污泥高温厌氧消化和沼气净化
普拉克环保系统（北京）有限公司
Läckeby Water Group in Numbers
Lackeby 洛克比水务集团普拉克公司
• PURAC, Member of Lackeby Water AB Group, from 1935
普拉克环保系统（北京）有限公司是瑞典洛克比集团在中国的全
资子公司（成立于1935年）
• 80+ Countries, 4000+ Contracts
业务遍布全球80多个国家，完成了超过5000多个合同
• Beijing Office from 1995
北京代表处成立于：1995年
• WOFE China in Beijing from 1998
普拉克中国公司成立于1998年。
PURAC offers…
普拉克提供如下服务：
 Municipal drinking water and waste water treatment
市政污水及饮用水处理
 Industrial process water and waste water treatment
工业工艺水及污水处理
 Organic waster treatment and biogas plants
有机垃圾厌氧发酵生产沼气
 Biogas Upgrading
沼气提纯
普拉克中国公司业绩图
Purac’s reference plants in China
市政供水厂（14个）
Water treatment plants(14)
Waste water and sludge treatment plants (26) 市政污水污泥处理厂（26个）
Industrial waste water treatment plants (36)
Biogas projects(6)
工业废水处理厂（36个）
有机垃圾处理及沼气生产厂（6个）
GaoBeiDian WWTP 北京高碑店污水处理厂
Capacity 处理能力 100×104 m3/d
Shangdong Huatai Paper Mill WWTP Biogas
山东华泰纸业高浓度废水沼气利用
• Capacity 处理量：
60,000 ton/d (吨/天)
• Digester Volume 厌氧罐体积：29,000m3×2
• Biogas沼气产量：
74,384 m3/d (立方米/天)
（相当于54吨标准煤,eq 54t coal）
普拉克中国沼气利用项目业绩表
运行中的沼气项目
•
北京高碑店二期500,000m3/d污水厂的污泥中温消化沼气利用（1999年）
•
山东曲阜40,000m3/d污水处理厂污泥的中温消化沼气利用（2000年）
•
山东兖州40,000m3/d污水处理厂污泥的中温消化沼气利用（2000年）
•
广东梅山马利酵母污水厌氧沼气利用（2001年）
•
哈尔滨马利酵母废水厌氧沼气利用（2001年）
•
华泰纸业高浓度造纸废水60,000m3/d厌氧沼气利用（2005年）
•
河北马利酵母废水厌氧沼气利用（2005年）
•
河南银鸽纸业15,000m3/d废水厌氧沼气利用（2007年）
•
河南白云纸业48,000m3/d废水厌氧沼气利用（2008年）
•
青岛胶南600吨/天生活垃圾沼气发电项目（2008年）
•
重庆市500吨/天餐厨垃圾沼气发电项目（2009年）
•
曹妃甸生态城家庭垃圾（黑水）沼气利用示范项目（2009年）
中标项目或在建 的沼气项目:
•
昆明市200吨/天餐厨垃圾沼气发电项目（2010年）
•
海南海口市500吨/天混合垃圾车用燃气项目（2010年）
内容
• 污泥厌氧高温消化
• DEAMON脱氮工艺
• 沼气利用
污泥厌氧消化
• 可以产生甲烷，回收能量
• 包括中温消化(35oC)，高温消化(55oC)
厌氧高温消化
Thermophilic Anaerobic Digestion
• 污泥分解速度快，产气速度高
Quick speed reaction
• 所需消化时间短，消化池容积小
Short retention time, small tank
• 改善污泥脱水性能
Easy to be dewatered after digestion
• 杀灭寄生虫卵和致病菌
Hygiene sludge, kill pathogens
厌氧高温消化
Thermophilic Anaerobic Digestion
• 能量消耗大，热量损失大
Consumption of heat and energy
• 搅拌效率影响
Need of effective mixing
• 池型选择 (卵型，圆柱形)
Selection of tank shape (cylindrical or egg-shaped)
Malaysia Sludge Digestion process flow
马来西亚污泥消化工艺流程
Biogas flare
Biogas boiler
Biogas Engine
沼气锅炉
沼气发电机
沼气火炬
Biogas pretreatment 沼气预
处理
WAS
剩余活
性污泥
Biogas holder
H2S removal
沼气储柜
沼气脱硫
Sludge thickening
Digester
Sludge dewatering
Sludge Silo
污泥浓缩
厌氧消化
污泥脱水
污泥料仓
Gravity Belt Thickener (GBT)
带式浓缩机
•
Sludge move along the belt
•
污泥随带移动
•
Water drains through the fabric belt
•
水从带空隙沥出
•
Sludge is furrowed by plow blades
•
污泥由犁分流
•
Spill free & covered for odor removal
•
防溅加盖除臭
•
Bigger capacity –wider belt
•
更大处理能力-带宽
Rotary Drum Thickener (RDT)
转鼓浓缩
• Rotating cylindrical screen
• 旋转圆柱形转鼓
• Water drain from screenmesh plate
• 水从转鼓空隙沥出
• Bigger capacity –bigger
drum size
• 转鼓增大处理能力提高
Design Parameters
设计参数
