1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授
個(gè)人簡(jiǎn)歷
研究方向
發(fā)表論文
化污水為泥塊 湖南農(nóng)大教授破解污泥環(huán)保難題
湖南新聞網(wǎng)長(zhǎng)沙12月21日電(通訊員 裴昌勝 記者 肖前輝)一邊是下水管源源不斷的含水率超過(guò)90%的滾滾污水;一邊是氧化破膜工藝處理后無(wú)害化、減量化和穩(wěn)定化固化泥塊。20日,在長(zhǎng)沙市第一污水處理廠,湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李志光等研發(fā)的“可控濕法氧化聚沉法技術(shù)”正在演繹著“化污泥為神奇”的樂(lè)章。
該技術(shù)將泥漿一次性直接生成為硬化泥塊,并可二次利用,當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域污泥安全環(huán)保處置的世界性難題得到突破。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)城市污水處理廠每年產(chǎn)生的濕污泥以15%的速度增長(zhǎng),不少大城市已出現(xiàn)污泥圍城現(xiàn)象。城市產(chǎn)生的大量污泥既含有病原菌、寄生蟲(chóng)(卵)、重金屬、鹽分及某些難分解的有機(jī)毒物,又含有較豐富的氮、磷及多種微量元素和大量有機(jī)質(zhì)。因此,必須進(jìn)行處理,才能二次利用,否則會(huì)引起二次污染。
“可控濕法氧化聚沉法技術(shù)”對(duì)這一難題的破解并推廣,城市污泥深度處理的傳統(tǒng)面貌可望得到大幅度改觀。該技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是新技術(shù)中有一種有機(jī)質(zhì)污泥吸包水和結(jié)合水,促進(jìn)污泥中的有機(jī)質(zhì)降解,降低了糞大腸菌群等有害微生物數(shù)量,促使其中的菌膠體釋放吸包水,突破了常溫處理污泥工藝中無(wú)法脫除含有機(jī)質(zhì)污泥吸包水的技術(shù)瓶頸。
這種國(guó)際首創(chuàng)的污泥常態(tài)深度處理技術(shù)是李志光和他的團(tuán)隊(duì)成員,經(jīng)過(guò)數(shù)百次試驗(yàn),并結(jié)合湖南省長(zhǎng)沙市污水處理廠污泥處理現(xiàn)狀研發(fā)出來(lái)的。同時(shí),他們還開(kāi)創(chuàng)并生產(chǎn)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的污泥智能化破膜深度脫水成套設(shè)備,為中國(guó)城市污水處理廠的污泥深度脫水提供一種高效、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)裝備,徹底解決了市政污水處理廠污泥進(jìn)行衛(wèi)生填埋或資源化最終處置的難題。
李志光表示,與傳統(tǒng)的污水處理不一樣,新技術(shù)污水泥漿處理除了一次性形成泥塊外,硬化的泥塊還實(shí)現(xiàn)了病毒體及菌落消亡,重金屬離子固化等,達(dá)到了污泥處理環(huán)保要求,可以用于垃圾填埋場(chǎng)覆蓋泥質(zhì)二次利用,還可經(jīng)復(fù)合配方后作為低熱煤的替代物,具有廣泛的應(yīng)用前景。
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本報(bào)11月3日訊(記者 陳淦璋 何國(guó)慶)我省污水處理“三年行動(dòng)計(jì)劃”臨近收官,污水處理的技術(shù)創(chuàng)新層面也傳來(lái)好消息。今天,在長(zhǎng)沙市第一污水處理廠,副省長(zhǎng)韓永文見(jiàn)證了污泥深度處理產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目規(guī)模化實(shí)驗(yàn)成果:日處理5萬(wàn)噸污水產(chǎn)生污泥的“可控濕法氧化聚沉法技術(shù)”生產(chǎn)線,可使含水量超過(guò)90%的污泥一次性處理至含水量50%以下,并實(shí)現(xiàn)污泥減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化,一舉填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)污泥常態(tài)安全深度處理的技術(shù)空白。 記者在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地感受,傳統(tǒng)技術(shù)處理后的剩余污泥呈糊狀,并散發(fā)出些許惡臭;而“可控濕法氧化聚沉法技術(shù)”深度處理后的剩余污泥凝結(jié)成塊,無(wú)臭無(wú)味,可通過(guò)渣土車(chē)直接運(yùn)走。