時間： 2018-06-15 11:53
來源： JIEI創(chuàng)新實驗室
作者： 戴曉虎
從“十二五”開始，國家對污泥處理逐漸重視起來，很多的科研機構、企業(yè)做了大量的工作，戴曉虎教授認為單元技術或者是單元技術的創(chuàng)新是人們的主要關注點，接下來的重要任務是要把這些技術落地。技術落地必須要考慮全生命周期和全鏈條系統(tǒng)的方式。全鏈條關鍵技術分析要求對整個污泥處理處置的目標、難點、系統(tǒng)性等進行全面分析與思考，從而能夠進一步解決某些掌握先進處理技術的企業(yè)難以進行市場推廣的問題。
我國污泥量大集中、有機物含量低
一是污泥的產生量比較大，排放比較集中。我國任何一家污泥處理廠相較于歐美國家來說都是超大型的，分布比較集中，污泥產生量也就比較集中。
污泥處理是污水處理工作的延續(xù)，如果污泥沒有得到有效處理的話，那么污水處理實際上只完成了70%甚至是50%。所以我國必須要高度重視對于污泥的處理，否則就算水質標準提得再高，但是還是有30%~50%的COD還是沒有得到合理處置，這將對整個水環(huán)境的改善大打折扣。
二是有機物含量低，造成污泥的處理比較困難，與國外傳統(tǒng)的技術工藝相比處理有一定的難度。除了無機物的含量高，我國污水處理廠的處理效率也比較低，沉砂池的去除率低，這樣細沙給后期的處理帶來了一系列的問題。
通過調研發(fā)現總體來說有機質與管網有關，發(fā)達國家如德國有機物的含量是60%、70%，歐洲、羅馬尼亞、保加利亞達到了60%，土耳其VSS只有55%。污水廠進水COD的濃度以及管網的建設能夠體現一個國家的發(fā)展水平。
現行污泥處理形成四條主流技術路線
在過去四年的努力中，國內形成了四條主流技術路線。這其中的厭氧消化技術，在北京、長沙、鎮(zhèn)江等地也實現了規(guī)?；氖痉?干化焚燒技術，灰渣填埋會受到一定的限制;深度脫水處理，不是一個可持續(xù)發(fā)展的技術，但是作為應急處理技術，目前在很多地方得到應用。
技術全鏈條分析：穩(wěn)定化和最終出路是瓶頸
污泥處理目標主要是實現減量化和穩(wěn)定化，將非穩(wěn)定的易降解的有機物降解，所以污泥從上世紀初開始主要是致力于解決它的易腐與發(fā)臭的問題。隨著社會經濟的發(fā)展，又逐漸提出了更高的要求。穩(wěn)定化的目的是把污水處理廠沒有去除的COD在污泥處理時降解掉，穩(wěn)定化是全球通用的方法，穩(wěn)定化之后再通過干化、焚燒、填埋進一步處理。
穩(wěn)定化處理和污泥最終出路是我國污泥處理處置的瓶頸，全過程處理處置資源化理念缺乏。特別是穩(wěn)定化是我國污泥處理相對薄弱的環(huán)節(jié)，成為污泥處理的一個短板。
第二個短板是資源化過程，強調了在污泥處理過程中進行綜合利用。在國外，德國提倡磷回收，但是有30%的污泥最終出路是回到土地中去，歐盟是50%到60%，因此資源化利用是限制污泥處理更大的瓶頸問題。
從全鏈條的技術來說，首先要通過處理能夠最大化降低易腐的有機物質，同時要實現減量化。從處置的角度來看，資源化的實現有兩種途徑——進入土地或者是建材的利用，如焚燒或者是填埋。
對于填埋處理，我國現有填埋場將滿負荷運行，這是一個臨時過渡性的技術路線，不符合未來發(fā)展趨勢?？傮w來說從國內大的設計院設計的項目來看，土地填埋總體成本是比較高的，包括運行的成本，從技術現狀來說，對環(huán)評還有一定的要求。此外還有要考慮到我們的國情，像上海這樣的大城市環(huán)境能力有限，因此難以進行土地填埋。
從未來發(fā)展的角度來看，如果處理后的污泥能夠進入土地，且這些物質不超標并且有一定的土地的容量，土地利用一定是一個較好的利用方向，但是目前還不適應我國國情。干化焚燒，通過厭氧消化減到50%或者40%進行焚燒處理，較適合我們的國情。
單元處理技術還存在瓶頸有待提升
污泥濃縮技術是比較成熟的，但是下一步要提高藥耗和智能化水平。污泥脫水的藥劑開發(fā)研究是下一步重點。
從厭氧消化單元來說，目前的轉化率是50%，停留時間較長，沼氣的含量只有60%到65%，還需要進一步通過一些科技的創(chuàng)新進行提高。同時要對沼渣的性質和特質進行研究，避免產生的氨消化過程的影響。
穩(wěn)定化處理另外一個重要技術是好氧堆肥。相比厭氧消化，工藝流程短、簡單、運行要求低，未來通過某些技術，將好氧堆肥所需的輔料降下來，同時更好地提升好氧堆肥的品質，并使整個系統(tǒng)在集成上進行更好的智能化的開發(fā)。
干化是一種重要的熱處理方法，作用是進一步減少污泥體積，能夠實現半干化含固率至60%，全干化含固率至90%，其能耗為800-1000千瓦時/噸水;從水的減量角度來說，首先可以通過機械脫水進行大幅度的減量，然后通過熱化水的方法進一步減量。
焚燒最大的問題在于價格和技術的要求很高。協(xié)同焚燒也是一種較新的處理方式，利用現有的工業(yè)焚燒爐將污泥進行混合焚燒處理，發(fā)電廠的焚燒目前用得比較多，主要問題在于，有一些發(fā)電廠不太愿意接受污泥，很多的水務集團更關注不受其他單位限制的單獨的焚燒機制。
熱解氣化指干化污泥在一定溫度下(400-900℃)無氧熱解氣化，生成合成氣和碳的處理方式，這是一個新型的技術的路線。目前總體來說是比較有潛力的處理方式，但是裝備的成熟度，傳輸的過程，以及如何降低低品質油的含量，還需要進一步研究。
編輯： 趙凡
同濟大學環(huán)境科學與工程學院院長, 城市污染控制國家工程研究中心主任
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