• Retention time 20days 停留时间 20天
• VS conversion rate 40% 有机物降解率40%
• 4 digesters, flexible in operation 4座消化罐
• Bypass possibility 可以超越运行
消化器搅拌器
Digester Agitator
• Top Mounted顶部固定
• Motor & Gear box outside电机减速
机外置
• 2-3 blades layers 2-3层搅拌桨叶
• Water sealing for gastight 水封保持
密闭
• Special curved blade ensure even
linear speed 专利设计的桨叶形状
Mixer Advantages
搅拌优势
 Low energy consumption低能耗
 High reliability in operation高稳定性
 Controlled mixing velocity throughout
the whole volume 控制均匀混合
 Almost no spare parts cost 无备件
机械搅拌器 Mechanical Mixing
Water inlet
500 mm
Water column
water sealing
加入
0,40
0,20
8.20
8.40
9.00
9.20
9.40
10.00
10.20
10.40
11.00
11.20
11.40
12.00
12.20
12.40
13.00
13.20
13.40
14.00
14.20
14.40
15.00
15.20
15.40
16.00
16.20
16.40
17.00
mg Li/l
氯化锂测试 Lithium Chloride Test
2,00
理论值 1.65 mg/l
1,80
1,60
1,40
1,20
1,00
0,80
0,60
0,00
time
消化罐搅拌器 Digester Agitator
• 专为消化罐设计的污泥搅拌器
Designed for Anaerobic Digestion Tank
• 低能耗、高效率
Low energy consumption, High efficiency
• 有效搅拌，不会形成污泥沉降的死角。
Efficient homogeneous mixing, no dead
zones
Heating of Digester 厌氧罐加热
• Heating on Circulation flow
• 罐外循环加热
• Pump through Sludge/Water
Heat exchanger
• 循环液体通过泥/水热交换器
• Heating loop outside of
digester, easy for maintenance
• 循环加热系统可以隔离罐，容
易进行检修维护
Sludge/Sludge heat exchanger
泥/泥热交换器
35℃
8℃
55℃
35℃
35℃
8℃
28℃
8℃
Sludge/water Heat Exchanger
泥/水热交换器
• Flanged turn chambers and inlet chamber
– Ease of maintenance and inspection
– 法兰连接的回流腔结构，容易维护
工艺优势 Process benefits
•增强消化池的效果
Enhances efficiency of digestion and hygenisation
•平衡污泥的温度曲线
Equalizes the sludge’s temperature profile
•维护更容易并避免了法兰过多带来的麻烦
Makes maintenance easier and eliminates problems
with multiple flanges
•减少水头损失
Reduces pressure loss
•堵塞的风险最低
Minimizes risk of clogging
•没有污泥污染的风险
Eliminates risk of sludge contamination
•能量节省回收
Energy saving and recovery
Gässlösa WWTP Borås
泥/水，泥/泥热交换器
Sludge/Water，Sludge/Sludge Heat Exchanger
•
•
•
•
•
专为污泥介质设计
Unique design specially for sludge
热传导能力强，交换面积大
Large throughput area
使用专利技术的回流腔结构，热转移效率高，
且不易堵塞。
Patented turning chamber High heat
transfer
安装体积小，设计紧凑，仅需极少维护。
Compact unit that is easy to install
Simple inspection and maintenance
可灵活应用的封闭循环回路
Closed water circuit between two
separate heat exchangers
内容
• 污泥厌氧高温消化
• DEAMON脱氮工艺
• 沼气利用
DEAMON脱氮工艺
进水
预处理设施
FeSO4
COD
BOD
SS
总氮
总磷
300 mg/L
150 mg/L
150 mg/L
30 mg/L
4 mg/L
吸附曝气池
沼气发电
初次沉淀池
厌氧高温消化池
磷的化学沉淀
生物硝化反硝化池
二次沉淀池
DEAMON
超声消解装置
污泥处理工艺
回用水处理
出水
污泥脱水
COD
BOD
SS
总氮
总磷
<60 mg/L
<20 mg/L
<20 mg/L
<15 mg/L
<0.5mg/L
外运
微生物氮转化途径
Possible Microbial N-conversions
NO3
O
2
NO2
CO
D
CO
D
N2
O
2
NH4
硝化 / 反硝化脱氮
亚硝化 / 反亚硝化脱氮
DEAMON 脱氮 （亚硝化+厌氧氨氧化）
斯德哥尔摩Himmerfjärden污水厂
DEAMON 脱氮工艺
DEAMON Nitrogen Removal
•
•
•
•
需氧量仅为硝化-反硝化过程的35%，节省能耗
Oxygen demand is only 35% of the nitrificaiton / dinitrification