技術(shù)領(lǐng)頭人湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師李志光介紹,傳統(tǒng)技術(shù)下,剩余污泥含水率仍高達(dá)78%至83%,不僅運(yùn)輸、管理、填埋成本高,而且污泥返溶、滲出等易造成填埋地的二次污染,影響周邊生態(tài)環(huán)境。 經(jīng)過(guò)近2年攻關(guān),李志光和中南大學(xué)博士后何純蓮聯(lián)合組成的課題組研發(fā)了“可控濕法氧化聚沉法技術(shù)”,于2009年4月通過(guò)省科技廳鑒定,申報(bào)了2項(xiàng)專(zhuān)利,并在同年10月投產(chǎn)日處理2萬(wàn)噸污水產(chǎn)生污泥的示范工程。通過(guò)運(yùn)用新技術(shù),使污泥內(nèi)有機(jī)質(zhì)氧化破膜脫水、聚結(jié),并有效固化有毒重金屬離子,可形象理解為“壓榨豆腐,脫離水分,留下豆渣”。至于脫水后的剩余污泥,由于化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,經(jīng)復(fù)合配方后可作為磚廠或水泥廠低熱值煤的替代物,具有廣泛的應(yīng)用前景。 而從“可控濕法氧化聚沉法技術(shù)”示范工程1年來(lái)的運(yùn)行情況看,生產(chǎn)線(以日處理5萬(wàn)噸為例)從開(kāi)工建設(shè)到投產(chǎn)只需3個(gè)月,增加投資約200萬(wàn)元,每噸絕對(duì)干污泥處理處置費(fèi)用僅相當(dāng)于傳統(tǒng)技術(shù)的1/3。 |
湘牛環(huán)保公司污泥深度處理核心技術(shù)――“可控濕法氧化聚沉法技術(shù)”及其成果轉(zhuǎn)化效果
隨著傳輸帶將處理后的無(wú)臭污泥一塊塊地送進(jìn)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)輛,我省采用“可控濕法氧化聚沉法技術(shù)”日處理5萬(wàn)噸污水產(chǎn)生污泥生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。在污水處理“三年行動(dòng)計(jì)劃”臨近收官之際,我省這項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、高效常態(tài)深度處理污泥新技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,為進(jìn)一步安全處置、資源利用、實(shí)現(xiàn)零排放創(chuàng)造條件。
據(jù)項(xiàng)目專(zhuān)家介紹,經(jīng)過(guò)近一年的中試,這項(xiàng)新技術(shù)效果令人振奮:它可將含水量超過(guò)90%的污泥一次性處理至含水量50%以下,并實(shí)現(xiàn)污泥減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化和資源化。
城市污泥: 潛伏在我們身邊的隱形殺手
隨著城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展,污水廠污泥處理處置問(wèn)題日趨嚴(yán)峻,雖然各類(lèi)污水處理裝置紛紛上馬,城市污水處理率極大地提高,但污泥污染依然是一個(gè)突出環(huán)境問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái),污水廠處理出來(lái)的污泥形如一灘“爛泥粥”,污泥轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)載著它運(yùn)往垃圾填埋場(chǎng)時(shí),一路惡臭飄揚(yáng),路人見(jiàn)之“掩鼻而逃”。最令人擔(dān)憂(yōu)的是病毒、病原體在轉(zhuǎn)運(yùn)途中傳播,導(dǎo)致各種傳染病、公害病流行,嚴(yán)重影響人民的身體健康,也同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間困擾政府職能部門(mén)。污泥已然成為 “人人喊打的過(guò)街老鼠” 。垃圾填埋場(chǎng)附近居民更是苦不堪言,污泥轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)輛被攔在通往垃圾填埋場(chǎng)路上的事時(shí)常見(jiàn)諸媒體。污泥污染環(huán)境事件經(jīng)常發(fā)生:如浙江省杭州市蕭山區(qū)圍墾七工段,由于污泥的二次污染,導(dǎo)致萬(wàn)畝魚(yú)塘接連發(fā)生大規(guī)模死魚(yú)事件;深圳下坪固廢填埋場(chǎng)污泥坑管涌事件;廣州鉻德污泥惡臭污染事件;重慶三峽庫(kù)區(qū)污泥污染事件和京城環(huán)保第一案等,引起了社會(huì)和政府的廣泛關(guān)注。
