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5 技术优势
本技术基本的工艺流程如图5所示,与传统污泥厌氧消化相比,基于等电点预处理的新型污泥厌氧消化技术具有以下几点优势:
回收污泥中无机碳和硫化物,降低其在厌氧消化过程中的逸散性排放
从污泥中去除并回收多价态金属(包括重金属)
显著提高甲烷产率,与传统污泥厌氧消化相比,平均提高约120.9%
显著提高甲烷在沼气中的比例,比例最大可达80%以上
显著缩短污泥厌氧消化的反应周期,固体停留时间(SRT)最短可缩短至5天,是传统污泥厌氧消化反应周期的1/4
显著降低污泥厌氧消化后残渣中的重金属含量,减少约50%以上
图5 基于等电点预处理的新型污水厂污泥厌氧消化技术流程图
6 技术应用前景
基于等电点预处理的新型污泥厌氧消化技术操作方法简单易行,化学试剂用量低(以污泥pI=2.8为例,酸用量为80 mL 浓盐酸(37%)/kg TS,碱用量为13 g NaOH/ kg TS),涉及的设备均为日常所见,在回收无机碳、硫化物、多价态金属等资源物质的同时高效回收生物质能(CH4),并附带减小消化污泥中重金属污染,有利于污泥末端处理处置。
为准确评估本技术的应用前景,以上海某污水处理厂每年处理74460 t TS污泥为例进行计算。由于一次性投入的基建费、设备运行费和人员投入费等会因不同地区或不同污水处理厂现状的不同而存在较大差异,因此,在本次计算中暂不考虑。计算条件与结果如表1所示。与传统污泥厌氧消化技术相比,本技术年经济效益将增加约162%,并且,将减少约2.63 × 107 kg CO2/年的碳排放量(其中,能量源碳排放将减少约2.59 × 107 kg CO2/年,逸散性碳排放将减少4.26 × 105 kg CO2/年),具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
表1 新型和传统污泥厌氧消化的基本评估分析
同济大学环境科学与工程学院戴晓虎教授团队
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