科 技 動(dòng) 態(tài)
第 六 期
青島水務(wù)集團(tuán)有限公司科技中心
Cambi工藝專刊
坎比工藝(Cambi)的核心是污泥(市政和工業(yè)污泥)及有機(jī)廢物在其他處理前(如厭氧消化、焚燒等)的高壓蒸汽預(yù)處理過(guò)程??脖裙に嚭诵牡脑硎窃诟邷?、高壓條件下解體污泥中的膠體,破碎微生物細(xì)胞和水解大分子物質(zhì),從而提高污泥的可生物降解性和脫水性能。
坎比工藝原理
坎比工藝是污泥經(jīng)高壓蒸汽預(yù)處理,溶解污泥中的膠體物質(zhì),破碎細(xì)胞物質(zhì),水解大分子物質(zhì),使污泥性質(zhì)發(fā)生相應(yīng)的變化。
坎比工藝流程
為了降低能耗,提高處理效率,坎比工藝由預(yù)熱均質(zhì)反應(yīng)器、熱水解反應(yīng)器和泄壓閃蒸反應(yīng)器共同完成。經(jīng)坎比工藝處理量后,可以提高污泥的可生物降解性,減少污泥厭氧消化的處理量和消化反應(yīng)器的建造、運(yùn)營(yíng)成本。
預(yù)熱均質(zhì)罐(可蒸汽直接加熱,壓力2-3bar,溫度約100℃):污泥熱水解先經(jīng)一個(gè)預(yù)熱攪拌罐,它的主要作用就是降低污泥的粘度和對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)熱。DS可達(dá)13-17%,而含水率只有87%-83%,污泥基本處于不流化狀態(tài),所以需要將污泥均質(zhì)(看文獻(xiàn)一般是由一個(gè)泵形成循環(huán)來(lái)均質(zhì)),使污泥達(dá)漿化狀態(tài),同時(shí)在后續(xù)處理中的蒸汽在這個(gè)罐子中對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)熱。在這個(gè)預(yù)熱攪拌罐中的反應(yīng)時(shí)間為1.5h后的污泥狀態(tài)為:溫度達(dá)97-100℃左右,污泥成微粒均勻分布。
熱水解反應(yīng)罐(與化工常用的反應(yīng)釜很類似,但可以蒸汽直接加熱,且蒸汽(11bar左右)從底部進(jìn)入):它的作用是進(jìn)行水熱反應(yīng)。條件為:約6bar,165-170℃,停留時(shí)間約半個(gè)小時(shí),然后減壓,將壓力減少到3bar左右,將污泥輸送到閃蒸罐。經(jīng)這個(gè)罐子后的污泥DS達(dá)12%-13%。
泄壓閃蒸罐(1-3bar):作用為1、由于壓力下降導(dǎo)致細(xì)胞破碎;2、部分熱水在閃蒸罐中成為蒸汽,然后循環(huán)利用,從而可以節(jié)能。閃蒸罐的作用是提供部分熱水迅速汽化和氣液分離的空間。壓力:一般為1.5-2bar,溫度:約100℃,停留時(shí)間1.5h。
污泥首先經(jīng)過(guò)離心脫水機(jī)或壓濾機(jī)進(jìn)行脫水到含固率到14%-18%,用泵輸送到預(yù)熱均質(zhì)罐中進(jìn)行混勻預(yù)熱,預(yù)熱后的污泥約為100℃。然后污泥輸送到主反應(yīng)罐中,用熱蒸汽對(duì)反應(yīng)罐中的污泥進(jìn)行加熱加壓,達(dá)到溫度為160-180℃左右,壓力約為6-10bar時(shí)反應(yīng)約30min,經(jīng)熱水解反應(yīng)能夠溶解污泥中的膠體物質(zhì)降低粘度,并且將復(fù)雜的有機(jī)物水解為易于生物降解的簡(jiǎn)單有機(jī)化合物。最后一步為泄壓閃蒸,利用反應(yīng)罐中的壓力和閃蒸罐中的壓力差,將污泥輸送到閃蒸罐中閃蒸,將閃蒸罐中產(chǎn)生的蒸氣回送到攪拌罐中與新污泥混勻加熱,實(shí)現(xiàn)熱回收降低能耗。經(jīng)坎比工藝處理后的污泥經(jīng)熱交換后進(jìn)入消化反應(yīng)器中進(jìn)行厭氧消化。
坎比工藝優(yōu)點(diǎn)
實(shí)現(xiàn)污泥的無(wú)害化、穩(wěn)定化和減量化(脫水后的泥餅占傳統(tǒng)厭氧消化的40%-50%);
提高污泥的脫水性能(脫水后可達(dá)30%-40% DS),厭氧消化性能(50%-65%的有機(jī)物質(zhì)可轉(zhuǎn)化成生物沼氣);
減少所需消化罐的容積(<傳統(tǒng)消化罐容積的1/2),從而降低厭氧消化的建造、運(yùn)營(yíng)成本;
增加沼氣產(chǎn)量,且沼氣質(zhì)量高(產(chǎn)生的沼氣65%-68%的CH4,少H2S),不但能解決自身的能量需求,且獲得質(zhì)量較高的剩余能源物質(zhì);
獲得無(wú)臭味、無(wú)病原菌、含固率高的最終產(chǎn)品;
符合低碳經(jīng)濟(jì)的要求;
坎比工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、布局緊湊,能有效利用現(xiàn)有的污泥處理設(shè)備,并能增強(qiáng)其處理能力、節(jié)省污泥處理的投資,所以既可用于新建污泥處理廠,更適于現(xiàn)存污泥處理工藝的改造。
工程實(shí)例
坎比工藝已在挪威,丹麥,英國(guó),比利時(shí),波蘭,愛(ài)爾蘭,芬蘭,德國(guó),澳大利亞和日本等國(guó)家得到實(shí)際應(yīng)用。
英國(guó) 威爾士 挪威 利勒哈瑪爾
Cardiff 和 Afan 兩個(gè)THP污泥處理中心 The THP Digestion plant
規(guī)模:25000噸DS/年 規(guī)模:3600噸DS/年
澳大利亞 布里斯班 愛(ài)爾蘭 都柏林
Oxley Creek WWTP Ringsend Sewage Treatment Work
THP污泥處理廠反應(yīng)器 THP污泥處理廠反應(yīng)器
規(guī)模:12,900噸DS/年 規(guī)模:36,000噸DS/年
英國(guó) 英國(guó)
Aberdeen Whitlingham
規(guī)模:16,500噸DS/年 規(guī)模:20,000噸DS/年