另辟蹊径 — 微生物蛋白质提取方式的污泥处理及资源化利用技术

1. 另辟蹊径—微生物蛋白质提取方式的污泥处理及资源化利用技术另辟蹊径—微生物蛋白质提取方式的污泥处理及资源化利用技术 天津市裕川置业集团有限公司 崔 静 博士

2. 主要内容 1、裕川集团简介 2、技术原理、工艺及特点 3、污泥资源化产品的应用 4、技术应用模式及社会、环境效益 5、总结

3. 1、裕川集团简介 • 天津市裕川置业集团有限公司 • 成立于1997年，天津民营百强企业之一。主要经营三大类业务，旗下共10个子公司。集团自成立以来始终坚持走科学发展、可持续发展的道路，把环保节能的经济增长模式作为企业长期的战略目标。集团公司总注册资金2亿多元。大专以上学历员工占员工总数70%以上。 • 公司业务：房地产开发、新型建材制品制造、新型环保技术和装备的研发、制造 • 注重科技创新 • 每年销售收入的5%以上用于新技术、新产品、新设备的研发 • 与天津大学、天津工业大学、天津城建学院、东北建筑设计研究院及公安部天津消防研究所等多家科研院所建立合作关系。

4. 1、裕川集团简介 • 科研经验（已完成） • 混凝土多孔砖住宅体系课题研究（天津2003年） 天津市科技进步三等奖 • 旧有住宅建筑节能综合改造技术研究（天津2005年） • 旧有建筑节能综合改造技术推广示范工程（天津2007年） • 利用建筑垃圾生产新型墙材的技术开发及产业化项目（天津2007年） 天津市技术革新一等奖、国家技术革新二等奖 • 国家863计划：“固体建筑废弃材料再生混凝土资源化综合利用关键技术研究与应用”中的“再生骨料及再生混凝土建筑砌块生产工艺研究与示范”项目 获29万元资金支持

5. 1、裕川集团简介 • 天津市塘沽区2008年科技项目 ：“污泥综合处理循环利用示范工程及产业化推广”项目 获100万资金支持 • 科研经验（进行中） • 天津市建交委科技项目：“建筑垃圾综合利用研究”项目 与天津工业大学、天津城建学院共同承担 • 天津市发改委2009年循环经济项目：包含裕川建材技术和污泥处理技术的“固体废弃物资源化及余热利用”项目 • 国家发改委2009年资源节约和环境保护项目：“固体废弃物资源化及余热利用”项目 获1000万元资金支持

6. 1、裕川集团简介 • 科研成果 • 参编规范标准 • 《国家混凝土多孔砖建筑技术标准》 • 《天津市混凝土多孔砖建筑技术规程》 • 《国家建筑再生骨料企业产品标准》 • 《天津市建筑用再生骨料企业产品标准》 • 发明专利: 4项 • 一种微生物蛋白质的制备方法 200710150331.3 • 一种活性污泥的绿色处理工艺 200710150330.9 • 一种微生物蛋白泡沫灭火剂及其制备方法 200910245145.7 • 一种污泥水解提取微生物蛋白质系统及提取方法 200910245146.1

7. 1、裕川集团简介 • 实用新型专利: 16项 • 一种均分装置 201020043250.0 • 一种储料仓 201020043247.9 • 一种干混砂浆生产线 201020043208.9 • 一种干混砂浆生产设备用搅拌机 201020043209.3 • 一种干混砂浆生产设备用筛分机 201020043210.6 • 一种溜管衬板 201020043249.8 • 一种湿砂溜管 201020043246.4 • 一种管囊阀模具 201020043248.3

8. 1、裕川集团简介 实用新型专利: 16项 变频式粉碎机 ZL2008 20075954.9 一种建筑垃圾综合处理利用系统 ZL 200720099637.6 一种筛分除尘设备 201020146547X 一种井壁砌块 2010201053639 污泥水解提取微生物蛋白质系统 200920252082.3 一种挤压分离机 201020043260.4 一种研磨分离机 201020043259.1 一种离心式筛分机 2010291510330

