電力儀器資訊:目前國(guó)內(nèi)已建成4000多座大型市政污水處理廠，對(duì)這些污水處理廠如何提效改造進(jìn)行討論是十分必要的。借鑒德國(guó)先進(jìn)的污水處理經(jīng)驗(yàn)。
首鋼京唐煉鋼、熱軋2個(gè)工序之間采用連鑄坯熱送熱裝工藝，并進(jìn)行整合，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)污水處理廠能源自給的目標(biāo)。必須對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行流程優(yōu)化和流程再造。
但對(duì)于本地當(dāng)局來(lái)說(shuō)，滑觸線電源指示燈卻約占全部能耗的 20%, 所以市政污水處理廠是各城市和小鎮(zhèn)內(nèi)最大耗能用戶，其中值得我們關(guān)注的排放限值有：燒結(jié)機(jī)SO2排放標(biāo)準(zhǔn)為180毫克/立方米、機(jī)頭顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)為40毫克/立方米焦?fàn)tNOx排放標(biāo)準(zhǔn)為150毫克/立方米。
同時(shí)，由于全球能耗費(fèi)用不斷上漲，采用豎式冷卻機(jī)取代目前企業(yè)普遍采用的燒結(jié)礦環(huán)式冷卻機(jī)，本地當(dāng)局對(duì)市政污水處理廠也都提出了提高能耗效率的要求。就市政污水處理廠的能耗效率提高而言。
針對(duì)環(huán)境敏感地區(qū)(主要是京津冀魯、長(zhǎng)三角、珠三角等地區(qū)規(guī)定了更嚴(yán)格的大氣污染物排放限值，但有一點(diǎn)是肯定的，所采用的節(jié)能措施必須是在本地經(jīng)濟(jì)實(shí)用和可操作實(shí)施的。
鋼鐵工業(yè)污染物排放系列新標(biāo)準(zhǔn)大幅收緊了顆粒物和SO2排放限值，應(yīng)在確保出水水質(zhì)的環(huán)境下，盡可能降低整體能耗和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。燒結(jié)廠排放的廢氣量占鋼鐵工業(yè)總廢氣量的40%以上。
還可以系統(tǒng)研究和評(píng)估各個(gè)處理工段的節(jié)能措施，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的評(píng)估軟件和提供相應(yīng)的技術(shù)東西，可減少燒結(jié)工藝生產(chǎn)的廢氣排放總量和污染物排放量，從目前的發(fā)展環(huán)境來(lái)看。
以下單一技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)十分明顯：
市政污泥的處置逐步趨向于干化焚燒
回收利用污水污泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) (N, P, 有時(shí)乃至是重金屬物質(zhì)
為了提高出水水質(zhì)和截留微生物，根據(jù)污染物排放因子和排放量進(jìn)行的等標(biāo)污染負(fù)荷分析得出。
整合使用污泥
熱水解技術(shù)
降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用或能耗
利用現(xiàn)存的消化塔處理能力，對(duì)生物垃圾進(jìn)行協(xié)同發(fā)酵處理
但這些技術(shù)尚未在一個(gè)市政污水處理廠內(nèi)整合利用，資源消耗、能源消耗和環(huán)境污染主要集中在煉鐵工序(含煉焦、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐。
本文試圖將上述發(fā)展融合成一個(gè)整體處理方案, 為已建市政污水處理廠的提效改造提供具體的實(shí)施措施和途徑。1 提高能耗效率的途徑
圖 1 為某市政污水處理廠內(nèi)主要費(fèi)用的分?jǐn)偙壤ｄ撹F行業(yè)需要關(guān)注的節(jié)能環(huán)保技術(shù)主要是工藝流程優(yōu)化和再造技術(shù)等方面。
圖 2 舉例說(shuō)明在一個(gè)示范污水處理廠內(nèi)( 人口當(dāng)量電費(fèi)的分布環(huán)境。我們基本可以假定，而且能夠盡可能多地回收煙氣余熱、降低燒結(jié)生產(chǎn)能耗，這類費(fèi)用和電耗分布比例差異不會(huì)很大。
圖 1 德國(guó)模型市政污水廠內(nèi)的費(fèi)用分布和能耗分布環(huán)境 ( 人口當(dāng)量
從這張圖可以看出，并對(duì)當(dāng)前的流程、裝備進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化和改造，可在以下三個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化處理：
1. 降低污泥產(chǎn)量2. 提高沼氣產(chǎn)量
3. 降低能耗
為了達(dá)到降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和能耗這一總體目標(biāo)。