process，energy saving process
脱氮效率可达80%
Nitrogen removal efficiency could reach 80%
无需有机碳源
No carbon source needed
在脱氮过程中与硝化-反硝化相比只产生25%的剩余污泥
25% Sludge production of the Nitrification / Denitrification process
内容
• 污泥厌氧高温消化
• DEAMON脱氮工艺
• 沼气利用
Harbin Mauri Yeast Wastewater Treatment Plant
哈尔滨马利酵母污水处理厂
热能
污泥干化
沼气利用
热电联供
车用燃料
Steam Boiler
蒸汽锅炉
Drying of sludge and heat recovery
污泥干化和热量回收
挪威奥斯陆
Bekkelaget污水厂
污泥干化
热能
沼气利用
污泥干化
热电联供
车用燃料
Gas Engine of Gaobeidian WWTP
沼气电机，高碑店污水处理厂
热能
沼气利用
污泥干化
热电联供
车用燃料
沼气发电机效率
Efficiency of Gas Engine
沼气发电机 Gas Engine
• 电能供污水处理厂使用
Electrical energy could be used by the plant
• 热能用于加热高温消化污泥，DEAMON池
Heat could be recovered for heating DEAMON process
• 热能也可用于供暖
Thermal recovery as heating source
Contents of raw gas
沼气成分
• Methane, CH4
60-70%
• Carbondioxide, CO2
30-40 %
热能
• Water, H2O
saturated
• Hydrosulphide, H2S
30-100 ppm
• Traces of oxygen, nitrogen etc.
沼气利用
污泥干化
热电联供
车用燃料
Gas upgrading – CAPure System
H2S
adsorption
CO2
adsorption
CO2
stripping
Activated Chemical
Heat
carbon
filters
exchanger with steam
heating
Heat recovery
adsorption
in
liquid
Stripping
Gas
drying
Odourisation High pressure Fuel gas
compression filling
and storage
station
Benefits with CAPure-technology
CAPure 工艺的优势
• No methane loss to atmosphere 无甲烷排放
• Upgrading at low pressure 低压净化
• Less need for electrical power 电耗低
• Excess heat can be used for heating of
digester or houses 产生余热可用于加热
• Prooven technology in the field of natural gas
成熟的天然气净化技术
Biogas Upgrading Plant in Boras， Sweden
沼气提纯为车用燃料——天然气
CAPure沼气提纯
提纯沼气加气站
CAPure 沼气提纯技术应用业绩
• Borås沼气厂
自2002年开始运行
450Nm3/h
• Gothenburg沼气厂
自2006年开始运行
1600Nm3/h
• Kalmar沼气厂
自2008年开始运行
200Nm3/h
• Falkenberg沼气厂
自2009年1月开始运行
750Nm3/h
• Stockholm沼气厂
自2009年4月开始运行
750Nm3/h
• Stavanger 沼气厂
自2009年8月开始运行 500Nm3/h
• Oslo 新合同
自2009年12月开始运行 750Nm3/h
• Karlstad新合同
自2010年3月开始运行
• Körnnern Sud 新合同
启动中 3400Nm3/h
200Nm3/h
案例介绍 Bekkelaget
• 污泥高温厌氧消化
• 脱水污泥干化
• 干化回收热能用于加热消化污泥
• 干化热源为消化产生沼气
Sludge treatment processes 污泥处理工艺
•
Primary sludge, thickened in sludge hoppers
•
初沉池在重力浓缩池浓缩
•
Biological sludge thickened in centrifuges to ~ 5%DS
•
剩余活性污泥由离心浓缩机浓缩至含固率5%
•
Thermophilic digestion, 55℃
•
高温厌氧消化 55℃
•
Dewatering in centrifuges, ~30-35% DS
•
离心脱水机脱水至含固率30-35%
•
Sludge dried to 90% DS
•
污泥干化至干固率90% （含水率10%）
Sludge dewatering and drying
污泥脱水和干化
Example Sludge Energy Balance
Sludge to digester
Sludge degradation
Gas production
1 000 kg DS/h; DS 3.6%; 28 m3/h
52 %
350 m3/h
Dewatered sludge
Sludge to dryer
Evaporation
Energy demand
720 kg DS/h; DS 31 %
2 300 kg wet sludge/h
1 515 kg H2O/h
1 200 kW; 200 Nm3 gas/h
Heat recovery
Sludge heating demand
Additional heat from gas burner
Excess gas
830 kW
1 150 kW
320 kW; 55 Nm3 gas/h
95 Nm3 gas/h
干化污泥
The end