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1、本质智能干化技术实现污泥燃料化原料化利用 中节能汇融数据科技(北京)有限公司 二零二三年 本质环境 本质环境二 污泥利用的技术比选一 本质环境简介三 污泥燃料化原料化利用 含水率80%污泥在不加热不加药剂情况下,采用电化学破壁+智能压干到40%(可进一步深度烘干到含水率10-30%),可以实现燃料化原料化利用,如掺烧、建材生产、热解炭化、直接焚烧等多种方式。单位简介单位简介中国节能全称:中国节能环保集团有限公司 本质环境以节能减排、环境保护为主业的中央企业;中国节能已拥有下属企业700余家,上市公司7家,业务分布在国内各省市及境外约110个国家和地区;形成了“3+3+1”的产业格局(专注节能与
2、清洁供能、生态环保、生命健康三大主业,加快发展绿色建筑、绿色新材料、绿色工程服务三大业务,铸强战略支持能力),是我国节能环保领域规模大、专业全、业务覆盖面广、综合实力强的旗舰企业;中国碳减排和碳中和的先锋;中节能汇融全称:中节能汇融数据科技(北京)有限公司 汇融作为中节能体系中唯一数据板块,中节能智能环保板块的最后一块拼图;环境领域典型的互联网+技术的公司 践行信息+物质+能量的本质环境新思维 以数据为驱动,推动环境治理技术的本质化数字化智能化 以低成本高效率的真正解决本质问题为特色,重点服务于无废城市、乡村振兴和功能农业 有能力与合作伙伴合作共建数据+技术的现代化本质环境产业,促进地方高质量
3、发展。汇聚众长、融合创新、数字赋能 本质环境 本质环境:2017年萌芽、2020年正式提出彻底解决环保难题的需求强烈传统技术已经不适应生态文明建设的需要。所有事情都有人在做,但是没有真正做到位。人与自然生命共同体的中国方案,需要有新的理念与技术支撑。现有传统技术的提升越来越难。背景:“蓝天、碧水、净土”三大保卫战任重道远(中央文件的描述)这是一个伟大的时代,所有事都值得重新做一遍,但是要用新思维、新方案、新模式。总的来说,为客户解决环境难题,以环境治理促进产业升级和高质量绿色发展,最终实现环境、社会、经济效益高度统一。本质环境三重价值第一层次:是保障环境容量和碳排放容量,满足考核要求、降低治理
4、成本、实现废物利用,实现环境与经济的双赢。第二层次:是将无废城市和乡村振兴从消耗型财政补贴项目转变为负碳型绿色建材和涉农产业,有望作为上市平台。第三层次:是将人与自然生命共同体和生态文明建设等理念具象化,树立文化自信的新时代高质量发展典范。本质环境 物质、能量、信息的本质的新思维、新技术、新方案、新模式、新实践;研究手段:注重微观的物质与能量变化关系(物质不灭与能量守恒);实现手段:注重多学科多行业工程实用技能的融合(组合+集成创新);本质技术:利用为主治理为辅,真正解决问题并且效果与成本最优。本质环境:开放融合,集聚众长二 污泥利用的技术比选一 本质环境简介三 污泥燃料化原料化利用方案 本质
5、环境1、污泥干化的传统技术 以市政污泥为例,截止到2020年,我国市政污泥总量每年已超过5000万吨,无害化处置率约67%。污泥干化是指经过污水处理系统压滤后的污泥,在满足资源化利用过程中,其含水率高,不能满足利用条件而必须采取的继续深度脱水的工艺。在污水厂或污水站常规的压滤机均不能满足直接资源化利用的要求。污泥干化主要有80%直接烘干工艺、先压干到60%再烘干工艺。直接烘干工艺:从80%开始直接烘干,热源主要考虑现场条件,包括天然气、煤、生物质、蒸汽和烟气余热等,一般可以干化到30-40%,主要有以下不利因素:一是尾气的处理难度,有臭味等二次污染和粉尘隐患;二是占地面积大,投资大,包括取热、