據(jù)專(zhuān)家們介紹,城市污水處理過(guò)后的污泥簡(jiǎn)直是“五毒俱全”:污泥高聚物中含有大量的菌膠團(tuán),與病原菌、重金屬、有毒有害有機(jī)污染物質(zhì)等潛在的有毒有害成分聚合一起,難以處理;污水處理廠無(wú)法有效地破解污泥的包外聚合物、污泥膠團(tuán)結(jié)構(gòu)吸包水和污泥菌團(tuán)細(xì)胞水,難以脫除;還有污水處理過(guò)程中形成的最主要的潛在二次污染源,難以控制。
污水廠“毒泥”嚴(yán)重威脅著人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境,已成為潛伏在我們身邊的隱形殺手。
污泥處理: 全世界的科學(xué)家都為之頭疼
面對(duì)污水處理廠高含水的有毒污泥,全世界相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家苦苦探尋,傷透腦筋,卻總是拿不出一個(gè)經(jīng)濟(jì)而有效的招數(shù)。
盤(pán)點(diǎn)目前各國(guó)污泥處理方法大致有以下幾種,卻沒(méi)有一種能達(dá)到理想的效果:
一是厭氧、好氧消化法。我國(guó)污泥消化處理的相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)也不多,大型的污泥消化設(shè)備大都是從國(guó)外進(jìn)口的,基礎(chǔ)投資和運(yùn)行成本高,占地面積大;更為重要的是我國(guó)污泥的含砂量較高,有機(jī)質(zhì)含量比歐美國(guó)家低,污泥的可生化性差,消化設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、沼氣產(chǎn)率等指標(biāo)普遍都達(dá)不到國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn),能源利用得不償失,所以在國(guó)外普遍使用的消化技術(shù),在我國(guó)運(yùn)行效果并不理想;還有污泥經(jīng)厭氧消化后只能減量1/3到1/2左右的質(zhì)量。從污泥處置的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈角度來(lái)看,厭氧消化還沒(méi)有達(dá)到最終處置的目的,還會(huì)留下大量剩余污泥(殘?jiān)?照樣需要通過(guò)其他技術(shù)進(jìn)行處理。因此消化技術(shù)在國(guó)內(nèi)難以推廣和普及。
二是干燥法。其一次性能源消耗相當(dāng)驚人,投資大不符合低碳經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)化要求。并且在干燥過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵極易引起爆炸,多個(gè)國(guó)家和我國(guó)部分城市都曾發(fā)生類(lèi)似爆炸案例。
三是烘干焚燒法。此法曾一度被認(rèn)為是污泥處理的唯一出路,其興起于荷蘭、德國(guó)、法國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家。通過(guò)幾十年的實(shí)踐,此法的不足及危害日漸突出:焚燒過(guò)程中產(chǎn)生大量的二�英污染大氣,它是誘發(fā)癌癥的罪魁禍?zhǔn)。焚燒后殘留的汞、鉛、砷、鉻、鎘等小量灰分屬危險(xiǎn)固體廢棄物,按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)需要填埋至200米以下的地下,并且焚燒法一次性投資很高。以處理50萬(wàn)人口城市所產(chǎn)生污水的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,一套設(shè)備投產(chǎn)運(yùn)營(yíng),需要投資達(dá)3億美金,F(xiàn)在這種方法在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)被淘汰,并被極力推銷(xiāo)到發(fā)展中國(guó)家,以利這些發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”的轉(zhuǎn)移,盡快收回成本。
由于世界上還沒(méi)有一套成熟而又經(jīng)濟(jì)的污泥處理辦法,因此如何有效深度處理污泥,就成為橫亙?cè)诋?dāng)今世界眾多科學(xué)家前面的一大難題。
巧覓“神針”: “可控濕法氧化聚沉法”橫空出世
面對(duì)污泥處理難題,當(dāng)今世界各國(guó)都將污泥處理技術(shù)攻關(guān)擺在最為顯著的位置。就在我國(guó)將污泥處理技術(shù)攻關(guān)列為863計(jì)劃之前,我省的一位專(zhuān)家就開(kāi)始瞄準(zhǔn)了這一世界性的難題,他就是湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)的教授、博士生導(dǎo)師李志光。