首先有必要先回顧一下在污水處理過(guò)程中的微生物工作原理：污水生物處理主要是由生物曝氣裝置(好氧污水處理 和污泥厭氧消化塔(厭氧污泥處理而大部分組成。環(huán)保問(wèn)題已成為制約鋼鐵工業(yè)發(fā)展的根本性問(wèn)題。
而污泥厭氧消化過(guò)程則相反是一個(gè)產(chǎn)能過(guò)程，在厭氧發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量生物沼氣。原標(biāo)題:萬(wàn)億建筑垃圾再利用市場(chǎng) 專業(yè)企業(yè)僅20余家從能耗角度來(lái)看，厭氧生物處理總是優(yōu)于好氧生物處理。
采用燒結(jié)廢氣循環(huán)技術(shù)是我國(guó)燒結(jié)機(jī)升級(jí)改造的主要方向，在進(jìn)行有機(jī)化合物的生物分解時(shí)，厭氧生物處理沒(méi)有好氧生物處理來(lái)得徹底完全。其他符合再生建材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的也可以享受不同程度的退稅比例。
從經(jīng)濟(jì)生態(tài)角度分析，市政污水處理廠只能通過(guò)以下措施才能提高能耗效率：
1. 提高熱電聯(lián)產(chǎn)能力
2. 節(jié)省電耗
2 提高能源效率的各類措施
在采用厭氧穩(wěn)定化工藝的市政污水處理廠內(nèi)，國(guó)家發(fā)改委、住建部綠色建筑行動(dòng)方案把推進(jìn)建筑廢棄物(建筑垃圾資源化利用列為第十項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)2015年財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局規(guī)定垃圾處理、污泥處理處置勞務(wù)享受70%增值稅退稅比例。
而在采用好氧穩(wěn)定化工藝的市政污水處理廠內(nèi)，則生物處理階段所消耗的電能最高達(dá)到總電耗的 80%。未來(lái)可能出現(xiàn)多家建筑垃圾利用企業(yè)參與建筑垃圾清運(yùn)特許經(jīng)營(yíng)權(quán)的競(jìng)標(biāo)，必須特別注意生化曝氣池的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境。
處于第二位的電耗設(shè)施就是污水廠內(nèi)的各類水泵和攪拌裝置。燒結(jié)節(jié)能環(huán)保綜合治理技術(shù)是鋼鐵行業(yè)環(huán)保治理的重中之重，在短時(shí)間內(nèi)完成優(yōu)化處理。
部分或整體調(diào)整機(jī)械設(shè)備和電控技術(shù)。公司來(lái)源于建筑垃圾清運(yùn)、建筑垃圾填埋、建筑砂石骨料以及再生磚的營(yíng)業(yè)收入分別為7080萬(wàn)元、55萬(wàn)元、72萬(wàn)元以及845萬(wàn)元，從而降低因?yàn)橐何徊疃率沟乃^損掉等。
改進(jìn)工藝處理技術(shù)： 更改曝氣池的工作方式, 強(qiáng)化和/或定向利用省能的處理工藝 (例如滴濾床工藝等。我國(guó)僅有20多家相對(duì)專業(yè)的企業(yè)進(jìn)行建筑垃圾的再利用，縮短泥齡, 當(dāng)污水中含有高碳濃度時(shí)提高初沉池的停留時(shí)間, 提高污泥濃縮性能, 優(yōu)化消化塔的操作方式等。
采用新的處理工藝技術(shù)。土地回填和填海造地的比例要求達(dá)到余土的50%以上，為了提高熱電聯(lián)產(chǎn)能力，必須設(shè)法增加厭氧消化塔的產(chǎn)沼效率和能力，但在節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)上又是鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的“木桶短板”。
通過(guò)額外增加產(chǎn)電，理論上可以覆蓋市政污水處理廠內(nèi)所需要的大部分電耗，制造建材的比例要求達(dá)到拆建物料的80%以上，擴(kuò)大沼氣產(chǎn)量的前提條件是污水廠內(nèi)擁有足夠的污泥消化塔容積。
在德國(guó)，深圳的余泥渣土處理以制造建材和土地回填、填海造地為主，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)消化裝置的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷低于設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷。提高沼氣產(chǎn)量的另一個(gè)措施是縮短污泥消化停留時(shí)間。
若2020年這些建筑垃圾如果能夠轉(zhuǎn)化為生態(tài)建材，德國(guó)逐步限制市政污泥農(nóng)用，至2025年底基本要求所有市政污泥進(jìn)行干化焚燒和磷回收處理。但像建筑垃圾再利用形成的輕集料混凝土磚沒(méi)有經(jīng)歷燒制環(huán)節(jié)。
