劉佳 中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)網(wǎng) 記者張朝登報(bào)道

　　設(shè)計(jì)規(guī)模750立方米/日(以含水率80%計(jì))的上海竹園污泥干化焚燒處理工程土建施工已完成，今年下半年將進(jìn)行調(diào)試，預(yù)計(jì)明年上半年投入使用。

　　包括該工程在內(nèi)，上海城市排水有限公司已建成投運(yùn)規(guī)模為亞洲最大的白龍港污泥處理工程，近期還在準(zhǔn)備實(shí)施石洞口污泥干化焚燒完善工程等，目標(biāo)是在2015年左右投入使用。各郊區(qū)縣也在結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，積極實(shí)施相應(yīng)的污泥處理設(shè)施。

　　上海治泥：敢為天下先

　　“雄關(guān)漫道真如鐵”，上海治泥工作在蜿蜒中前行。中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)記者了解到，上海在努力做好城鎮(zhèn)污水處理的同時(shí)，積極探尋污泥處理技術(shù)多元化、處置產(chǎn)物資源化利用的道路。

　　污泥是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的，含有大量的水分和有機(jī)物。若不加有效處理，其不但會(huì)腐敗、發(fā)臭，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。“十一五”期間，國(guó)家高度重視城鎮(zhèn)污水處理，污水處理廠建設(shè)高速發(fā)展，然而越多的污水得到處理，產(chǎn)生的污泥量越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年全國(guó)年污泥總產(chǎn)水量已突破3000萬(wàn)噸(以80%含水率計(jì))，污泥處理任務(wù)十分艱巨。

　　上海市水務(wù)局教授級(jí)高級(jí)工程師唐建國(guó)對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)記者表示，只有實(shí)現(xiàn)污水與污泥的同步處理，才是真正完成了污水處理任務(wù)。污泥處理處置之所以不盡人意，主要有三個(gè)原因，一是雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥必須進(jìn)行穩(wěn)定化處理，但實(shí)際操作上沒(méi)有實(shí)現(xiàn)污泥處理的技術(shù)路線，造成了污泥達(dá)不到應(yīng)有的填埋要求，時(shí)常還會(huì)引發(fā)臭氣擾民和運(yùn)輸過(guò)程中違法拋棄或違法傾倒等問(wèn)題;二是由于各種污泥處理工藝都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，在工藝的選擇上大家都想看一看，等一等，再加上籌資的困難，選址的困難，這樣一來(lái)，不但延長(zhǎng)了污泥處置的困難期，同時(shí)也將污泥處置逼上了窘境;第三就是現(xiàn)行的排水費(fèi)中并未包含污泥處理處置成本和運(yùn)行費(fèi)用，污泥處理工程一旦建成投運(yùn)，政府的財(cái)政壓力就會(huì)進(jìn)一步增大。

　　在污泥治理方面，上海意識(shí)超前，而且“第一個(gè)吃螃蟹”，2004年在石洞口污水處理廠建設(shè)了全國(guó)第一座污泥干化焚燒工程，2011年在白龍港污水處理廠建成全國(guó)規(guī)模最大的污泥厭氧消化處理工程。

　　前行的路非坦途，石洞口干化焚燒工程實(shí)施效果不理想。據(jù)悉，建設(shè)該工程的單位已經(jīng)撤銷。上海城市排水有限公司副總經(jīng)理徐月江分析說(shuō)，石洞口干化焚燒工程建設(shè)時(shí)，國(guó)內(nèi)尚無(wú)先例，經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致一些細(xì)節(jié)問(wèn)題處理不到位，使其污泥焚燒能力達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，也就催生了目前的的石洞口污泥處理完善工程，即除了對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行改造外，并新建擴(kuò)容污泥處理設(shè)施。