9. 1、裕川集团介绍 裕川集团环境业务 天津市裕川环境科技有限公司—-项目开发建设 天津市裕川微生物制品有限公司—项目运行 天津市裕川环保制品有限公司—设备生产安装 天津市裕川建筑垃圾再生利用公司 集团研发部—技术支持

10. 主要内容 1、裕川集团简介 2、技术原理、工艺及特点 3、污泥资源化产品的应用 4、技术应用模式及社会、环境效益 5、总结

11. 2、技术原理、工艺及特点 • 研发背景—污水污泥处置现状及问题点 • 污泥产生量：全国年湿污泥（80%含水率）发生量约3000万吨，每年8%-10%速率递增； • 处理处置方式：直接脱水后的土地填埋（占63%）、污泥发酵和堆肥农用（占14%），以及焚烧和综合利用等； • 问题点：脱水污泥因含水率高、热值低，在填埋、堆肥和焚烧处置上受到制约；二次污染问题严重。 污泥处理及资源化的出路？

12. 2、技术原理、工艺及特点 • 研发背景—目的、团队 • 目的 • 污泥无害化处理处置技术； • 污泥高附加值资源化产品技术； • 产业化示范工程及成套设备的设计、开发。 • 研发团队 • 裕川集团：董事总经理刘成林率领的17人的研发团队 （包括博士3人、硕士6人） • 外部支持：外聘教授2人 • 研发历时和费用：2006年开始、历经5年，投资超过1000万

13. 2、技术原理、工艺及特点 • 技术原理 • 以城镇污水厂和工业废水处理设施产生的活性污泥为处理对象，通过理化作用对污泥微生物进行细胞破壁，释放其中的水分和蛋白质，固液分离得到含蛋白液体和固体残渣。 • 含蛋白液体根据需要浓缩成不同蛋白含量的发泡剂产品、蛋白液体肥等。 • 固体残渣含水率低于50%、有机质降解50%以上、病原菌失活，满足污泥稳定化处理的各项指标要求，可干燥处理后作为绿化土、建筑材料直接利用或加工成有机肥。

14. 2、技术原理、工艺及特点 微生物蛋白利用技术 泡沫灭火剂 • 工艺流程 蛋白溶液 泡沫混凝土 其他产品 水解 分离 污水污泥 水解液 建筑材料 固体残渣 绿化土 核心技术 有机肥 残渣利用技术

15. 2、技术原理、工艺及特点 • 技术的产业化示范工程 • 设计能力：30吨污泥/日、年处理量1万吨 • 运行：2010年3月开始运行 • 处理能力：30吨污泥/日 （年1万吨） • 生产设备：裕川自主研发设计的“CSPM技术成套设备”（已完成50吨/日、100吨/日的工艺及设备设计） • 设备生产能力： • 微生物蛋白溶液（30%）：800吨/年 • 污泥残渣（48%含水率）：4000 吨/年 验证了工程规模上的经济可行性和技术可靠性！

16. 主要内容 1、裕川集团简介 2、技术原理、工艺及特点 3、污泥资源化产品的应用 4、技术应用模式及社会、环境效益 5、总结

17. 3、污泥资源化产品的应用 • 污泥微生物蛋白——特点 • 发泡剂：良好的发泡性、稳定性 • 可再生：来源于污泥（植物蛋白提取消耗植物资源） • 环境友好性： • 避免了动物蛋白提取时的恶臭问题 （动物蛋白来源于动物毛皮和蹄角粒） • 可生物降解性 绿色发泡剂！广泛的市场应用前景！

