藝連續(xù)。處理后的污泥經(jīng)過壓力釋放系統(tǒng)，然后用離心方式脫水至50％的含固率。這個(gè)工藝產(chǎn)生的碳化物與EnerTech的產(chǎn)生的碳化物相同。該公司曾在美國加州Colton污水處理廠做了一個(gè)試驗(yàn)廠，目前沒有推廣的報(bào)導(dǎo)。

“三池”處理系統(tǒng)和其他村莊污水處理工藝的比較
1.一體化設(shè)備
一體化設(shè)備主體工藝采用生物膜法，通常由調(diào)節(jié)池、酸化池、生化池、過濾池和消毒池五部分組成。一體化設(shè)備的污泥產(chǎn)量較少，過濾池中的污泥可以回流到酸化池中，具有流程緊湊、污水處理效率高、占地面積小等優(yōu)點(diǎn);但其價(jià)格相對較高，處理水量小，因此不太適宜用于該流域村莊污水的處理。
2.土壤滲濾
土壤滲濾利用土壤毛細(xì)血管浸潤擴(kuò)散原理，在滲濾過程中利用存在于土壤各種微環(huán)境中的不同功能微生物對污染物進(jìn)行降解和凈化，具有基建及運(yùn)行管理費(fèi)用低、運(yùn)行管理簡單、氮磷去除能力強(qiáng)、處理水質(zhì)好、可用于污水回用等特點(diǎn)。但容易發(fā)生土壤堵塞導(dǎo)致系統(tǒng)散失處理功能，對地面景觀和衛(wèi)生環(huán)境也有一定影響，還有可能污染地下水。

人工濕地指模擬自然濕地，人工設(shè)計(jì)建造的由填料、植物、動(dòng)物、微生物等組成的統(tǒng)一體，利用濕地生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的共同作用來實(shí)現(xiàn)對污水的凈化作用。人工濕地操作管理簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、投資少、具有一定的美學(xué)價(jià)值，可充分利用農(nóng)村地區(qū)現(xiàn)有的荒地、洼地、沼澤地來進(jìn)行修建，己得到較為廣泛的應(yīng)用。但人工濕地占地面積較大，易受氣候條件的影響，隨著運(yùn)行，污水中懸浮物被截留下來，營養(yǎng)物質(zhì)不斷積累，植物腐爛，加上農(nóng)村技術(shù)管理的欠缺，更容易產(chǎn)生淤積阻塞現(xiàn)象，導(dǎo)致濕地水流不暢，終可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。散戶污水處理工藝。
散戶是指污水不便于統(tǒng)一收集處理的單一或幾戶農(nóng)戶，宜采用分散處理技術(shù)，就地處理排放或回用。分散處理可采用設(shè)備或工程設(shè)施。
化糞池+好氧堆肥。工藝流程為：污水、化糞池、好氧堆肥(農(nóng)用)。其技術(shù)比較適合我國目前農(nóng)村的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。經(jīng)過化糞池或沼氣池處理后的污水作為農(nóng)用，但化糞池或強(qiáng)化厭氧池出水中污染物濃度高，因此不宜直接排入村落周邊水系。采用本模式處理污水時(shí)，應(yīng)防止雨水進(jìn)入化糞池或沼氣池造成池體內(nèi)的污水溢出。
化糞池+土地處理(或人工濕地)。適合于可利用土地的農(nóng)戶。污水經(jīng)化糞池去除粗顆粒物質(zhì)后利用土地處理，或流入人工濕地進(jìn)行處理。其中，在化糞池的停留時(shí)間應(yīng)大于48h。該工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便，適合于可利用土地的農(nóng)戶。由于化糞池或沼氣池出水濃度較高，宜在生態(tài)單元前增設(shè)厭氧生物處理單元，如厭氧生物膜單元，以降低生態(tài)處理單元的負(fù)荷。生態(tài)處理單元技術(shù)宜采用人工濕地或土地滲濾等。工藝流程為：污水、化糞池、厭氧生物膜單元、生態(tài)處理單元、排放。

(2)生物處理工藝
針對沒有可利用土地的散戶或?qū)ε潘|(zhì)要求較高時(shí)，可采用生物處理單元處理污水。生物處理單元宜采用生物接觸氧化池的一體化設(shè)備。在丘陵或山地，可利用地形高差，采用跌水曝氣，節(jié)省部分運(yùn)行能耗。其工藝流程為：污水、調(diào)節(jié)池、生物接觸氧化池、排放。其中，生物接觸氧化法可以與分段進(jìn)水技術(shù)結(jié)合，強(qiáng)化脫氮效果，處理后的污水可直接排放或進(jìn)一步生態(tài)處理后排放。己建化糞池可作為生物接觸氧化池前的調(diào)節(jié)池。該工藝的特點(diǎn)是處理效果好，占地面積小，需要定期維護(hù)管理。

什么是污泥碳化
市政污泥中含有可燃物質(zhì)，尤其是生化污泥（二沉池排出的剩余污泥），由于其中含有大量的活性污泥細(xì)菌，可燃物質(zhì)量更大。根據(jù)上海、天津等地的污泥發(fā)熱量試驗(yàn)，中國市政污泥中的發(fā)熱量約為2200－3300大卡/噸干物質(zhì)。其中消化后的污泥發(fā)熱量較低，一般僅為未消化污泥的70％左右。夏季污泥的發(fā)熱量比冬季低。
所謂污泥碳化，就是通過給污泥加溫和加壓，使生化污泥中的細(xì)胞裂解，將其中的水分釋放出來，同時(shí)又大限度地保留了污泥中碳質(zhì)的過程。污泥碳化的優(yōu)勢在于，污泥碳化是通過裂解方式將污泥中的水分脫出，能源消耗少，剩余產(chǎn)物中的碳含量高，發(fā)熱量大，而其它工藝大多數(shù)是通過加熱，蒸發(fā)的方式去除污泥中的水分，耗能大，灰分中的碳質(zhì)低，利用價(jià)值小。
污泥碳化的發(fā)展世界上污泥碳化技術(shù)的發(fā)展分為以下三個(gè)階段。

小規(guī)模生產(chǎn)試驗(yàn)階段。
隨著污泥碳化理論研究的深入和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的成功，人們開始思考將污泥碳化技術(shù)轉(zhuǎn)變成為真正商業(yè)化污泥處理的裝置。在大規(guī)模商業(yè)化之前，為了減少投資風(fēng)險(xiǎn)，需要對該技術(shù)進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn)性試驗(yàn)（Pilot Trial）。通過這些試驗(yàn)，污泥碳化技術(shù)開始從實(shí)驗(yàn)室走向工廠。這期間設(shè)計(jì)和制造了許多設(shè)備，解決了大量實(shí)際工廠化的技術(shù)問題。這個(gè)階段的特點(diǎn)如下：
規(guī)模小。例如1997年日本三菱在宇部的污泥碳化廠規(guī)模為20噸/天；1992年，日本ORGANO公司在東京郊區(qū)建了一個(gè)污泥碳化試驗(yàn)廠；1997年Thermo Energy 在加利福尼亞州Colton市建立了一個(gè)污泥碳化實(shí)驗(yàn)廠規(guī)模為每天處理5噸干泥。
試驗(yàn)資金來自大公司和政府，而不是商業(yè)用戶。例如，在日本的試驗(yàn)均來自大公司，在加州的試驗(yàn)資金是來自美國EPA。