生物质废弃物水热改性新工艺
admin
2022-09-17
生物质废弃物水热改性新工艺
技术编号
SC-017
提供单位
四川深蓝环保科技有限公司
技术大类
资源能源利用技术
联系人
荀锐
技术类型
全生命周期资源节约和循环利用技术
电话
13810090229
邮箱
xunruihb@126.com
适用范围
适用于餐厨垃圾、市政污泥等生物质固体废物
推荐单位
中国环境保护产业协会
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技术简要说明水热改性的原理就是把生物质污泥在一定压力下加热到175~180℃,30分钟或更长的时间,从而使细胞破裂,有机质从固态大量转移到液态。物质废物经水热改性处理后的残余固体的脱水性得到显著改善,通过现有的机械脱水手段就可以将其含水率降低到40%以下,重量减少达80%左右。改性后厌氧消化周期缩短,效率大大提升。通过本技术,可以使生物质废物得到有效处理及资源化。主要技术特点是吨蒸汽消耗量≤0.17 吨。
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Technical Brief Description
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技术提供方四川深蓝环保科技有限公司
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技术主要指标信息本系统关键设备包括:均质反应器,浆化反应器,水热反应器,闪蒸反应器,蒸汽发生器等。系统吨蒸汽消耗量≤0.17。
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商业应用情况“生物质废弃物水热改性”综合处理技术已成功应用于北京、山东、广东、江苏、贵州、云南等国内20余个大、中、小型餐厨、污泥处理工程,无害化处理规模超过2000吨生物质/天(污泥以含水率80%计,餐厨垃圾以实际进料计),产生的高品位生物质沼气超过4000万m3/年,可替代天然气2400万m3/年。
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资以500吨生物质水热改性+厌氧处理示范工程为例,投资费用如下: 总投资:25000万元; 设备投资:18000万元;基础设施建设费用2000万元; 环保投资1200万元; 主体技术设备使用寿命为15年。
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年运行维护费用以500吨生物质水热改性+厌氧处理示范工程为例,运行维护费用约180元/吨,费用明细如下: 一、年度直接生产费用 主要包括:人工费(处理+收运)120人*80000元=960万元;水费:61951吨*10元/吨=61.95万元;药剂 :200万元;小计:1221.95 万元 二、固定资产折旧费1300.00 万元包括:设备费18000万元按15年计折旧:1200.00万元,以及房屋等建筑物2000万元按20年折旧:100.00 万元; 三、其它费用 维修费用 :450.00万元 销售费用:71.83 万元 管理费用:240.00万元 小计 761.83 万元 总费用合计:3283.78 万元 折合吨物料总运行费用:180元/吨 备注:固定资产折旧,按平均年限法计算,房屋及建筑物按20年计,设备按15年计。其它费用中维修费按设备投资的2.5%计提,销售费用按销售收入的1%计提,管理费用按一般按工资福利的25%计提。
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投资回收期假设污泥、餐厨垃圾的平均收费水平为300元/吨,单位处理成本按180元/吨,典型案例处理规模500t/d,项目总投资25000万元。则静态投资回收期为:250000000÷(300-180)÷500÷365=11.42年
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附加效益1)水热改性-厌氧消化的技术附加效益: 传统污泥厌氧消化的固体浓度为 2%~5%,我国污泥的有机质转化率仅 30%~40%,处理周期为 25~35天;采用水热改性技术后,极大提高了系统效率,进泥含固率可提升至10%,液相厌氧系统的传质效率高,污泥有机质转化率超过60%,消化周期缩短到15~20天,可极大减少设施的占地面积和基建成本,另一方面提高了系统的热量循环利用效率,降低处理成本。 (2)水热改性-脱水干化的技术附加效益: 污泥减量化效果在实现相同的干化目标的前提下,水热污泥的干基比率与原泥相比减少20%,最终泥饼产率为291kg/t污泥,显著低于化学调理+深度脱水工艺和热干化工艺,减量化效果最好。同时污泥中的各种寄生虫和病原体在水热处理过程中都被高温灭活,脱水泥饼无卫生风险,更便于低成本、灵活的处理处置; 同时在处理能耗方面,水热+深度脱水的蒸汽消耗为170kg/t原泥,约为热干化的1/4;电耗为15~25kWh/t原泥,约为热干化的1/2~1/3);