18. 污泥微生物蛋白发泡剂和其它发泡剂的性能比较污泥微生物蛋白发泡剂和其它发泡剂的性能比较 3、污泥资源化产品的应用

19. 3、污泥资源化产品的应用 • 污泥微生物蛋白的应用——蛋白泡沫灭火剂 • 委托公安部天津消防研究所研发污泥蛋白来源的蛋白泡沫灭火剂； • 环境友好：可100%生物降解，避免二次污染； • 产品达到国家泡沫灭火剂技术标准GB15308-2006最高（最优）灭火级别ⅢB的要求 • 根据国家标准GB15308—2006《泡沫灭火剂》中要求蛋白泡沫灭火剂灭火时间≤5min，25%抗烧时间≥5min

20. 3、污泥资源化产品的应用 图2 施加蛋白泡沫1分钟时 图1 预燃1分钟时 图3 施加蛋白泡沫2分钟时 图4 施加蛋白泡沫3分15秒时 图5 抗烧试验开始 图6 27分30秒时到达25％抗烧时间 微生物蛋白泡沫灭火剂的灭火试验过程组图

21. 3、污泥资源化产品的应用 • 污泥微生物蛋白的应用——泡沫混凝土 • 裕川使用微生物蛋白成功开发了泡沫混凝土砌块； • 良好的保温性、阻燃性和耐久性：泡沫混凝土气孔大小均匀，封闭独立，确保了良好的保温、隔音、阻燃效果（阻燃和耐久性能优于聚苯板）。 • 技术指标：干密度300kg/m3导热系数达到0.065W/m·K； 泡沫混凝土试块 泡沫混凝土气泡结构

22. 污泥微生物蛋白的应用——泡沫混凝土 泡沫混凝土砌块和轻集料砌块做建筑填充材料时的经济性比较 3、污泥资源化产品的应用 注：1栋总建筑面积10000平方米的10层框架结构办公楼分别采用泡沫混凝土砌块和轻集料砌块做填充材料。

23. 处理残渣的应用——特点 性状稳定：含水率低于50%、有机物降解达40%以上、病原菌和寄生虫等在水解过程中分解失活，各项指标满足污泥稳定化处理的指标要求。 营养元素丰富：氮（N）、磷（P）、钾（K)高于农家肥，还因含有残留的小分子多肽、氨基酸和腐植酸等。试验证明：处理残渣所含营养物质利于作物吸收，具有明显促进作物生长的作用。 安全无害：制定原泥纳入标准，从源头控制残渣的重金属及其他有害物质含量；并根据重金属等有害物质的含量对污泥残渣进行分类应用，最大限度减少对环境社会的影响。 3、污泥资源化产品的应用

24. 3、污泥资源化产品的应用 • 处理残渣的应用——肥效比较 污泥残渣有机份与牛厩肥、鸡粪的对照表

25. 3、污泥资源化产品的应用 • 处理残渣的应用——肥效比较 污泥处理残渣和一般绿化土的肥效对比试验 一般绿化土对照组 污泥残渣 试验组

26. 3、污泥资源化产品的应用 • 处理残渣的应用——有害物质 污泥残渣重金属含量和相关标准的对照表

27. 3、污泥资源化产品的应用 • 处理残渣应用——病原菌、寄生虫等 污泥处理前后微生物形态比较 污泥处理残渣（含水率45%） 活性污泥（99%含水率）

28. 主要内容 1、裕川集团简介 2、技术原理、工艺及特点 3、污泥资源化产品的应用 4、技术应用模式及社会、环境效益 5、总结

29. 4、技术应用模式及社会、环境效益 • 应用模式：包含的三个流程可因地制宜选择组合 2）蛋白提取 裕川污泥处理及资源化利用技术的应用模式 浓缩 含蛋白溶液（液体肥料） 蛋白液产品 （发泡剂等） 1）污泥处理 污泥 水解 分离 污泥残渣 （绿化土） 有机肥、复合肥 造粒 3）有机肥制造