6、换热、尾气等;三是需要热源,运行成本高,一般在350-420元/吨泥。优势是自动化程度高,可以实现现场无人值守。先压再烘工艺:第一步加入药剂和生石灰等从80%含水率降低到60%,然后再烘干至30-40%,热源同上,主要有以下不利因素:一是增加了药剂成本,并对后续利用产生了负面影响;二是尾气的处理难度,有臭味等二次污染和粉尘隐患;三是项目占地面积较大,投资较大,设备设施较多;四是需要热源,运行成本高,一般在300元以上/吨泥。本质环境堆肥工艺简单,投资少,门槛低。但是造成环境的二次污染严重,且受规模限制,一般难以承担大规模污泥的处置任务。污泥具有一定的热值,通过发酵产沼气可用于产蒸汽或发电,一般
7、适合大规模污泥处理,投资大,占地大,成本高,产业链长,目前应用逐渐减少。含水率10%干污泥具有2500左右大卡的热值,相当于电煤的一半,因此,在电厂水泥厂作为辅助燃料,具有较高的利用价值。但是如果不干化,则消耗能量较多,经济性差。污泥经过干化,可作为原料生产建材产品,一般用来与建筑渣土混合生产陶粒或制砖,消纳能力强,成本低,越来越得到重视。2、污泥的主要利用方向 关键环节是脱水干化,这是污泥处置过程中难度最大、成本最高的环节。本质环境提供了一项成本最低的本质技术(物质能量信息)。堆肥产沼气电厂水泥厂协同做建材 本质环境3.1、智能干化技术组成3、本质环境:智能干化技术简介 技术组成 电化学破壁
8、:物理压干前的预处理,采用电化学手段实现微生物细胞破壁;智能压干单元:含水率从80%以上压榨到40%以下(相当于脱除83%的水,减重67%),能满足一般水泥厂电厂建材协同等资源化要求;以上合称智能压干技术。循环烘干(可选):深度干化单元,以极少的热量从含水率40%干化到30-10%或更低,满足更高资源化需求。智能压干技术工艺流程(以最典型的市政污泥为例)本质环境湿污泥储存罐或者中转罐电化学破壁程序进料至压榨笼智能压干榨后提升转移数控出料技术优势l 占地少,100-120吨/天约400平米l 纯物理去水,不改变污泥成分,无增量l 进泥含水率70-90%,其他指标不限l 脱水率高,压滤后的水份40
9、%。l 智能化设备,易操作l 能耗低、直接运行成本低l 过程安全环保,无二次污染l 可与深度干燥设备紧密衔接 本质环境经济效益:相比传统技术节约60-90%热量,节能效益显著,同时减少运输成本。环境效益:压干后,从污染物变成可资源化利用的原料,不占用土地和产生污染。智能压干后40%干泥的特点:1、致密片状,有强度,摇晃不断2、低气味(20cm闻不到)3、容易晒干、烘干、阴干4、泡水后不变形案例现场照片 本质环境3.2、本质环境:循环烘干工艺(深度干化)深度干化工艺:因为干泥片的独特性能,多种方式均可实现40%到10-30%的深度干化。其中一种环保节能的紧凑型污泥干化机,利用干燥热空气为干燥介质
10、循环使用,采取非接触方式,将污泥深度烘干。热源:蒸汽、天然气(液化气)或生物质。本质环境 1)低能耗:从40%含水率干燥到10%以下,相当于每吨80%污泥中通过烘干仅需脱除111kg水分,其 中667kg的水是压榨去除的。烘干的水分只占总脱水量的14.29%,因此,综合能耗低。2)臭气处理:整个流程为空气循环的全封闭形式,烘干臭气中蒸发的水汽经过冷凝回收,循环中外逸的臭气进入臭气处理系统或者直接作为助燃风。餐厨厨余垃圾、果蔬垃圾压干后含水率30%直接焚烧、炭化、或者其他利用。畜禽粪污压干后含水率30%直接焚烧、炭化、或者其他利用。工业污泥(包括危废污泥)压干后含水率30%燃料化原料化利用。污泥
