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以最大程度资源回收为目标的新加坡污泥处理与处置

  新加坡PUB是新加坡公用事业局的缩写,隶属于新加坡水资源和环境部,是一个副部级国家的水管理机构,所有跟新加坡水有关的业务都在他的管理之下。
 
  我曾经在新加坡PUB污水管理部(司级单位),称之为回用水管理部,担任相当长时间的首席工程师。
 
  今天,主要介绍一下新加坡污泥处理和处置的特征,以能量回收为重点。首先讲一下背景,资源回收的优先顺序、现状、技术参数、路线图。而新加坡现在已经制定了到2025年污水处理规划,并且已经到工艺设计阶段,这阶段哪些技术应用在污泥处置资源回收呢?我也会给大家做一个介绍。
 
  新加坡现有4个污水处理设备厂,总处理量是160万吨。三个红块称之为第二阶段的污水处理设备厂。这两个现有污水处理设备厂在新厂建成以后就要废除了,到2025年新加坡会就有三个污水处理设备厂,总处理量到时候是240万立方米/天。
 
  当我们谈污泥污水回收的时候要介绍一下背景,在新加坡污水处理是分流系统,有机碳是550-650,新加坡华人占人口约75%,饮食习惯和大陆没有区别。但是污水的COD的含量是在正常水平。污水处理量目前是160万吨,污水处理主要是应用脱氮活性污泥工艺,污泥每天约800立方米,20%的含固量。
 
  资源回收的优先顺序:作为一个很小的缺乏天然资源的城市国家,新加坡把资源回收作为放在很重要的地位,像大家知道由于天然的水资源的短缺,水的回收放在第一位,现有的150万吨的污水处理,一半以上的出水用双模技术生产新生水。而到2025年的时候,除初期雨水外,其余的出水做饮用水级的再应用。
 
  第二是能源的回收,能源的回收最终目标是整个厂的运行最后能够达到不需要从外部输入能源。再就是资源节约,作为一城市国家土地的稀有,要求建设占地面积尽可能小。
 
  今天污水处理厂能源回收主要是应用污泥处置厌氧反应器。厌氧反应器主要是由初沉池排放的泥和活性污泥池剩余污泥作为“饲料”输到这个反应器里,而产生的生物气再由发电机转化供应电源。当然,在理论上来说,脱水的污泥可以再产生能源,但目前使用还不普遍。所以从现有的污水处理厂产生能源来看,重要的因素是高效的初沉池和厌氧消化反应器、高效的发电机。
 
  如果抓住这几个环节以后,就可以有相当的电能的回收,即我们称之为能源回收的第一版。目前,在新加坡所有的污泥处置都进行中温的厌氧消化,固体挥发物的去除率是大约40%,达到国际上的公认的水平。
 
  能源的转换,发电机从煤气的能量到电转换电的效率约为25%。污水发电水平是每立方米可以产生0.13kW˙h的电量,这相当于工艺过程用电量的1/3。这个水平相当于欧洲的平均水平。而干燥和脱水后的污泥都是污泥处置焚烧发电。
 
  干化率、污泥体积和能源的需求关系,新加坡最早是脱水达到20%含固率以后就进行的土地的填埋,但是没有多久就填满填埋场了,所以现在进行污泥焚烧系统处置。据我所知,在北欧许多国家焚烧是最后处置方法。当然北京、上海最后怎么样做?我们眼前下结论还为时尚早。简单讲,如果污泥含固率为20%,焚烧以后含固率达90%,这个体积比为1/10。
 
  当新加坡规划提高能源效率时,首先学习国际先进水平在哪里?我们知道世界有一个厂在奥地利的Strass废水厂,在2005年的时候已经达成了能源自给,我们参观该厂,也派了人去仔细学习,也请他们的人到我们这边来做介绍。
 
  整个厂里面碳的流向,你可以看到每一个过程碳的分布,而重要的是有多少碳进入了厌氧消化池,而产生的多少甲烷气。
 
     采用他们的经验,我们在新加坡几个大厂也进行了物料衡算研究,我们要知道碳氮磷在这个厂是怎么的流向的。
03-21