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综合效益(1)采用本技术(水热改性)进行综合脱水干化处理后,可将处理后的泥饼含水率降低至40%以下,直接实现污泥等生物质废物减容率达到75%以上,大大降低了后续处置难度和处置成本,且其低位热值可达8000kJ/kg 以上。此工艺不需要外加污泥调理剂(如石灰、铁系絮凝剂),既能降低能源消耗,又可将其加工制成生物质燃料,实现资源化利用。 (2)采用水热改性+厌氧消化技术能够极大地削减城市环境污染负荷,消除城市公共安全隐患,取得良好的环境效益。同时,厌氧消化技术所产生的清洁燃气可以替代石化天然气,成为城市清洁能源的重要补充来源,减少石化能源带来的大气污染,采用水热改性后可以提高产气效率,最大化生物质废物的资源化利用价值。以100吨/日的项目处理规模计算:每年最大可实现固体废物减量超过25000吨;产生高品位生物沼气200万m³/年,可替代天然气120万m³/年,并显著降低温室气体CH4 的排放量,按二氧化碳当量计,每年可减排2万吨CO2当量。 (3)采用该技术不仅可以有效解决高含水、易腐败生物质废物的无害化处理和资源化利用,还有利于提高其他垃圾处理设施的效率,控制二次污染。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/22
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技术成熟度目前国际、国内污泥、餐厨等有机生物质废物处理处置主流工艺主要有好氧堆肥工艺、热水解+厌氧消化工艺、水热脱水工艺和干化焚烧工艺等。从污泥“四化”处理效果、碳排放水平、投资、运行成本等要素综合分析,热水解(水热改性)作为污泥厌氧消化和脱水前处理较其他工艺具有显著优势,工艺具有处理效果好、减容效果明显、无害化程度高,运行成本低等优点,从根本上改变了污泥脱水困难、消化性能不稳定等问题,同时也符合我国污泥处理处置的技术发展方向,是目前国际和国内污泥处理处置的主流工艺之一。因此,目前北京(全城区)、深圳、广州、江苏、淄博、遵义、铜仁等国内大中城市均采用该工艺对污泥进行处理处置,在国际上,目前欧洲,美国,日本等发达国家也有广泛应用,如挪威Cambi公司THP工艺和法国Veolia公司的Biothelys工艺。 本申报技术与国外同类技术相比具有的显著特征是,在用于生物质污泥处理时其针对国内污水厂剩余污泥中泥沙含量高的特点,在水热改性和厌氧消化之前增加了旋流除砂环节,利用水热改性后物料。目前,水热改性技术在国内已经有了数十个示范工程。其中,深蓝环保已经建设了总处理能力达到2000t/d的二十多项
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技术适用性与使用条件本技术适用于10~1000吨/日大中小不同规模的高含水率、高有机物的餐厨垃圾、市政污泥、厨余垃圾、粪便、过期食品垃圾、病死畜禽等城市生物质固体废物的处理处置及资源化利用,或低能耗减量化。该技术不受地域、规模、环境等因素限制,同时系统自动化程度高,操作便捷,设备装置具有可移植和可复制性,适用范围广。
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技术稳定性1)运行因素 当系统运行过程中遇到进料量少于设计值情况时,可以根据实际进料情况进行调节,选择低负荷连续运行或者满负荷间歇运行模式,节约系统能耗,且保持稳定运行。整个系统操作灵活性高,运营管理便捷高效。 当遇到物料浓度波动时,本系统中配套有回流稀释装置,用于应对原料浓度的波动。当来料浓度很高时,会导致蒸汽吸收效率大幅下降,系统会根据搅拌器的扭力传感器数值,确定是否对原料进行稀释。 2)环境因素 本系统中的设备、管道均采取合理的保温、防冻措施,因此,可以有效降低环境温度的波动,对系统的正常运行产生干扰。本技术采用密闭压力容器对污泥加热,因此,即使在高海拔地区,也不会因为大气压的降低,导致无法升温至设计反应温度。 3)除以上因素外,系统整体抗干扰能力强,运行稳定,可适用于不同的国家和地区的各类目标处理物料。主体技术设备使用寿命为15年。
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技术安全性1)技术设备的安全性:水热反应器有三级压力保护,实现多重自动泄压保护。 2)无可燃气爆炸风险:密闭的液相环境中,不存在可燃气体的爆炸风险。 3)无臭气二次污染的风险:全密闭系统,产生少量不凝工艺气,引入后续处理利用系统。 4)水热脱水滤液的二次风险控制:水热脱水滤液碳氮比高达40以上,是优质碳源,不产生二次污染。 5)水热厌氧沼渣的二次风险控制:水热过程已实现高温灭菌及稳定化,可实现100%无害化
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让本技术属于自主研发技术,深蓝单独拥有该技术的多项知识产权,其中已授权发明专利3项、实用新型专利11项,软件著作权1项。