11、、淤泥首先污泥压干到含水率40%,淤泥压干到含水率30%。进一步烘干至10-30%。2134智能干化技术适用范围 可为客户提供延伸服务:1、有机固废的燃料化原料化利用(包括高效无氧热解炭化、掺烧、自持燃烧等)。2、无机固废的原料化利用(包括陶粒等建材化利用)。本质环境 本质环境二 污泥利用的技术比选一 本质环境简介三 污泥燃料化原料化利用方案污水厂内建设 采用电化学破壁+智能压干到含水率40%,或电化学破壁+智能压干+深度烘干到含水率30%出厂处置;新建集中处置 采用电化学破壁+智能压干+深度烘干到含水率10%,作为辅助燃料对外销售给电厂,可产生效益。水泥或电厂内建设采用电化学破壁+智能压干到
12、含水率40%即可,或电化学破壁+智能压干+深度烘干到含水率10-30%,作为辅助燃料厂内协同;其他方式按照客户的条件单独设计,满足客户对污泥干化和资源化利用的需求。包括协同制陶粒再绿色建材项目等。本质环境1、污泥干化及资源化利用方案(本质智能干化技术在市政污泥工业污泥的应用)客户可根据地方污泥资源及实际情况选择建设模式、干化指标以及资源化途径,重点客户:污水处理厂、污泥处置中心、水泥厂、电厂热电厂。本质环境方案一:污水厂内建设(以某300t/d项目为例)序号项目单位参数备注1污泥处理量t/d300污泥含水率80%计,公称300吨/天,全年365天,全年10.95万吨。实际按330天运行,每天实
13、际处理332吨。2占地1008干化车间厂房占地,具体按设计3设备配置3.1智能压干成套设备套3单套100-120t/d,含水率80%降至40%3.2配套设备套1污泥中间罐、污泥输送设备、环保设备、电器设备和仪表等4干泥量t/d100全年3.65万吨5能源动力5.1装机功率Kw460实际运行功率276kw,占比60%5.2新鲜水吨/天20全年按365天,7300吨6劳动定员人3624小时作业制7项目建设周期月88生产成本干泥暂按照200元/吨处置费,实际越低,效益越好8.1经营成本万元/年1548.84不含折旧、财务费用;以含水率80%计8.2单位经营成本元/吨泥141.45 污水厂带滤机或者叠
14、螺机提供80%含水率污泥,经智能压干到含水率40%,污泥减量66.7%,然后送热电厂或水泥厂掺烧掺用。如果地方干泥价值高,并且有热源条件和场地条件,可延伸深度干化。可按技改项目污厂内建设,占地小,节省污水处理站、变电所、公共办公区域、消防站、汽车衡等投资,节省污泥外运成本。受污水厂内场地、污水厂规模、热源条件等限制,处置规模受限。可根据用户需要向上游延伸,直接从99%的泥浆做到80%,然后智能压干到40%,成本增加25-35元/吨(80%含水率计)。本质环境方案二:征地建设(以某300t/d项目为例)序号项目单位参数备注1污泥处理量t/d300污泥含水率80%计,公称300吨/天,全年365天
15、,全年10.95万吨。实际按330天运行,每天实际处理332吨。2占地4000干化车间厂房占地,具体按设计3设备配置3.1智能压干成套设备套3单套100-120t/d,含水率80%降至40%3.2配套设备套1烘干设备、污泥中间罐、污泥输送设备、环保设备、电器设备和仪表等4干泥量t/d67全年2.43万吨5能源动力5.1装机功率Kw5405.2新鲜水吨/天20全年按365天,7300吨6劳动定员人4224小时作业制7项目建设周期月88生产成本10%含水率的干泥有收益,暂按150元/吨测算,全年364.64万元,冲抵成本8.1经营成本万元/年1468.54不含折旧、财务费用;以含水率80%计8.2
16、单位经营成本元/吨泥134.11 外运80%含水率污泥,经智能压干到含水率40%,然后深度烘干到含水率10%以下,污泥减量77.8%,然后送热电厂或水泥厂掺烧掺用,干泥有150-250元/吨的收益。按新建项目审批,征地,污水处理站、变电所、公共办公区域、门卫、厂区排水、消防站、汽车衡等均配套齐全。可建设大规模污泥处置中心,承担更大区域的污泥处置,总体效益好。深度烘干能耗低,从40%到10%,脱水量111kg(80%含水率计),烘干成本一般在30-60元/吨。热源可采用蒸汽、生物质、天然气,根据地方实际条件和环保要求。根据烘干热源不同,配置相应的尾气处理装置。本质环境方案三:水泥厂内或电厂内建设
