污泥碳化处理技术介绍与展望》中节能博实 湖北 环境工程技术 公司罗

50t/d*1
大阪市平野下水 处理厂
150t/d*1
横滨南部污泥中 心
150t/d*1
9
流化床碳 化炉
爱知县衣浦东部流 域
100t/d*1
10
荒川右岸終末处理 厂
100t/d*2
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2012年 2013年 2014年
在建 2014年
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技术进展
近年来，中节能博实碳化技术进展：
国内第一个商业化运营污泥碳化项目（鄂州污泥碳化项目）投入 运行；
取得碳化技术相关发明专利1项，实用新型专利11项，另有1项发 明专利正在受理；
参与《城市污水处理厂污泥处理处置项目建设标准》编制，污泥 碳化技术列入国家标准；
参与国家十二五水专项——城市污水处理厂污泥处理处置技术装 备产业化》（课题编号： 2013ZX07315-002 ），承担子课题。
基础研究工作：（与华中科大煤燃烧国家重 点实验室合作）
城市污水处理厂污泥调查：成分、热值、VOC等 污泥干燥、燃烧过程研究：干燥过程中水分析出、 挥发份析出规律等 污泥干燥传热过程研究 污泥干燥过程中颗粒、粉尘形成研究 污泥干燥过程安全性研究 污泥碳化技术和碳化产品安全性研究
污泥及其碳化产品浸出毒性及典型痕量元素赋存形 态研究
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公司拥有的污泥碳ຫໍສະໝຸດ Baidu技术专利
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国家污泥处理处置建设标准
根据住房和城乡建设部《2009年工程项目建设标准和项目评 价方法与参数编制项目计划》（建标函【2009】320号），并受 国家发展与改革委员会委托，国家投资项目评审中心承担《城市 污水处理厂污泥处理处置项目建设标准》的编制工作，其中热干 化部分由协编单位中国市政工程中南设计研究总院组织编写。
处理量 起始日期 主要利用途径
4
干化碳化装 置一体+外 热回转窑
K社（兵库县高 砂市）
36t/d
2000年
内筒干燥造
K社
5 粒+外筒碳
化
K社
4.8t/d 1998年 4.32t/d 2003年
调湿材 土壤改良材料
内热回转窑、 6 碳化物返混 安田净化中心
（小规模）
4.8t/d
2003年
吸水性陶管
7 外热回转窑 须走净化中心 13.44t/d 2003年
碳化污泥
干馏气体 碳化产品
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污泥碳化技术特点
減少污泥体积和重量明显， 特别适应于中国污泥热值低、 无机物含量高的特点
在污泥干化过程中有效地 利用了干馏气体的燃烧热， 节约能源
工艺过程包含了稳定去除 可能存在的二噁英的技术 措施；温室气体排放少
技术应用 适用性
污泥碳化物有着包括土壤 改良在内的多种用途，重 金属能被很好固化
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日本碳化技术发展
日本为什么选择碳化技术？
污泥焚烧存在二噁英污染隐患； 温室气体减排需求； 污泥处理处置的资源化利用。
上世纪60 年代以前
• 自然干化 • 填埋
60年代
• 厌氧消化 • 脱水 • 垃圾场填埋
70年代
• 肥料
80年代
• 焚烧
90年代
• 碳化
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2008年12月，中节能博实（湖北）环境工程技 术有限公司与日本巴工业株式会社签订了《技术 转让协议》。
2009年6月，完成技术转移过程及人员培训。
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技术研发
准备工作：
污泥处置技术现状调查 污泥处置现状调查 技术线路确定 各子项工作计划 武汉市污泥特征特性调查
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碳化反应示意图
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污泥碳化示意图：
100%
水分 （80%）
水分蒸发
可燃分 灰分
脱水污泥
水分 可燃分
灰分
干燥污泥
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水分蒸发 灰分
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国家十二五水专项
外热回转间接式污泥碳化集成技术—工艺流程
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3
汤逊湖污泥碳化项目
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・ 吸着力
→ 脱臭材料，脱色剂
・ 下水用途中的再利用 → 可以作为脱水助剂使用
・ 多孔质
→ 土壌改良材料（通气性，保水性）
・ P，Ca，Mg，K 成分 → 可以作为肥料使用
・ 黑色
→ 可以作为融雪剂使用
・ 热量
→ 可以作为燃料使用
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控制室 气化间 瓶组间
主车间
污泥泵间
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?350
尾气处理部分
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汤逊湖污泥碳化示范工程照片
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日本污泥碳化处理现状
NO 技术特点
项目
处理量 起始日期 主要利用途径
鹤岗市净化中心 4.8t/d 2002年
1
螺旋碳化
炉
双叶地方广域市
町圈组合
20t/d
2003年
2
造粒干燥 +碳化
静冈县富士市 西部净化中心
3.24t/d
2000年
东部净化中心 4.8t/d 2000年
3
节约用地：装置布置紧 凑，占地省
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在建设投资、运行费用和处 理产物的综合利用等方面， 与污泥焚烧工艺相比具备明 显的竞争优势
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碳化产品的用途
