新しい 熱 化学 方法 は,下水 泥 の エネルギー 課題 を 軽減 し ます

廃水処理 施設 で 生み出される 泥 が 消化 さ れ た 後,潜在 的 な エネルギー 源 に なる こと が できる シナリオ を 想像 し て み ましょ う.しかし,現実 は しばしば この 理想 に 欠け て い ます.熱化学加工消化された泥をエネルギーに変換する方法として,エネルギー自給自足を達成する上で大きな課題に直面しています.

研究によると,焼却やピロリシスなどの熱化学処理は エネルギーバランスに問題がある.焼却では,固体消化物の年間エネルギー値は6,391 MWh です.しかし,乾燥スラッド 73%から35%の水分消費 3熱回収 (5936 MWh) にもかかわらず,エネルギー総需要 (6483 MWh) が増加している..

ピロリシスは同様の障壁に直面する.スラッドはまず10%の湿度まで乾燥する必要があります.あるシナリオでは,ピロリシスによって生成される蒸気は凝縮され,合成ガスとバイオ炭はエネルギー回収のために燃やされます.しかし,総熱バランスは負のままです (-4乾燥 (3440 MWh) とピロリシ (496 MWh) が回収熱 (2,746 MWh) を上回る.すべてのピロリシ製品を燃やしても,5,600 MWhしか得られない.それでも1,699 MWhが不足している.

ガス化も困難である.ガス化前に 10% の湿度までスラドを乾燥させるには,自給自足のために 0.3 の等価性比が必要である.合成ガスを燃やしても 負のエネルギーバランスが残ります.

低気圧消化と併用される泥沼の湖は,特に小型浄化施設では低技術ソリューションです.冷たい消化,空気乾燥,重力加厚を組み合わせることで,この湖の大きさは通常 0 です人1人あたり0.5m3で,泥を除去する前に7~15年間使用するように設計されている.深さは3~5メートル,フリーボードは少なくとも1メートルである.

適切な施工には,最大水位より1メートル上下まで広がる3:1の横傾斜と防水面が含まれます.入口の分布は,泥の均等な拡散を保証します.排水堤は流水を処理施設に戻します二重のラグーンでは,一つが満たされ,もう一つが空くことができる.ラグーンから除去された泥は,圧縮層の20%から表面層のわずかわずか1パーセントまで変化し,最終的な処分を必要とします.

現在技術では,特に強化された生物学的リンゴ除去システムでは,無酸素消化器上位物質からストルービットを回収することが一般的です.しかし,競合イオン (Ca2+,NH4+,Na+) は,泥の消化水でK-ストルビットの降水を困難にします.熱力学計算によると,ストルビットと水素酸塩は,高pHレベルでは形成されることがあります.K-ストルビットは,ストルビットの結晶支配性により,消化器で沉着しない..

消化されたスラムは,安定状態では,より弱いコロイド力や不固な構造によって,より流動性と弾性性が低下しています.水,有機物,微生物細胞から構成されています.細胞外ポリマー物質 (EPS)EPSの組成によって,質量移転,表面特性,安定性を含むスランプフローの性質が大きく影響されます.

マイクロ波/過酸化水素 (MW/H2O2) の予備処理により,泥の色と構造が目に見えるほど変化します.MW/H2O2処理で細胞膜が完全に破裂するしかし,有機物質の40%未満が上位物質に移転し,摂氏100°C以下の温度で部分分解を示唆する.

カリム安定化は,Ca (OH) 2またはCaOを用いて少なくとも2時間間,泥のpHを≥12に上昇させ,臭いを軽減しながら,細菌やウイルスを有効に無効にします (寄生虫に対して効果が少ないが).熱処理では,スラムを260°Cで30分間圧縮する.病原体を殺し,脱水性を向上させる.

重要なモニタリングパラメータは以下の通りです.

• pH: 原泥では典型的には中性 (7.0) で,消化された泥ではわずかに高く,酸相の泥では低い.
• 総アルカリ性 (TA):mg-CaCO3/Lとして表され,メタン発酵における弱いアルカリ状態を維持するために重要です.
• 揮発性脂肪酸 (VFA): 高プロピオナート濃度がプロセス不安定性を示す可能性がある中間消化製品.

VFA/TA比 (FOS/TAC) は操作パラメータとして機能するが,唯一の制御メトリックであってはならない.

研究では,アガール,カルシウムアルギナート,ポリアクリラミド (PA),ポリビニルアルコール (PVA) のような不動化材料と粉末活性炭 (PAC) とDEAE樹脂を評価しています.抗生物質は微生物の増殖能力が強いことが示されました超音波カビテーションは,泥の構造を乱すことで脱水を促進します.特にポリエレクトロライトやアルカリなどの化学処理と組み合わせると.