國內(nèi)外污泥資源化能源化技術(shù)研究現(xiàn)狀和進(jìn)展
戴曉虎 教授
同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院
國家城市污染控制工程研究中心
戴曉虎.pdf國內(nèi)外污泥資源化能源化技術(shù)研究現(xiàn)狀和進(jìn)展 戴曉虎 教授 同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 國家城市污染控制工程研究中心
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國內(nèi)外污泥資源化能源化技術(shù)研究現(xiàn)狀和進(jìn)展
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戴曉虎院長：污泥處理處置的現(xiàn)狀與思考
同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長戴曉虎表示，截至2013年，我國污水處理廠有3500座，污水處理能力達(dá)到1.45億立方米/日，年產(chǎn)污泥3000-3500萬噸 （含水率約80%），污水處理規(guī)模已經(jīng)接近美國。
從資源化利用角度來說，要從污泥的性質(zhì)和特點(diǎn)考慮處理處置的技術(shù)。污泥中60%以上都是蛋白質(zhì)，此外還含有有機(jī)質(zhì)。從資源化利用角度，要從污泥的性質(zhì)和特點(diǎn)考慮處理處置技術(shù)。在污泥處理過程中，國際上的通行標(biāo)準(zhǔn)是“四化”，即穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化。而我國的現(xiàn)狀是80%甚至90%的污水污泥只是簡單濃縮脫水。在穩(wěn)定化方面，我國污泥普遍沒有進(jìn)行厭氧處理，好氧堆肥也只是局部性進(jìn)行。污泥處理如果做不到穩(wěn)定化，那么接下來的無害化和資源化也就無從談起。
有觀點(diǎn)認(rèn)為，因?yàn)槲覈勰嗪沉扛�、有機(jī)質(zhì)含量低，所以污泥厭氧消化的路線較為合適。對此，我認(rèn)為，一方面，通過提升污泥中有機(jī)質(zhì)含量，進(jìn)而才能選擇更好的處理工藝，對資源加以利用。另一方面，國外的傳統(tǒng)的技術(shù)工藝在我國還需要進(jìn)一步研究和提升，才能適合我國的污泥處理處置。
厭氧消化和干化焚燒組合，可以顯著降低后一個工藝單元的投資和運(yùn)行費(fèi)用，并可降低污泥含水率和有機(jī)質(zhì)含量；另外一種技術(shù)路線是集中式的城市有機(jī)質(zhì)廢棄物和污泥協(xié)同處置。在德國慕尼黑一個項(xiàng)目中，污泥經(jīng)過厭氧消化再干化焚燒，產(chǎn)生的能源基本可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目能耗的自給自足，彌補(bǔ)厭氧消化的成本，因此國外有不少城市選擇了這樣的組合工藝。
在污泥資源和能源回收利用方面，沼氣利用是成熟而且經(jīng)過工程驗(yàn)證的方法。在提升厭氧消化效率方面，上世紀(jì)70年代我們關(guān)注提高固體負(fù)荷或者是提高熱轉(zhuǎn)化率及容積負(fù)荷。
現(xiàn)在我們談厭氧消化，還應(yīng)該包括如何將沼氣中的甲烷進(jìn)行提取分離，這也是提高厭氧消化效率的方法。另外一種技術(shù)路線是集中式的城市有機(jī)質(zhì)廢棄物和污泥的協(xié)同處置。從游離氨、熱值的角度，可以通過協(xié)同餐廚垃圾等有機(jī)質(zhì)來提高厭氧消化的效率。
我認(rèn)為下一代污水處理模式應(yīng)該是基于污染物污泥富集資源回收的模式。第一階段最大化利用生物污泥富集污染物，第二階段回收碳和磷，實(shí)現(xiàn)高效高值利用、氮的高效轉(zhuǎn)化和回收。對重金屬不超標(biāo)的污泥，建議通過厭氧消化或者好氧堆肥進(jìn)行土地園林利用，也可以進(jìn)行高附加值資源提取回收。
我個人不主張直接采用干化焚燒處理污泥，因?yàn)槲覈奈勰嗄噘|(zhì)還不穩(wěn)定。如果要單獨(dú)干化焚燒，就必須采用流化床工藝，整個工藝從資源回收角度來講做得還不夠。但如果污泥的重金屬含量超標(biāo)嚴(yán)重，也可以采用干化焚燒的方式對污泥進(jìn)行處理。而熱解技術(shù)和協(xié)同技術(shù)可能會有市場空間。對重金屬不超標(biāo)的污泥，我強(qiáng)烈建議通過厭氧消化或者好氧堆肥進(jìn)行土地園林利用，也可以進(jìn)行高附加值資源提取回收。在高附加值資源提取回收方面，無論是提蛋白、甲烷回收等方法都可以采用。
總體道路還應(yīng)該是污泥和城市有機(jī)質(zhì)廢棄物協(xié)同厭氧消化，實(shí)現(xiàn)規(guī)�；镔|(zhì)燃?xì)饣厥�，生產(chǎn)高品質(zhì)綠化營養(yǎng)土。這些模式在我國山東省、福建省廈門市等地都有實(shí)踐，主要處理工藝就是將餐廚、菜市場垃圾和污泥協(xié)同處置。
現(xiàn)在污泥處置的瓶頸問題主要包括：1、單一技術(shù)很多，相對成熟；但需技術(shù)綜合集成示范，全流程綜合解決方案的比較方法；2、厭氧、好氧污泥土地利用限制；強(qiáng)制污泥“穩(wěn)定化”要求、提升污泥品質(zhì)和合理風(fēng)險評估；3、污泥處理處置經(jīng)費(fèi)需要落實(shí)（補(bǔ)貼政策： 燃?xì)饪萍脊こ�，環(huán)境效益等）；4、技術(shù)開發(fā)和市場的有效結(jié)合；開發(fā)全產(chǎn)業(yè)鏈可續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式。
而我們也可以斷定，我國污泥處理機(jī)遇和挑戰(zhàn)共存，思維理念轉(zhuǎn)變和前瞻性創(chuàng)新需要勇氣和擔(dān)當(dāng)。同時巨大的市場和需求、大量研發(fā)經(jīng)費(fèi)的投入，定會引領(lǐng)未來污泥處理處置資源化技術(shù)的發(fā)展。