30. 4、技术应用模式及社会、环境效益 • 与污泥堆肥、干化及焚烧处理方式的比较 • 处理周期短（3-4小时）、占地省、节约土地资源 • 30吨/日污泥处理设备/300-2000m2 （堆肥的5-20%） • 100吨/日污泥处理设备/700-5000m2 （堆肥的5-17%） • 投资成本低：20万元/吨能力 （堆肥 20-50万元/吨、焚烧 50-100万元/吨） • 运行成本低：污泥无害化处理（不考虑资源化）接近堆肥、 　远低于焚烧 （堆肥100-150元/吨、焚烧２00-300元／吨） • 资源化产品具有高附加值：污泥蛋白液产品（>3800元/吨）、有机肥（>600元/吨）

31. 4、技术应用模式及社会、环境效益 • 环境效益

32. 4、技术应用模式及社会、环境效益 • 创新点 • 污泥中蛋白回收率达50%以上，蛋白液产品浓度达到30%以上； • 污泥残渣含水量降到50%以下，可直接用作绿化土、建材填充料或加工成有机肥； • 完成了相关成套设备的设计、制造，开发了新型加压水解反应釜，实现了液固反应流动场和温度场的均一性。 • 通过系统开发和技术集成，实现了工程化应用。 • 特点：处理时间短、占地省、投资和运行成本低、应用模式灵活 • 意义： • 污泥无害化处理新技术； • 高附加值资源化产品—微生物蛋白等的获取新途径。

33. 4、技术应用模式—裕川循环经济产业园 • 项目概要（建设中）：以滨海新区新建的相邻的污水处理厂和热电厂为依托，综合裕川集团的建材制造技术和微生物蛋白提取方式的污泥处理和资源化技术，构建包含建材、干粉、污泥3个子项目的裕川循环经济产业园。 • 园区占地约16万平米，紧邻在建的电厂和污水处理厂，目前正在建设施工期； • 污泥子项目：对污水污泥（300吨污泥/日处理量）进行处理的同时，进行蛋白提取，提取的蛋白可作为发泡剂在临近的建材厂使用生产泡沫混凝土；污泥残渣可作为建材填充料、绿化土或加工成有机肥等进行利用； • 建材子项目：利用热电厂的脱硫石膏、粉煤灰以及炉渣等固体废物制造建材； • 污泥和建材项目充分利用了热电厂的余热。

34. 4、技术应用模式—裕川循环经济产业园 建筑材料制造 再生骨料 绿色建材 掺混比70% 建筑垃圾回收 建筑废弃物 粉煤灰、炉渣液态渣 电厂 余 热 建筑再生骨料 蛋白产品 掺混比达40% 余热 粉煤灰 脱硫石膏 干粉砂浆制造 污泥处理及资源化 污水处理厂 残渣（绿化土、有机肥） 污泥 裕川固体废物资源化技术应用实例

35. 5、总结 • 微生物蛋白提取方式的污泥处理及资源化技术—是以活性污泥水解为核心，包含污泥处理和污泥微生物蛋白提取、及固体残渣利用的综合技术，被评为具有国际领先水平的综合性新技术。 • 本技术可广泛应用于城镇污水处理厂污泥及满足一定条件的工业污水污泥的处理。在对污泥进行处理的同时，获取具有高附加值的污泥蛋白产品。 • 与传统污泥处理技术相比，该技术具有处理时间短、占地省、投资运行成本低以及资源化产品附加值高的特点。本技术的推广应用将会带来巨大的社会、环境和经济效益。

36. 谢谢您！ 崔 静  博士电话/传真：022-6635-9891移动电话：131-1613-0298 邮箱：cuij@tjycjt.cn 网址：www.yuchuan-env.com Jin Cui Ph.D.Tel/Fax: 86-22-6635-9891   Cell: 86-131-1613-0298E-mail: cuij@tjycjt.cn Website: www.yuchuan-env.com--------------------------------------------------------------------------裕川“微生物蛋白提取方式的污泥处理及资源化利用技术” — 另辟蹊径，解决污泥处理及资源化难题