17、(以某300t/d项目为例)序号项目单位参数备注1污泥处理量t/d300污泥含水率80%计,公称300吨/天,全年365天,全年10.95万吨。实际按330天运行,每天实际处理332吨。2占地1334干化车间厂房占地,具体按设计3设备配置3.1智能压干成套设备套3单套100-120t/d,含水率80%降至40%3.2配套设备套1污泥中间罐、污泥输送设备、环保设备、电器设备和仪表等4干泥量t/d100全年3.65万吨5能源动力5.1装机功率Kw4605.2新鲜水吨/天20全年按365天,7300吨6劳动定员人3624小时作业制7项目建设周期月88生产成本处理到40%含水率直接掺用的方式测算,40
18、%含水率污泥价值按0测算。8.1经营成本万元/年1188.25不含折旧、财务费用;以含水率80%计8.2单位经营成本元/吨泥108.52 外运80%含水率污泥,经智能压干到含水率40%,直接用于水泥掺用和煤电掺烧,或根据水泥厂电厂需要可利用厂内余热进行深度烘干后使用。按新建项目审批,无需征地,污水处理站、变电所、公共办公区域、门卫、消防站、汽车衡等均可充分利用水泥厂或电厂现有资源,节省投资。可根据场地建设大规模污泥处置中心,承担更大区域的污泥处置,总体效益好。深度烘干能耗低,从40%到10%,脱水量111kg(80%含水率计),烘干成本一般在30-60元/吨。热源可采用蒸汽或余热烟气。废渣 污
19、水处理臭气处理臭气量小而且程度轻。除臭技术先进,效果好,能耗低、占地小、操作简单,满足恶臭污染物排放标准(GB14554-93)标准的有关要求。污水厂内可直接返回进水口处理。其他场景需要进行生化等处理,达到一级A排放标准;或达到周边污水厂的纳管标准。环保治理无 本质环境2、环境保护1、诸多高含水固废采用智能压干技术,将水分去除后作为各种原料或者低值燃料。2、无机成分作为陶粒生产的原料。3、有机成分作为燃料或者经热解得到生物炭和热能。4、以陶粒为中间产品,再进一步生产轻质高强砌块、装配式建材、ECP高强建材等。3、智能干化技术在本质环境无废城市建设方案中的应用 本质环境轻质高强砌块和榫卯结构的装
20、配式建材轻质陶粒:执行GB/T 17431.1-2010标准。陶粒一般3-30mm大小,密度300-900kg/m,多孔结构。具有密度小、强度高,保温、隔热;耐火性优异,吸水率低,收缩率低,抗冻性能和耐久性能好,抗震性好,隔音,抗碱侵蚀等优异性能,广泛应用在新型建材、水环境生态治理、园林等多个领域,其中建材领域占比95%以上。轻质高强砌块:执行GB T36534-2018标准 以陶粒为骨料,以水泥、粉煤灰等为填充剂,密度约900kg/m,具有高强、防水、轻质、保温、隔音、防火、抗震、耐碱等特点,广泛应用于外墙材料(免粉刷)、内墙等。本质环境 本质环境 采用高压真空挤出工艺 采用低碳节能养护工艺
21、 采用连续式生产工艺,自动化程度高 原料可利用陶粒及石膏、钢渣等工业固废真空挤出成型法(真空挤出成型法(ECP)高强建材)高强建材1、市政产品应用 包括路面板、透水板、盲道板、路缘石、路平石、隔离带等 广泛用于市政的道路、公共设施墙体、小区公园、停车场等等。本质环境2、装配式建筑高强墙板 包括建筑用内隔墙和外幕墙。具有轻质、高强、隔声、抗震、耐火、防水、免抹灰、吊挂力强、使用寿命长等明显优势。本质环境3、高速公路隔声屏障 具有刚度好,耐候性强,寿命强的特点,可大量应用于高速公路、高铁沿路及市政道路的隔声屏障。4、其它:隔离墩、立体道路隔离带、排水沟等中节能汇融数据科技(北京)有限公司 首席专家:徐俊伟 微 信:xu1840本质环境,汇聚众长,融合创新,数字赋能!本质环境