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城市排水与污水处理

镇江市餐厨废弃物及生活污泥协同处理工程

  一、项目基本情况
  镇江市住建局和镇江市给排水管理处于2014年初推动市区餐厨垃圾与生活污泥处理与处置项目,以解决有机质垃圾围城的问题。结合“十二五”期间,国家发改委、财政部联合印发的《循环经济发展专项资金支持餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市建设实施方案》的引领,本项目作为第四批餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市建设项目,争取到中央财政循环经济发展专项资金的支持。建设目标为将镇江市主城区餐饮垃圾与部分市区生活污水处理厂污泥减量化、稳定化、无害化与资源化。
  项目由镇江水业总公司实施,处理规模为餐饮垃圾120t/d(含水率以85%计)与污水厂污泥120t/d(含水率以80%计),总量240t/d。项目选址于污水处理厂的污泥处理预留用地。项目内容包括1)餐饮垃圾预处理与污泥预处理系统,餐饮垃圾预处理主要内容为分选、打浆与提油,污泥预处理主要为热水解;2)主要处理方式为厌氧消化、脱水与干化。厌氧消化系统采用中温厌氧消化(35℃),餐饮垃圾与污泥的体积比约为1:1,停留时间为25d;脱水系统采用高压压榨脱水;沼渣干化以太阳能干化为主,废热作为辅热。其他配套设施包括运输设施(含GIS管理系统)、变配电间、蒸汽锅炉房、沼气净化、消防、计量与报警设施等。
  项目运行后,物料减量约80%,年平均沼气产量332万m3,其中沼气自用120万m3,沼气提纯燃气外供92万m3。项目的实施为中小城市有机质的处理提供了处理与处置的方向,通过城市有机质的协同处理达到规模效应,通过优势互补实现减量化、稳定化、无害化与资源化的循环经济功能。

  图1 工程现状
  二、技术先进性
  本项目针对生活污泥单独厌氧消化营养不足、产气率低和餐饮垃圾单独厌氧消化过程酸累积、氯离子含量偏高导致系统不稳定的难题,采用了餐饮垃圾与污泥协同厌氧消化,优势互补,同时产生规模效应。处理后产生的沼渣陈化后可以作为城市绿化土改良剂、垃圾填埋场覆土等,也可以作为绿色设施的种植土,沼液浓缩后部分可以作为城市园林绿化的肥料,其他通过预处理后就近进入污水处理厂,沼气预处理后首选自用,其余部分提纯为燃气作为商品出售给市政燃气公司。项目的沼渣、沼液、沼气都可以实现有效利用,整个处理过程近乎零排放,并且能够形成完整的有机质循环链。在餐厨垃圾与污水厂污泥的比例选择上,通过试验选择了1:1的比例进行协同处理,将污泥基质的优势与餐厨基质的优势组合后,可以将优势发挥到最大。
  为了保证污泥中的有机质能有效降解,通过对污泥高温热水解保证污泥中的有机质可以充分释放到液相中,达到减量化的目标。通过厌氧消化,充分提取餐厨垃圾与污水厂污泥中的能量,转换成沼气与燃气,作为优质能源自用或输送到市政燃气系统,实现了有机废弃物资源化的目标。本项目作为污泥深度减量与有机质高效利用技术及示范项目,获得了2015年度上海市科技进步一等奖。
  从土地资源利用的角度,通过餐厨垃圾与污泥的协同处理通过规模效应可以实现节地的目标,餐厨垃圾处理、污泥处理选址对周边环境影响偏大,集中处理有利于节地;从运营管理角度,协同处理比单独处理运行成本低,资源回收率高。

  图2 污泥热水解与厌氧消化设施

  图3 沼气净化与提纯设施
  三、运行成效
  本项目是全国首例从规划、设计、施工到运行完全采用城市有机质协同处理理念的试点项目。餐厨垃圾收集范围为镇江市主城区,生活污泥来源于市区生活污水处理厂。餐厨垃圾运输采用具有浆化功能的收集车,运输进入厂区后可以直接提油,能有效避免臭气逸散。运输系统有GIS系统作为支撑,厂外运输与厂内预处理、物料投配厌氧消化系统均可根据运输情况做动态调整。
  项目实施解决了市区饭店、大型食堂等餐厨垃圾的出路问题,同时处理了镇江市城区50%的生活污泥。运行以来,项目平均年用电量的折算为1316吨标准煤,沼气预处理后年平均自用量折算为889吨标准煤,沼气提纯后平均每年外供燃气折算为1100吨标准煤,实现了能源的回收量多余使用量。从资源化角度,本项目在推进有机废弃物处理和资源化利用方面起到了示范作用。从碳排放角度,通过厌氧消化与土地利用,实现碳排放为负值,-90kgCO2/tDS,对比常规的“深度脱水+填埋”工艺碳排放5010 kgCO2/tDS的排放量,减少碳排放的贡献明显。