2006年,在省環(huán)保廳的支持下,李志光承擔(dān)了“污水中有機(jī)質(zhì)降解”課題研究。李志光和他的研究團(tuán)隊(duì)決心要啃啃污泥處理這塊“硬骨頭”。他們把研究的重點(diǎn)主要集中在幾個(gè)方面:
首先就是脫水的問(wèn)題。在通常狀態(tài)下,污泥含水量高達(dá)80%。就是因?yàn)槲勰嘀邪饩酆衔锾厥獾木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu),污泥中大部分的水以結(jié)構(gòu)水,晶胞水和細(xì)胞水,要想進(jìn)一步脫水,必須破壞胞外聚合物特殊結(jié)構(gòu)膜,達(dá)到破膜出水的效果,真是難之又難。
其次就是達(dá)到無(wú)害化的目標(biāo)。污泥中含有大量的病原菌、重金屬、有毒有害有機(jī)污染物質(zhì)等潛在的有毒有害成分,怎樣實(shí)現(xiàn)污泥無(wú)害處理,避免污水處理過(guò)程中形成的二次污染源。
還有就是污泥的穩(wěn)定化、資源化的突破問(wèn)題。如何實(shí)現(xiàn)殺菌、去除病原體、將重金屬離子有效固化,使有機(jī)質(zhì)污泥集結(jié)成穩(wěn)定的化學(xué)質(zhì)污泥,以利于環(huán)保運(yùn)輸和資源化處理,是城市污泥安全處置重大攻關(guān)方向。
經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)儲(chǔ)備,在充分收集掌握國(guó)內(nèi)外的第一手資料后,2007年開(kāi)始,李志光教授聯(lián)合博士后何純蓮組成課題組,開(kāi)始了污泥深度處理技術(shù)的全面攻關(guān)。
課題組經(jīng)過(guò)千百次的試驗(yàn),仍然不得破解的要領(lǐng)。首個(gè)難關(guān)就是破膜技術(shù)。那些晶胞水、結(jié)構(gòu)水、細(xì)胞水都嚴(yán)實(shí)地包在生物膜內(nèi),就好像是氣球內(nèi)充滿(mǎn)氣體一樣,如何磨制扎破氣球的那根“神針”,成為了污泥深度處理技術(shù)的關(guān)鍵所在。
潛心研究工作的何純蓮博士有一天向合作導(dǎo)師李志光教授提了一個(gè)醒:老師,您在上世紀(jì)80年代首創(chuàng)的界面微電子轉(zhuǎn)移理論是否可應(yīng)用在這個(gè)課題的研究?一語(yǔ)驚醒夢(mèng)中人。李教授開(kāi)始沿著這個(gè)方向來(lái)尋求問(wèn)題的答案。誰(shuí)曾想,以這個(gè)理論作為指導(dǎo),以下的路途竟然走得那么順風(fēng)順?biāo)坏业搅似颇さ?ldquo;針”,讓那些病原體、毒菌類(lèi)“流膿”不止,而且在氧化破膜深度脫水的同時(shí)殺滅病菌,并且在不影響水質(zhì)的前提下,運(yùn)用覆包裹效應(yīng)實(shí)現(xiàn)重金屬的有效固化。
“可控濕法氧化聚沉法處理污泥技術(shù)”由此誕生。經(jīng)過(guò)近2年多的艱苦攻關(guān),2008年底,污泥深度處理技術(shù)取得實(shí)驗(yàn)性的突破。
2009年4月15日,省科技廳組織專(zhuān)家對(duì)該項(xiàng)成果進(jìn)行了鑒定,專(zhuān)家認(rèn)為,“該技術(shù)整體達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。目前課題組已發(fā)表論文20余篇,已申報(bào)多項(xiàng)專(zhuān)利并與企業(yè)合作轉(zhuǎn)讓科技成果多項(xiàng)。
慧眼識(shí)珠: “一污”率先分享好成果帶來(lái)的實(shí)惠
然而,李志光教授走遍相關(guān)行業(yè),想組織產(chǎn)業(yè)化推廣試驗(yàn),卻由于人們對(duì)這一技術(shù)將信將疑,并且試驗(yàn)需要增加新的投入成本等原因而不被人家看好。懷揣著好的技術(shù),卻不能為社會(huì)所用,課題組有點(diǎn)始料不及。這時(shí)有人開(kāi)出了高價(jià),李志光甚至都萌生了賣(mài)掉這一專(zhuān)利技術(shù)的念頭。
然而 ,是好東西就不會(huì)被埋沒(méi)。這項(xiàng)讓人耳目一新的污泥處理新技術(shù),很快就成為多家有實(shí)力的環(huán)保企業(yè)獲悉,一時(shí)成為爭(zhēng)搶的“香餑餑”。經(jīng)過(guò)一番權(quán)衡,湖南湘牛環(huán)保實(shí)業(yè)有限公司與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合組建了“湖南湘牛污泥深度處理公司”,全力負(fù)責(zé)這一技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。北控水務(wù)長(zhǎng)沙中科成污水凈化有限公司徐秀群廠長(zhǎng)慧眼識(shí)珠,率先采用“可控濕法氧化聚沉法處理污泥技術(shù)”,在2009年10月投產(chǎn)了一個(gè)日處理2萬(wàn)噸污水產(chǎn)生污泥的示范工程。
