威立雅先进的污泥处理解决方案及新案例介绍

威立雅水务技术 高级工程师 宫曼丽 博士

下面我们有请威立雅水务技术高级工程师宫曼丽做报告。她的报告题目是威立雅先进的污泥处理解决方案及新案例介绍。

宫曼丽：尊敬的各位领导，嘉宾，以及在座的各位同仁，大家上午好。今天要和大家一同探讨的是威立雅的污泥处理技术，包含基于与消化工艺相关的（热电联产，热水解，协同厌氧消化技术）和污泥焚烧技术以及相关的案例。 

这张图是我们威立雅公司的污泥战略图，其中囊括了所有威立雅的污泥处理技术，大家可以看到，这些技它主要是以消化为中心展开的。这里根据沼气的利用，最终污泥的回用用途以及污泥中N、P元素的回收情况，可以将这些污泥处理技术大致分为三种类型，即能源利用型，产品回用型和原料回收型。 

第一种要和大家分享的基于消化工艺的先进的污泥处理技术是消化和热电联产。威立雅在中国有两个消化和热电联产的案例，目前运行的都不错。第一个业绩是乌鲁木齐河东污水处理厂污泥消化和热电联产工程，该项目的处理规模是40万吨污水/天。污泥消化工程包括两期：一期4座消化池的改造和二期2座消化池的新建。一共6座消化池。配备有3台500kw的沼气发电机，2台500kw的沼气鼓风机。 

这座污水处理厂每天共产生约120吨干泥。实际沼气产量为32400Nm3/d（该厂现阶段未满负荷运行）。产生的沼气约有 40%进行热电联产，20%拖动沼气鼓风机，30%用于沼气锅炉。最终，该厂实现了热能的100%回用，电能自给率65%。

第二个热电联产的业绩是青岛麦岛污水处理厂污泥消化和热电联产工程。这个业绩已经在多次会议上讨论过，该厂的日处理规模为14万吨污水。设有有两座消化池，单座容积12000立方米。日设计进泥量48吨干泥，沼气日产量15000立方米。沼气全部供给4台400kw的国产沼气发电机进行热电联产，发电余热用来给消化池保温。通过热电联产可以实现电能覆盖到全厂用电量接近70%的目标。 

第二种基于消化应运而生的污泥处理技术是污泥热水解技术。它一般是作为消化的一种预处理工艺出现的。热水解就是利用高温高压蒸汽，实现对污泥蒸和煮的过程。在这个过程中，污泥细胞破壁，胞内物质溶出，成为了可以利用的一部分基质。这样一来，沼气产量得到了提高；污泥粘度降低，使得消化池可以接收含固率更高的污泥；对污泥进行高温蒸煮也是一个细菌灭活的过程，因此污泥的卫生学指标也将得到改善；最后，消化后脱水工艺可以实现更高的污泥含固率；减少后续处理或处置的设备或污泥体积。 

热水解工艺的运行参数是运行温度165度，停留时间30-45分钟，运行压力7巴，用11巴压力的饱和蒸气对污泥进行加热，进泥浓度在16%DS以上。经过多年的研究和工程经验反馈，目前威立雅的热水解工艺分为间歇式和连续式两种。

间歇式的工艺包含预热罐，反应罐，缓冲罐，污泥和新鲜蒸汽混合用的动态混合器组成。污泥在预热罐中完成预热过程，热源来自于缓冲罐产生的废热蒸汽；在反应罐中依次完成注泥、反应和卸泥的过程；污泥在缓冲罐中临时储存，并释放废热蒸汽。

连续式污泥热水解工艺可以处理含固率大于25%的污泥。污泥和蒸汽在蒸汽混合器中混合，再进入到管式反应器中反应。在反应器中保持污泥的停留时间大于30分钟。接下来经过两级换热，回收热量，提高系统热效率。高温热用来产蒸汽，共热水解自身利用；低温蒸汽可以用来给其他消化池保温或者建筑加热。

图示是威立雅在英国Esholt污水处理厂的间歇式热水解工艺现场照片。该热水解工艺的污泥日处理量为82.5吨干泥。采用6座热水解反应器，单座容积23立方米。 

这是我公司在法国里尔马凯特污水处理厂采用的连续式热水解的现场照片。这个项目的日处理能力是60吨干泥。热水解采用12米长的管式反应器，外壳包有保温层。这座污水处理厂环河而建，威立雅为其进行了水厂处理工艺的升级改造，采用了紧凑型工艺，增设了三级处理工艺。泥区主要采用热水解+消化+干化的处理工艺。

第三种和消化相关的工艺是联合厌氧消化，Biomet®。这个工艺与普通协同厌氧消化相比，前面增加了水解段。这样做的目的是可以促进挥发性脂肪酸的产生，给产甲烷菌提供更多的可利用的底物，从而使得产甲烷的反应向正方向进行。

这是威立雅在南布达佩斯污水厂的联合厌氧消化的业绩。增加联合厌氧消化之后，沼气产量提高了4倍，热电联产产电提高的3倍，能源自给率达到80%。

跟消化相关的技术，都会有沼气产生。因此，威立雅也开发了基于膜工艺的沼气提纯技术。采用中空纤维膜，利用二氧化碳和甲烷在膜中不同的透过速度，实现甲烷的分离和提纯。 

第二类在这里想和大家分享的污泥处理技术是污泥焚烧。威立雅的污泥焚烧技术主体工艺采用的是鼓泡式流化床焚烧炉。它是由风室、拱顶、砂床、燃烧室、炉顶和烟道组成。污泥在炉内燃烧，遵循“3T”规则，烟气经过换热和烟气处理工段，最后处理后的洁净烟气达到欧盟2000标准排放。由于焚烧炉是用耐火砖砌筑而成，内部没有移动部件，所以运行稳定，维护费用低。

污泥焚烧后烟气进入的下一设备是烟气换热器。换热器实现两个功能：第一个功能是给流化空气预热；另一个功能是回收烟气中的热量，提高系统的热效率。若焚烧之前有干化工艺存在，那么这部分回收的热量可以转换成饱和蒸汽，供给干化机使用。

经过换热之后的烟气，它的温度已经降低到200度左右，可以进入烟气处理工段。目前，烟气处理的主流工艺是干法处理工艺。即在线投加碳酸氢钠和粉末活性炭，去除污染物质，反应产物被后续的布袋除尘器截留。 

编辑：洪翩翩