城鎮(zhèn)污泥傳統(tǒng)的資源化利用技術(shù)主要包括土地利用、焚燒發(fā)電、厭氧消化、好氧堆肥 和建材利用(污泥制陶粒、制水泥)等。近年來,一些新的資源化利用技術(shù)逐漸發(fā)展起 來。本章主要介紹污泥低溫制油、污泥制氫、污泥制吸附劑、污泥制PHA以及污泥中提 取蛋白質(zhì)和污泥定向產(chǎn)酸補(bǔ)充生物處理碳源。
11.1污泥低溫制油
利用污泥熱解制油是近年來處置污水處理過程中產(chǎn)生的有機(jī)污泥的一種新的可望達(dá)到 3量平衡的技術(shù),其原理是在無氧條件下加熱污泥至300〜500°C、常壓(或高壓)和缺 氧條丨牛下.借助污泥中所含的硅酸鋁和重金屬(尤其是銅)的催化作用將污泥中的脂類和 蛋白貢轉(zhuǎn)變成碳?xì)浠衔铮罱K產(chǎn)物為油、碳、非冷凝氣體和反應(yīng)水。英國、美國、日本 等國家主要研究的是熱化學(xué)液化法,即在300°C、10 MPa左右的條件下對(duì)脫水污泥進(jìn)行 熱化學(xué)液化,使污泥反應(yīng)生成油狀物。德國和加拿大以熱分解油化法為主,即把干燥的污 泥在無氧條件下加熱到300〜500°C,使之干餾氣化,再將氣體冷卻轉(zhuǎn)化成油狀物。
德國于1982年率先開始污泥低溫?zé)峤庵朴偷膶?shí)驗(yàn)室研究,在微正壓、250〜500°C條 件下,污泥中的有機(jī)物(主要是脂類、蛋白質(zhì)類)通過蒸餾熱分解過程轉(zhuǎn)化為油,油中的 主要成分與渣油燃料相似。
何品晶等人的試驗(yàn)結(jié)果表明:污泥低溫?zé)峤獾倪m宜反應(yīng)溫度為270°C,停留時(shí)間為30 min :脫水泥餅含水率是低溫?zé)峤饽芰科胶獾闹饕绊懸蛩兀芰科胶廪D(zhuǎn)折點(diǎn)的含水率是 78% ;污泥低溫?zé)峤馓幚淼目偝杀镜陀谥苯臃贌ā?/span>
Lutz等人對(duì)巴西的城市和工業(yè)污泥中的活性污泥、油漆污泥和消化污泥作了低溫分 解,產(chǎn)油率分別為31.4%、14%, 11%,油中含碳量為76%〜79%,熱值為35〜 38kJ/mol,芳香烴的含量很少且毒性低;钚晕勰嗨频挠椭兄舅岷窟_(dá)26%,而消 化污泥和油漆污泥的脂肪酸含量均在3%左右,活性污泥含這樣高的脂肪酸量可作為工業(yè) 的原材料。
該技術(shù)的環(huán)境效益和資源化效益均是很可觀的,主要表現(xiàn)在:能有效控制重金屬排 放.特別是Hg、Ti,在灰燼和炭中來自污泥的重金屬被鈍化:可回收易利用、易貯藏的
液體燃油.回收的液體燃油可提供700kW/t的凈能量;可破壞有機(jī)氯化物的生成,反應(yīng) 器中燃燒溫度應(yīng)維持盡可能低(<800°C),可減少蒸汽中金屬的排放,氣體凈化簡單而廉 價(jià);占地面積小、運(yùn)輸費(fèi)減少、運(yùn)行成本較低。
此外,還有污泥直接油化和微波高壓油化技術(shù)。直接油化技術(shù)是污泥不經(jīng)過干燥處 理.在250〜350°C、5.0〜15MPa和催化劑(通常是Na2C03)作用下,使污泥中的大部 分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成低分子油狀物,不過此工藝對(duì)設(shè)備要求高,產(chǎn)品分離困難•加工過程中產(chǎn)
生難聞異味等問題也難以解決。微波高壓油化技術(shù)是利用微波對(duì)污泥加熱,一般在壓力為 5. OMPa或更高的條件下對(duì)污泥進(jìn)行加熱處理使其脫水,該法可獲得較高的油品回收率。 由于此法現(xiàn)處于試驗(yàn)階段,其操作參數(shù)對(duì)油品回收率的影響以及環(huán)境評(píng)-價(jià)、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)等 工作都有待進(jìn)一步研究。
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