西安交通大学科技成果——城市污泥热水解技术及其系统集成.pdfVIP

西安交通大学科技成果——城市污泥热水解技术及

其系统集成

项目简介

城市污泥是城镇污水处理过程中的副产物。一方面，城市污泥产

量大、含水率高、水分难以脱除、无害化率低，直接排放对环境有害，

但是其热值高，可以资源化利用。另一方面，城市污泥的减量化要求

高，污泥的传统处理方式，如填埋、堆肥和焚烧都对污泥含水率有较

高要求。

污泥进一步的脱水可以采用热干化方法，但是传统热干化方法费

用高，急需一种经济的方法代替传统热干化法。

污泥热水解技术可以进一步高效经济地降低污泥的含水率，该技

术是基于细胞破壁原理，可以低能耗、高效率地实现污泥脱水干化。

技术创新性和技术领先性

城市污泥热水解技术流程见图1，该技术方案具有如下特点：

（1）均质浆化单元：均质单元具有储存、稀释和浆化污泥这几

种作用，独特的均质器设计以及稀释水与闪蒸蒸汽混合方式使污泥进

入泵之前先得以快速均质，方便后续输运。

（2）水热单元：水热单元中污泥升温升压，发生水热反应，反

应器可以为间歇式或连续式（包括辐流式或塔式），独特的反应器结

构和搅拌装置使得蒸汽利用效率高，反应快速彻底，反应后固体和液

体能够有效分离。

（3）闪蒸单元：闪蒸单元主要起到卸压和降温的作用，同时产

生的闪蒸蒸汽通入均质浆化单元中进行回收利用。

图1城市污泥热水解技术流程

（4）换热器：独特的换热器结构可以有效地防堵，闪蒸污泥通

过换热后温度降低，方便后续脱水。

（5）脱水单元：脱水单元采用高效的压滤技术可使热水解后污

泥含水率降低到30%左右。

（6）经济性：投资运行费用远低于干化焚烧技术（干化焚烧投

资：25-50万元/吨含水率80%污泥，干化焚烧运行费用：225-490元/

吨含水率80%污泥）。

经过该技术处理后，污泥的形态和粘度有明显的变化，见图2。

a.城市污泥原样b.均质浆化后c.热水解后

图2城市污泥热水解前后效果图

a.热水解后低速离心（3000r/min）b.热水解后高效压滤

图3含水率与热水解温度的关系

污泥热水解后细胞破壁，水更容易与污泥颗粒分离，经过简单低

速离心（3000r/min），在反应温度达到170℃以上就能使低速离心后

含水率达到50%以下，若热水解后经过后续高效压滤环节，在反应温

度达到170℃以上，含水率可以降低到30%以下。

市场及效益分析

（1）市场容量巨大：“十二五”期间我国污泥处理和处置设施投

资将达347亿元，2015年全国城市污泥无害化处理率要求达到50%

以上（目前不到1/4），则城市污泥热水解设备需求市场在1000个以

上。

（2）经济性优异：投资运行费用低于干化焚烧技术，特别是运

行费用远低于相关补贴，经济性良好。

（3）社会效益良好：城市污泥热水解技术处理过程中系统密闭，

无臭气产生，污泥减量化效果明显。

日处理100t含水率80%的城市污泥热水解设备，每套设备投资

额为1300万，总投资额为1800万元，总运行费用为131元/吨，相

应政府补贴为150-400元/吨，污水厂补贴为0-100元/吨，总补贴为

180-400元/吨。

技术成熟度原理样机

合作方式合作开发