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厌氧消化经济性分析
老墙根沙漠之鹰 2024-06-16 18:15:14
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老墙根沙漠之鹰 2024-06-17 10:36:29

采用厌氧消化技术处理污泥在经济性方面的体现有两个:一是产生沼气,可以资源化利用;二是减少污泥总量,降低后续处理处置费用。

污泥厌氧消化

按照一个日处理100t污泥(含水率80%计)的厌氧消化项目进行数据分析。基础资料为进泥有机物含量60%,经过厌氧消化有机降解率为50%,消化后脱水泥饼含水率78%,后续深度处理采用热干化工艺。

污泥厌氧消化

(1)沼气发电经济效益分析

一般降解1kg有机物可产生沼气0.7~0.9m3(本案取0.8),则该厂可日产沼气:

100×(100%-80%)×60%×50%×0.8×1000=4800(m3)

沼气中甲烷含量65%,甲烷低位热值为35.8MJ/m3,每千瓦时电能能量为3.6MJ,沼气发电机组的发电效率40%,则该厂日可发电:

35.8/3.6×65%×40% ×4800=1.24×104(kW·h)

如果发电量用于抵消工业用电,工业电价0.8元/(kW·h),该项目日可节省电费:1.24×0.8=0.99(万元)。

如果发电量用于上网销售,生物质发电上网电价0.75元/(kW·h),该项目可创造经济价值1.24×0.75=0.93(万元)。

为了将沼气发电而建设的项目包括厌氧消化、沼气发电设备等。按照行业经验估算,建设一个100t/d处理规模的厌氧消化项目,约需投入资金1500万元。实际运行中,用于厌氧消化的直接运行费用约为60元/t泥饼,大修维护费用按照投资额的10%,折旧计提为20年,不计财务费用。则年运行费用为:

60×100×330÷10000 1500×10% 1500÷20=423(万元)

污泥厌氧消化

(2)减少污泥量经济效益分析

污泥减少来自两部分:一是厌氧消化过程中通过有机物的降解减少污泥的干物质量;二是脱水性能的改善,降低泥饼含水率,进而减少最终处置的污泥量。

以本文中100t/d处理规模的项目为例。在消化池降解的有机物量为:

100×(100%-80%)×60%×50%=6(t)

消化污泥脱水后污泥量为:

{100×(100%-80%)-6}÷(100%-78%)=63.6(t)

可见,经过厌氧消化和脱水使原本100t污泥减少到63.6(t)。如果后续处理技术为热干化,热干化处理目标为20%,节省费用如下计算:原100t含水率80%污泥需要蒸发水分100-100×(100%-80%)÷(100%-20%)=75(t);减量后63.6t含水率78%的污泥需要蒸发水分63.6-63.6×(100%-78%)÷(100%-20%)≈46(t);可见减少热干化蒸发量75-46=29(t)。按照热干化运行费240元/t计算,则蒸发1t水的运行费用为320元,减少29t蒸发水折算为经济费用为:29 ×320=9280(元)热干化投资按照43万/吨蒸发量计算,减量后投资费用节省:29×43=1247(万元)。

污泥厌氧消化

(3)总结

设置厌氧消化设施的经济必要性和投资回报期计算如下:污泥减量年可节省运行费用:0.93×330=306.9(万元)发电年可创造收益:0.99×330=326.7(万元)投资回报期:1500÷(326.7 306.9-423)=7.1(年)

可见,通过设置厌氧消化,产生沼气可用于发电创造经济效益,同时污泥在消化池降解,减少了污泥总量,然后通过改善脱水,节省了后续处置费用和后续设备投资。

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