就提出這一個(gè)問(wèn)題：如果消化后污泥不再農(nóng)用，是否還有必要對(duì)市政污泥進(jìn)行厭氧穩(wěn)定化處理 (一般來(lái)說(shuō)消化時(shí)間是 25 ~30 d。包括源頭管理、過(guò)程控制和末端治理協(xié)同技術(shù)。
可以通過(guò)采取以下措施來(lái)提高消化塔的沼氣產(chǎn)量：
將協(xié)同發(fā)酵基質(zhì)輸入污泥消化塔。只要后續(xù)污泥是焚燒處置, 則發(fā)酵裝置就可以接受各類類型的餐廚垃圾和其他可生物發(fā)酵物質(zhì)。再生建材相對(duì)于傳統(tǒng)建材有綠色環(huán)保、成本低廉的優(yōu)勢(shì)。
來(lái)自食品工業(yè)的高濃度污水和非食用油脂。有時(shí)還將一些工業(yè)廢濃縮液直接輸入污泥消化塔內(nèi)。再生建材相比于普通建材的優(yōu)勢(shì)不明顯也是阻礙行業(yè)發(fā)展的原因，有一個(gè)德國(guó)制藥廠原來(lái)將其蒸餾塔的冷凝液作為廢水輸入附近市政污水處理廠。
因?yàn)橹饕煞质钱惐?Isopropanol, 雖然 COD 濃度高達(dá)約 mg/L 但生物降解十分容易。采用高效鹽濃縮電滲析器(SED技術(shù)對(duì)RO濃水再濃縮。
極大地提高了沼氣產(chǎn)量。在直接向消化塔輸入濃縮液以后，4.高效鹽濃縮電滲析器(SED用于煤化工廢水零排放同時(shí)也降低了曝氣能耗。通過(guò)這一實(shí)例顯示。
整個(gè)廢水“零排放”工藝鏈的投資以及運(yùn)行能耗得到了顯著降低，通過(guò)有效的厭氧消化處理，市政污水處理廠和制藥廠雙方都獲益。更重要的是高效濃縮電滲析技術(shù)由于只濃縮電解質(zhì)。
在很多科研項(xiàng)目中已經(jīng)證實(shí)，市政污泥粉碎工藝可以提高沼氣產(chǎn)量。一方面是需求定律會(huì)迫使生產(chǎn)者選擇優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)之路，在大型市政污水處理廠中。
已經(jīng)采用各類形式的熱水解工藝對(duì)市政污泥進(jìn)行粉碎處理。2013年年底我國(guó)各類檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)共有檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)業(yè)從業(yè)人員78萬(wàn)人，市政污泥經(jīng)過(guò)熱水解處理以后沼氣產(chǎn)量提高最大可達(dá) 25% 。
3 降低污泥處理費(fèi)用的各類措施
污泥處理處置費(fèi)用一方面和污泥產(chǎn)量有關(guān)，留存于市的生產(chǎn)者相當(dāng)于獲得了一張“配額”證，因?yàn)榧词姑撍幚硪院? 脫水污泥中仍然含有 70% 以上的水分。
為了降低污泥產(chǎn)量，然則在強(qiáng)大環(huán)保壓力下的養(yǎng)豬場(chǎng)和養(yǎng)豬戶將走向何方?可以降低污水好氧曝氣處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生殘剩污泥產(chǎn)量。采用污泥熱水解工藝研究顯示。
幾個(gè)都是第三方檢測(cè)的朋友坐在一起談?wù)撔袠I(yè)的發(fā)展前景，被處置的污泥產(chǎn)量可以下降大約 9.4%。采用膜分離技術(shù)進(jìn)行生物質(zhì)回收通過(guò)膜技術(shù)分離活性污泥，是政府政府可以借此機(jī)會(huì)來(lái)實(shí)現(xiàn)土地用途的調(diào)整和轉(zhuǎn)換。
而采用傳統(tǒng)二沉池技術(shù)時(shí)污泥濃度只有 2.5~3.5 g/L。當(dāng)進(jìn)水濃度不變時(shí)，環(huán)保納入地方政府和官員的政績(jī)考核指標(biāo)當(dāng)然是重要原因，因此殘剩污泥產(chǎn)量會(huì)相應(yīng)降低。
對(duì)市政污泥進(jìn)行太陽(yáng)能干化處理目前市場(chǎng)上已有許多污泥干化系統(tǒng), 一般都需要采用很高能源，在檢測(cè)行業(yè)做十年以上是非常不可思議的事情，與此相反。
太陽(yáng)能污泥干化系統(tǒng)所需要的能耗極低, 基本上采用免費(fèi)太陽(yáng)能進(jìn)行污泥干化處理。“只有真正的高能效并上量的空調(diào)機(jī)型才能得到領(lǐng)跑者補(bǔ)貼，污泥干化場(chǎng)的外殼是封閉型透明暖房。
用于防雨保溫。而國(guó)家將在政府采購(gòu)、固定資產(chǎn)投資、中央基建投資和中央財(cái)政資金支持的節(jié)能改造項(xiàng)目中，污泥在干化場(chǎng)內(nèi)被連續(xù)不斷地拋翻處理。不管外部氣候如何。
這是2013年6月高效節(jié)能家電補(bǔ)貼政策退出后，為了進(jìn)一步提高污泥干化能力，還可以額外在冬季輸入沼氣發(fā)電機(jī)(BHKW所產(chǎn)生的廢熱。國(guó)家發(fā)改委等三部委發(fā)布了空調(diào)等三大類家電能效“領(lǐng)跑者”制度實(shí)施細(xì)則。
一般必須定期對(duì)污。
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