污泥资源化利用经验分享 青岛天人环境股份有限公司 2014.08

目 录 1.污泥厌氧简介 2.污泥厌氧的优点 3.污泥厌氧的实践 4.污泥厌氧的应用 5.污泥厌氧的发展历程

1.污泥厌氧简介 ——概念 （1）原理 污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将污 泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得 到稳定的过程，是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。 （2）阶段 污泥厌氧消化是一个多阶段的复杂过程，完成整个消化过程，需 要经过三个阶段（目前公认的），即水解、酸化阶段，乙酸化阶段， 甲烷化阶段。各阶段之间既相互联系又相互影响，各个阶段都有各自 特色微生物群体。

1.污泥厌氧简介 ——影响因素 （1）温度 温度是影响污泥厌氧消化结果的重要因素。可在33～35℃进行（称中温消化），也可在 50～56℃进行(称高温消化)，高温消化产气率较高,寄生虫卵可杀灭90％以上，但耗热和耗能量大，通常采用中温消化。 （2）搅拌及混合 消化时间随搅拌情况而异；充分搅拌时约为15-20天；不搅拌时常在30～60天之间。如高温消化配合充分搅拌，其消化时间可缩短至6～10天，但耗热和耗能量大。 （3）停留时间 停留时间的不同，单位污泥产气量也有所变化，停留时间过短，污泥中的有机废弃物利用率不高，稳定效果低；停留时间过长，单位容积产气率较低，能耗较高。多采用中温消化配合充分搅拌，其停留时间一般为20天左右。

1.污泥厌氧简介 ——分类 污泥厌氧消化分类： 根据不同的分类方法，污泥厌氧消化可有不同的分类。 （1）按温度分类 1.污泥厌氧简介 ——分类 污泥厌氧消化分类： 　　根据不同的分类方法，污泥厌氧消化可有不同的分类。 （1）按温度分类 　　可分为中温消化（30~33℃）和高温消化（50~55℃），高温消化比中温消化产气率高，消化池体积小，但能耗相对较高，控制困难。 （2）按运行方式分类 　　可分为一级消化和二级消化。一级消化指污泥厌氧消化是在单池内完成；二级消化根据污泥消化的运行经验，在两个消化池内完成，第一级消化池设有加热、搅拌装置及气体收集装置，第二级消化池不进行加热和搅拌，利用第一级的余热继续消化。

2.污泥厌氧的优点 表2-1 污泥处理处置技术路线分析 备注：以单位TS量进行一次性投资和运行维护费用核算 处理方式 一次性投入 （万元/tTS） 净收益 （元/tTS） 技术难度 场地要求 能否资源化 无害化程度 焚烧 150 -900~-1150 要求高 小 不能 尾气和灰分会带来二次污染 填埋 — -650~-90 简单 大 没有最终消除污染风险 堆肥 90 -100~-60 较简单 较小 能 可达到无害化要求 厌氧+堆肥 130 -30~10 能，且降低了肥料销售压力 备注：以单位TS量进行一次性投资和运行维护费用核算

污泥处理处置技术路线分析 1、深度脱水+填埋——营养质无法利用 2、干化+焚烧+灰渣填埋/建材利用 ——营养质无法利用且被破坏 清洁能源难以利用 难以实现低碳排放 2、干化+焚烧+灰渣填埋/建材利用 ——营养质无法利用且被破坏 没有能量输出，还需要能量输入 无法实现低碳排放

污泥处理处置技术路线分析 3、好氧发酵+土地利用 ——没有能量产生，有能量输入 4、厌氧消化+土地利用（全国每年3000万吨污泥） ——低碳产品，CO2，没有减排 4、厌氧消化+土地利用（全国每年3000万吨污泥） ——回收3～10%营养质 ——产生25亿立方米甲烷 ——直接碳减排1500万吨 间接碳减排 400万吨 推荐为国家的技术路线

3.污泥工程实践 ——污泥+粪污 安阳中丹生物能源大型车用沼气工程 市政污泥： 100吨/天 厨余垃圾： 10吨/天 粪 污： 50吨/天 市政污泥： 100吨/天 厨余垃圾： 10吨/天 粪 污： 50吨/天 青 储： 40吨/天

3.污泥工程实践 ——污泥+餐厨 临沂“污泥+餐厨”项目

3.污泥工程实践 ——污泥+薯渣 甘肃定西有机废弃物车用生物燃气工程 处理规模：1000吨/天 设计原料：污泥/餐厨垃圾/马铃薯废渣/秸秆/中药渣等 主要产品：CNG（880万立方/年）、有机肥（2万吨/年） 工艺路线：高温CSTR+二级厌氧+脱碳提纯