　　記者了解到，2011年投入使用的白龍港污泥處理工程運(yùn)行也不順利。該工程采用厭氧消化和干化處理工藝，即將污泥在容積達(dá)12400立方米的8個(gè)卵形消化池中進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)20天的厭氧反應(yīng)，讓污泥中的有機(jī)物得到分解，使污泥得到穩(wěn)定，同時(shí)產(chǎn)生珍貴的能源——沼氣。再利用燃燒沼氣產(chǎn)生的蒸汽干化厭氧處理后的污泥，讓污泥體積進(jìn)一步得到降低。然而污泥在消化池內(nèi)進(jìn)行處理時(shí)，設(shè)備磨損嚴(yán)重，使用壽命大大縮短。徐月江告訴記者這主要是因?yàn)樯虾Ｎ勰嘀泻�沙量非常大。為此上海也正在積極組織研究污泥中砂子的分離技術(shù)。

　　目前正在建設(shè)的竹園污泥處理工程同樣采用“干化—焚燒”的處理工藝，設(shè)計(jì)規(guī)模約為每天750立方米。徐月江說(shuō)竹園工程在建設(shè)時(shí)吸取了石洞口和白龍港工程的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并借鑒了國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在污泥處理前將進(jìn)行除砂處理，減少砂子對(duì)處理設(shè)施的影響。

　　由于目前已投產(chǎn)的污泥處理設(shè)施的能力還不能夠滿足每天3500立方米的污泥處理之需,所以在一批永久性的污泥處理設(shè)施建成前，上海市政府不得已投資建設(shè)了一批污泥深度脫水處理應(yīng)急工程，來(lái)滿足在2015年前這一過(guò)渡期的污泥填埋處置之需。

　　探索技術(shù)多元化 處置資源化

　　污泥含水量大，體積龐大，所以減少污泥體積是污泥處理的基礎(chǔ)，為了確保處理后的污泥產(chǎn)物不再腐敗、不再令人厭惡，就必須進(jìn)行穩(wěn)定化處理，穩(wěn)定化處理是污泥處理的核心。穩(wěn)定化處理技術(shù)包括厭氧消化、好氧發(fā)酵和焚燒。

　　曾參與編寫國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置與污染防治技術(shù)政策》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》的唐建國(guó)說(shuō)，選用何種污泥處理工藝，首先要確定處置方式，所謂的污泥處置，是不恰當(dāng)?shù)恼f(shuō)法，處置就是在物質(zhì)環(huán)境中消納，沒(méi)有經(jīng)過(guò)有效處理的污泥是不能夠直接處置的，否則代價(jià)就是污染環(huán)境。

　　所謂污泥處置應(yīng)是指“處理后的污泥產(chǎn)物在環(huán)境中的消納方式”，處置方式有：土地利用、建材利用和填埋。比如經(jīng)厭氧消化和好氧發(fā)酵處理后產(chǎn)生的有機(jī)土在園林綠化中使用，焚燒后的灰渣作為水泥廠的骨料，或者污泥在水泥窯中摻燒，生產(chǎn)出水泥，所以污泥處置應(yīng)該說(shuō)是對(duì)污泥處理后產(chǎn)物的處置。按照相應(yīng)的處置要求確定處理工藝，比如當(dāng)?shù)赜兴�泥廠，就可以采用污泥在水泥窯中摻燒，行業(yè)內(nèi)稱水泥窯協(xié)同焚燒，生產(chǎn)出水泥，實(shí)現(xiàn)建材利用;再比如，污泥泥質(zhì)，如重金屬等有毒有害物質(zhì)含量滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通過(guò)厭氧消化和好氧發(fā)酵處理，將其處理成有機(jī)土，用于園林綠化。

　　唐建國(guó)將污泥處理和產(chǎn)物處置的技術(shù)路線歸納為兩句話，一是“處置決定處理，處理滿足處置”;二是“以體積減量處理為基礎(chǔ)，以穩(wěn)定化處理為核心，以資源化利用為目標(biāo)”。

　　上海在推進(jìn)污泥干化焚燒，灰渣建材利用的同時(shí)，積極實(shí)踐了污泥好氧發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物園林利用的技術(shù)路線;也在積極探索和推進(jìn)污泥利用電廠和水泥廠蒸汽干化，在電廠鍋爐和水泥窯中協(xié)同焚燒的技術(shù)，目的就是實(shí)現(xiàn)污泥處理的技術(shù)多元化。