通過(guò)運(yùn)用“可控濕法氧化聚沉法技術(shù)”來(lái)處理污水中的污泥,使污泥內(nèi)的有機(jī)質(zhì)氧化破膜脫水、聚結(jié),并有效固化有毒重金屬離子,真正實(shí)現(xiàn)“壓榨豆腐,脫離水分,留下豆渣”的效果。經(jīng)氧化破膜聚沉脫水后的剩余污泥,由于化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,可成為回轉(zhuǎn)窯大型磚廠、水泥廠中低燃值煤替代物、垃圾填埋場(chǎng)覆蓋土泥質(zhì),具有廣泛的應(yīng)用前景。
初試告捷,旋即引來(lái)高層的高度關(guān)注和重視:
2009年12月31日,在看到湖南農(nóng)大的匯報(bào)材料后,時(shí)任省委副書(shū)記、省長(zhǎng)的周強(qiáng)作出批示,支持該技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研試驗(yàn),副省長(zhǎng)劉力偉、韓永文也特別關(guān)心這一成果的示范工程建設(shè),多次批示,強(qiáng)調(diào)各職能部門(mén)予以支持。
省科技廳、省建設(shè)廳、省環(huán)保廳、長(zhǎng)沙市政府高度關(guān)注。省科技廳、長(zhǎng)沙市科技局還專(zhuān)門(mén)立項(xiàng)并給予資金支持。同樣,省環(huán)保廳、長(zhǎng)沙市環(huán)保局也給予了資金扶植。
2010年4月,長(zhǎng)沙市原公用事業(yè)局領(lǐng)導(dǎo)率隊(duì)來(lái)一污考察污泥深度處理示范工程,及時(shí)報(bào)告長(zhǎng)沙市李軍副市長(zhǎng),并主動(dòng)銜接開(kāi)福區(qū)進(jìn)行項(xiàng)目跟蹤扶植,于5月份批準(zhǔn)開(kāi)建5萬(wàn)噸污水中污泥處理標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線; 2010年9月,長(zhǎng)沙市環(huán)保局局長(zhǎng)黎建向國(guó)務(wù)院節(jié)能減排考察小組進(jìn)行推薦,考察小組專(zhuān)家實(shí)地察看后感嘆,湖南現(xiàn)在擁有這種獨(dú)特成熟的技術(shù),給全國(guó)城市污泥深度處理帶來(lái)了新希望。
今天的湖南湘牛污泥深度處理公司咨詢(xún)洽談電話(huà)鈴聲不斷。北控水務(wù)長(zhǎng)沙中科成污水凈化有限公司參觀“可控濕法氧化聚沉法”深度處理城市污泥標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線的省內(nèi)外人員絡(luò)繹不絕。全國(guó)范圍又好又快又省安全處理處置污泥,變廢為寶指日可待。
新聞鏈接
國(guó)家污泥處置有關(guān)政策
——污泥處理處置的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化和無(wú)害化;鼓勵(lì)回收和利用污泥中的能源和資源。堅(jiān)持在安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的前提下實(shí)現(xiàn)污泥的處理處置和綜合利用,達(dá)到節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。
——地方人民政府是污泥處理處置設(shè)施規(guī)劃和建設(shè)的責(zé)任主體;污泥處理處置設(shè)施運(yùn)營(yíng)單位負(fù)責(zé)污泥的安全處理處置。地方人民政府應(yīng)優(yōu)先采購(gòu)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的污泥衍生產(chǎn)品。
——國(guó)家鼓勵(lì)采用節(jié)能減排的污泥處理處置技術(shù);鼓勵(lì)充分利用社會(huì)資源處理處置污泥;鼓勵(lì)污泥處理處置技術(shù)創(chuàng)新和科技進(jìn)步;鼓勵(lì)研發(fā)適合我國(guó)國(guó)情和地區(qū)特點(diǎn)的污泥處理處置新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備。
城鎮(zhèn)污水處理廠新建、改建和擴(kuò)建時(shí),污泥處理處置設(shè)施應(yīng)與污水處理設(shè)施同時(shí)規(guī)劃、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投入運(yùn)行。污泥處理必須滿(mǎn)足污泥處置的要求,達(dá)不到規(guī)定要求的項(xiàng)目不能通過(guò)驗(yàn)收;目前污泥處理設(shè)施尚未滿(mǎn)足處置要求的,應(yīng)加快整改、建設(shè),確保污泥安全處置。
——《湖南日?qǐng)?bào)》