3.污泥工程实践 ——污泥+生活垃圾 处理规模：80吨/天 （污泥30t/d、生活垃圾50t/d） 工艺路线：中温CSTR

4.污泥厌氧的应用 —— 现有污泥厌氧消化设施“吃不饱”、生物能流失 ——其他有机废弃物消化系统原料不足 （1）污泥与其他原料联合厌氧消化 国外经验：联合厌氧消化是主流技术 德国：两种原料以上占到85%以上

（2）发展环境产业园综合利用模式 —— 中水回用 政府 原料流 产品流 农村 现金流 农业废弃物 能源作物 燃气集团 环境产业园区 污水处理厂 生活垃圾 餐馆 燃气集团 有机肥厂 沼渣、沼液 燃气费 肥料费 出台政策 投资商 投资运营 废弃物 处理费 生物燃气 农村 城市 原料流 产品流 现金流 水费 中水 中水回用

（3）沼气高值化利用——净化提纯 醇胺法净化提纯装置 ——为污泥处理的市场化运作提供了巨大商机！ 甲烷回收率高，回收率≥ 97%； 甲烷提纯纯度高，纯度≥ 98%； 醇胺法净化提纯装置 甲烷回收率高，回收率≥ 95%； 甲烷提纯纯度高，纯度≥ 95%；

膜分离法净化装置 甲烷回收率≥ 97% 甲烷纯度 ≥ 95%

（4）物联网技术为工程运行提供远程技术支持 ——为污泥处理项目的运行保驾护航！

原料、产品、设备与服务的在线交易系统 生物质资源与生物能源工程地理信息系统 在线监控与远程专家技术支持系统

5.污泥厌氧发展历程 ——污泥处理的由来 从1875年英国伦敦建立世界上第一个污水处理厂以来， 污泥处理问题便成为市政管理的重要问题之一。 随着城市人口的增长、市政服务设施的不断完善、污水 处理技术的不断提高，欧、美等发达国家的污泥产量每年大 约以5%~10%的速度增长。

5.污泥厌氧发展历程 ——国外污泥处理发展历程 （1）欧洲污泥处理发展历程 欧洲污泥处置的最初主要方式是填埋和土地利用。20世纪90年代以来，可供填埋场地越来越少，污泥处理处置压力越来越大，欧洲建设了一大批污泥干化焚烧设施。由于污泥干化焚烧投资和运行费用较高，使得污泥土地利用重新受到重视，成为污泥处置方案的重要选择。德国每年产生的污泥（干重）220万吨，大于5000吨的污水厂均有厌氧消化处理。英国和法国每年产生的污泥为120万吨和85万吨，60%污水厂有厌氧稳定处理。 （2）美国污泥处理发展历程 北美地区虽然土地资源充足，但卫生填埋较少，污泥处理处置路线一直是农用为主。目前，美国16000座污水处理厂年产710万吨污泥（干重），约60%经厌氧消化或好氧发酵处理成生物固体，采用土地利用。另外17%填埋，20%焚烧，3%用于矿山恢复的覆盖。 （3）日本污泥处理发展历程 日本由于土地限制，污泥处理处置的主要技术路线是焚烧后建材利用为主，农用与填埋为辅。近年来，日本开始调整原有的技术路线，更加注重污泥的生物质利用，逐步减少焚烧比例。

5.污泥厌氧发展历程 ——国内污泥处理现况 2010年底，城镇污水处理厂已建设2500多座，污水处理能力达到1.22亿立方米。我国城市每年污泥产生量预计3000万吨（以含水率80%计）。 我国污泥的处理和处置：土地填埋占60%~65%，污泥好氧发酵+农用占10%~15%，污泥自然干化综合利用占3%~6%，污泥焚烧占2%~3%，而污泥露天堆放和外运各占2%和15%，而土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大部分属于随意处置，真正实现安全处理的比例不超过15%~25%。 我国污泥处理采用厌氧消化工艺以中稳为主的有近60座，主要是引进欧洲技术，其中稳定运行的约10座（主要因为前期技术的不成熟及没有污泥处理补贴的政策）。

综合性资源 脱水、焚烧 肥料资源 废物 污泥稳定 农业用肥 焚烧、填埋、弃置 厌氧消化、好氧堆肥 图5-1 国内污泥利用的发展历程

5.污泥厌氧发展历程 ——结论 目前污泥已对社会造成很大的影响，妥善解决污泥问题迫在眉睫，但是现在处理不规范，污泥厌氧发酵、好氧堆肥、填埋、焚烧、弃置都有，单一的处理方式在中国是走不通的，不符合中国国情，复合是最好的选择！ 我们推出最优化污泥处理路线，分别是： 若污泥中重金属不超标采用“厌氧发酵+好氧堆肥” 工艺； 若污泥中重金属超标则采用“厌氧发酵+焚烧”工艺。

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