　　徐月江告訴記者，這種協(xié)同合作也需要時(shí)代背景，在十幾年前，想跟電廠談資源合作是不可能的�，F(xiàn)在由西電東送，電廠不再像以前那么忙碌，有余力開(kāi)始考慮資源化合作的道路，而政府對(duì)此舉也有系列優(yōu)惠措施。

　　唐建國(guó)認(rèn)為，污泥不是廢棄物，而是資源，國(guó)內(nèi)外特別重視對(duì)其生物質(zhì)的利用，但污泥干化焚燒雖實(shí)現(xiàn)了污泥的高度減量和穩(wěn)定化，但是同時(shí)將彌足珍貴的生物質(zhì)也燒了，這不能不說(shuō)是干化焚燒技術(shù)的遺憾。

　　很多國(guó)家，就是先將污泥厭氧消化，把沼氣拿出來(lái)后，再焚燒，就是為了生物質(zhì)的利用;而且實(shí)踐證明這種厭氧消化后再干化焚燒對(duì)污泥熱值的利用，比單一干化焚燒更加有利。從進(jìn)一步降低溫室氣體的角度而言，污泥碳化處理技術(shù)是干化焚燒的替代技術(shù)。用碳化爐替代焚燒爐，不但大大降低了煙氣中的溫室氣體成分，碳化物還是可再利用的產(chǎn)品。

　　唐建國(guó)說(shuō)，污泥處理不是難題，更不存在技術(shù)問(wèn)題，只要當(dāng)?shù)卣�府下決心，抓緊建設(shè)與當(dāng)?shù)匚鬯�處理相適應(yīng)的污泥處理設(shè)施，就不會(huì)有污泥問(wèn)題。


 

上海水務(wù)局水資源管理處教授級(jí)高工師唐建國(guó)介紹了四種污泥處理前沿技術(shù)，包括污泥熱水解預(yù)處理技術(shù)、污泥超臨界濕式氧化(SCWO)技術(shù)、電滲析脫水技術(shù)(ELODE)以及膜覆蓋高溫好氧發(fā)酵技術(shù)。

　　污泥熱水解預(yù)處理技術(shù)

　　厭氧消化的副產(chǎn)物——沼氣又是良好的化石能源替代物，所以該技術(shù)愈加受到重視。隨著污泥量不斷增加和對(duì)能源需求、處理后污泥品質(zhì)的要求的不斷提高，原有厭氧消化設(shè)施面臨擴(kuò)容和改造。污泥高溫?zé)崴�解技術(shù)能夠替代消化池?cái)U(kuò)容、提高消化污泥品質(zhì)、提高沼氣產(chǎn)氣量和提高污泥脫水效果；占地小、投資也小于污泥消化池?cái)U(kuò)容的費(fèi)用；該項(xiàng)技術(shù)“碳足跡”量小，近年來(lái)是歐洲得到推廣應(yīng)用的一項(xiàng)厭氧消化前的預(yù)處理技術(shù)。

　　污泥高溫?zé)崴�解技術(shù)是目前世界領(lǐng)先的污泥高級(jí)消化預(yù)處理技術(shù)。全球范圍已經(jīng)交付22個(gè)項(xiàng)目，服務(wù)超過(guò)一千四百萬(wàn)人口當(dāng)量，每年處理420000噸污泥(以干重計(jì))。按照含水率80%計(jì)，相當(dāng)于每天5800立方米。

　　污泥超臨界濕式氧化(SCWO)技術(shù)介紹

　　污泥超臨界濕式氧化(SCWO)技術(shù)是20世紀(jì)80年代中期提出的一種新型污水、污泥處理技術(shù)。任何物質(zhì)，隨著溫度、壓力的變化，都會(huì)相應(yīng)呈現(xiàn)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種形式。

