近年來，日本政府在推行“有機質(zhì)資源高效能源轉(zhuǎn)換技術(shù)開發(fā)”工程(High Efficiency BioenergyConversion Projeet)的基礎(chǔ)上，通過將燃料電池與沼氣發(fā)酵系統(tǒng)有機地結(jié)合在同一系統(tǒng)中的技術(shù)手法，實現(xiàn)了污泥高效發(fā)電。從2002年日本政府頒布新能源政策基本法以來，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)(NEDO)先后在日本各地資助了多項以污泥為原料的生物質(zhì)高效發(fā)電工程的建設(shè)L11l。其中，頗具代表性的為山形市水道部凈化中心以下水道污泥為原料，通過沼氣發(fā)酵方式制造沼氣，進而通過利用燃料電池，實現(xiàn)污泥高效發(fā)電，系統(tǒng)流程見圖4。

 

 

　　東芝公司和橫濱市下水道管理局合作，先將污泥厭氧消化處理，所得沼氣(含甲烷60％～80％)經(jīng)干式脫硫和活性炭吸附凈化后，送往燃料電池系統(tǒng)的改質(zhì)器。沼氣產(chǎn)出量為90m3／h。磷酸型燃料電池 PC257m心，功率200kW。此種燃料電池可用于含甲烷、C02的低熱值(22～25Ml／m3)的沼氣發(fā)電。美國政府積極支持沼氣燃料電池的商業(yè)應(yīng)用，并給予政府補貼。目前，美國已有多家下水道污泥處理場引進燃料電池技術(shù)，并建成投產(chǎn)。紐約州NYPA電力公司沼氣產(chǎn)出量3000m3／d。加州一項同類工程，沼氣量4000m3／d，其燃料電池產(chǎn)生的熱氣體，返回用于加熱厭氧消化罐。在馬薩諸賽州和俄勒岡州也有類似裝置。國內(nèi)還未見工程應(yīng)用實例。

　　3 3種工藝比較

　　利用污泥進行發(fā)電的3種工藝各具優(yōu)缺點，城市污水處理廠3種方案的基本性能指標(biāo)見表1。

 

 

　　4結(jié)果與討論

　　我國城市污水處理廠每天產(chǎn)生大量的污泥，給城市環(huán)境帶來沉重的壓力。以往的處理方式日益顯示其弊端，將污泥轉(zhuǎn)化成能源用于發(fā)電供熱，符合我國新時期循環(huán)經(jīng)濟建設(shè)的要求，符合我國“十一五”節(jié)能減排的要求，更可為短缺的能源現(xiàn)狀開辟蹊徑，減輕甚至避免對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。污泥發(fā)電是目前處理污泥最理想的途徑，3種污泥發(fā)電工藝各具優(yōu)缺點，在工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實際需要，依據(jù)現(xiàn)場條件，綜合考慮運行費用的前提下，因地制宜地選擇合理的發(fā)電技術(shù)。雖然污泥發(fā)電的基本建設(shè)總投資比燃煤和燒油發(fā)電高，但一旦將環(huán)境成本內(nèi)化，并合理實施鼓勵新型能源及可再生能源的財政、稅收、信貸政策，與發(fā)達(dá)國家看齊，鼓勵全社會積極參與固體廢棄物利用事業(yè)，污泥發(fā)電技術(shù)將非常具有優(yōu)勢。

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