・ 化学性安定
→ 能够长期保存,使用安全
・ 无臭
→ 可以再利用
课题中博实公司的研究任务是“外热回转间接式污泥碳化集成技术 与装备及产业化”，主要研究适应国内集中、大规模处置的污泥碳化设 备，实现污泥碳化设备国产化和产业化。
2013年11月20日，我公司与上海城市污染控制工程研究中心有限公 司签署了 “外热回转间接式碳化集成技术与装备及产业化”的子任务合 同书。
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工艺流程图
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工程占地面积约350㎡（其中室内面积230㎡、室外面积120㎡），电机总 功率为82kw。总投资约750万元人民币。
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Going Green, Investing Green
污泥碳化技术
中节能博实（湖北）环境工程技术有限公司 聚合点滴 创生无限 Going Green, Investing Green 2015年11月
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1
污泥碳化技术
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日本碳化物处置途径：土地利用、建材利用、燃料化。
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污泥碳化原理
• 在无氧或缺氧状态下，污泥受热后，首先 污泥中的水份蒸发。接着污泥中含有碳、 氢、氧以及氮元素等有机成份被干馏、热 分解，甲烷、乙烷以及乙烯等低分子物质， 或像焦油和油类等高分子物质均被挥发了。 由于水分的蒸发和分解气体的挥发，在表 面和内部形成了众多的小孔。在进一步的 升温后，有机成分持续减少，碳化慢慢地 进行，最终形成富含固定碳素的碳化产品。
电厂燃料 电厂燃料 电厂燃料 电厂燃料 电厂燃料 电厂燃料
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韩国污泥碳化处理项目
NO
项目
处理量 运行时间
主要利用途径
1
金海市
100t/d*1 2008年
2
保宁市
20t/d*1
2009年
电厂燃料
土壤改良
3
天安市
75t/d*2
2011年
制钢用保温材
4
宜宁市
15t/d*1
2011年
经国家投资项目评审中心考察，中节能博实公司作为该标准的 参编单位承担了标准“第3章 热干化主体工程和设备”中“污泥碳 化工艺”和“第4.5节 臭气处理”的编写工作。
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国家十二五水专项
针对我国城市污泥处理处置技术装备滞后，产业化水平低、国际竞 争力差等现状，以上海城市污染控制工程研究中心有限公司为课题责任 单位，中节能博实公司等15家参与单位共同向住房城乡建设部水专项办 申报了《水体污染控制与治理科技重大专项——城市污水处理厂污泥处 理处置技术装备产业化》（课题编号： 2013ZX07315-002 ）。
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汤逊湖污泥碳化示范工程照片
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项目概况
建设地点：武汉市汤逊湖污水处理厂 项目业主：中节能博实 资金来源：湖北省环保专项资金+企业自筹 核心技术：连续高速污泥碳化工艺 处理规模：10吨（80%脱水污泥）/天 占地面积：350m2 工程造价：750万人民币 项目设计：中节能博实 主要设备：中国制造
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设备及系统的研究：
小试装置的设计和建立 系统设计方法的建立 碳化产品应用研究（与武汉大学、武汉 市蔬菜学科研究所合作） 日本碳化产品按中国标准检测（与湖北 省环科院合作）
中试及工程示范项目—汤逊湖项目
装置的建立和中试研究 设计数据系统和设计方法完善 示范项目设计、建设、运行工作
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碳化活化 一体
云出川左岸 净化中心
4.8t/d 1999年
西部水质 管理中心
4.32t/d 2003年
共同研究/肥料 覆土、
土壤改良材料
DXN’s 吸附材料
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日本污泥碳化处理现状
NO 技术特点
项目
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2
博实连续高速污泥碳化 技术引进和研发
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技术引进-与巴工业签订《碳化技术转让协议》
日本巴工业株式会社是日本最早研发污泥碳化 技术的公司之一，也是第一个工业化污泥碳化装 置的提供商，该公司研发的连续高速污泥碳化技 术污泥处置技术已成为一种运行稳定、可靠的污 泥处置技术，成为了污泥处置的最佳解决方案之 一。
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日本碳化技术发展
日本下水道协会从九十年度开始组织相关企业开展污泥碳化技术研究 ，经过近20年来实际运行，日本下水道协会得出以下结论：
碳化技术处置市政污泥比焚烧和熔融技术更有优势； 排放的尾气量较少； 碳化生成物具有和木炭相似的特性，具有广泛有效的利用途径； 未来在日本污泥碳化将成为污泥焚烧的一个重要的替代技术。
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工程时间进度
2009年9月：项目立项。 2010年5月：完成工程设计，同时开始施工建设。 2010年10月：完成安装施工，开始调试运行。 2010年12月：完成调试运行工作。 2011年9月：完成湖北省环保厅组织的项目验收。 2011年12月：完成武汉市科技局组织的科技成果鉴定。
融雪剂
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日本污泥碳化处理现状
NO 技术特点
项目
处理量 运行时间 主要利用途径
东京都东部污泥 100t/d*3 2008年
广岛市西部水资 源再生中心
50t/d*2
8
回转窑炭 化炉+燃
料化
熊本市南部浄化 处理厂