　　當(dāng)處于氣液平衡的物質(zhì)升溫升壓時(shí)，熱膨脹引起液體密度減少，而壓力升又使氣液兩相的界面消失，成為一均相體系，這一點(diǎn)即為臨界點(diǎn)。如果將水的溫度和壓力升高到臨界點(diǎn)(溫度：374.3℃，壓力：22.05MPa)上(既超臨界)時(shí)，水將會(huì)處于一種既不同于氣態(tài)，也不同于液態(tài)和固態(tài)的新流態(tài)——超臨界態(tài)，這種水稱為超臨界水。

　　超臨界水的特性使有機(jī)物、氧化劑、水形成均一相，克服了不同相之間的物質(zhì)傳輸阻力。

　　超臨界濕式氧化法就是利用超臨界水作為反應(yīng)介質(zhì)來(lái)氧化分解有機(jī)物，具有以下特點(diǎn)：

　　(1)處理效率高：在適當(dāng)?shù)母邷囟�、壓力和短停留時(shí)間下，有機(jī)物能夠完全氧化為二氧化碳、水、氮?dú)饧胞}類等無(wú)害的小分子化合物；有毒有害物質(zhì)的去除率達(dá)99.9%。

　　(2)反應(yīng)器占地�。河捎诜磻�(yīng)速率高，故污泥在反應(yīng)器中的停留時(shí)間短，因此反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、體積小，占地面積小。

　　(3)對(duì)外界能源需求少：污泥中的有機(jī)物氧化反應(yīng)釋放的熱量足以維持反應(yīng)所需要的溫度，且熱能還可回收利用。

　　(4)不產(chǎn)生二次污染：反應(yīng)生成鹽類可以通過(guò)沉淀加以分離，處理產(chǎn)生的水純凈。

　　(5)運(yùn)行費(fèi)用低：該方法建設(shè)成本和運(yùn)行成本較低。

　　(6)一步完成處理：該技術(shù)是對(duì)活性污泥(未加濃縮的污泥)直接進(jìn)行處理，也就是說(shuō)采用超臨界濕式氧化法污泥處理使得多步驟的污泥處理一步完成。

　　電滲析脫水技術(shù)(ELODE)

　　與傳統(tǒng)的機(jī)械脫水不同，電滲析脫水的驅(qū)動(dòng)力不是機(jī)械力，而是電場(chǎng)力。污泥固體顆粒和水在電場(chǎng)的作用下，做定向運(yùn)動(dòng)，在通過(guò)多孔固體濾膜時(shí)，因固體顆粒粒徑較大，而被截流，水分子則能夠通過(guò)濾膜，從而實(shí)現(xiàn)固、液分離。其設(shè)備外形似帶式脫水機(jī)，但其以轉(zhuǎn)鼓為陽(yáng)極，以鏈軌為陰極，鏈軌與污泥之間用濾布相隔。

　　電滲析脫水技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：脫水效果好，脫水污泥含水率可降至40~60%；耗電省，能耗為0.5~1.0 kwh/kg干物質(zhì)；衛(wèi)生化水平高，在脫水過(guò)程中，能夠有效殺滅病原菌，經(jīng)脫水后的污泥也不再滋生病菌；運(yùn)行穩(wěn)定性好，即便進(jìn)水污泥性質(zhì)、含水率有較大波動(dòng)，脫水效果均能夠穩(wěn)定在較好的水平。

　　膜覆蓋高溫好氧發(fā)酵技術(shù)

　　加設(shè)功能膜罩，實(shí)現(xiàn)低超高壓發(fā)酵，能夠保證空氣流的均勻。功能罩是特殊材料制成的，只允許水蒸氣和CO2從發(fā)酵體中出來(lái)，臭氣、病毒、氣溶膠等均不能夠穿過(guò)。國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)臭氣、病毒、氣溶膠的隔離率高達(dá)90%以上，這是好氧發(fā)酵技術(shù)的重大突破。

　　采用功能膜罩后的發(fā)酵物——發(fā)酵溫度能夠達(dá)到70℃、完全腐熟、無(wú)異味、對(duì)外界無(wú)影響。耗能很小。