戴曉虎：污泥處理技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

時間： 2015-05-25 11:56

來源：水工業(yè)市場

作者：戴曉虎

污水中約30-50%的COD轉(zhuǎn)入到了污泥中，轉(zhuǎn)入污泥的N約30-45%，P約90%。如果污泥不及時進(jìn)行處理處置，從節(jié)能減排的角度上看，污水處理設(shè)施只做了一半或者三分之二的工作，所以污泥處理處置是污水處理或節(jié)能減排當(dāng)中很重要的一個環(huán)節(jié)。

國際上污泥處理處置技術(shù)工藝，主要緊扣四化：穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化。我國在污泥減量化方面做了大量的工作，但離真正的減量化還有一定的距離。從技術(shù)層面上說，我國污泥處理處置主要考慮的是穩(wěn)定化的范疇，而資源化利用方面，則沒有太多考慮。

一、我國污泥處理處置現(xiàn)狀

總體來說我國的污泥處理技術(shù)路線都是傳統(tǒng)的、國際通用的技術(shù)，這些技術(shù)都可以解決污泥四化的問題，所需費(fèi)用每噸污水約0.2-0.5元。但是，由于責(zé)任主體不明確，各地在進(jìn)行污泥處置時，費(fèi)用問題并沒有落實(shí)，導(dǎo)致了現(xiàn)在的各種問題。撇開技術(shù)路線，從整個污泥處置的角度來考慮，國內(nèi)外的趨勢都是建材和土地利用。

但是，針對我國現(xiàn)狀，這些技術(shù)還需要進(jìn)一步提升。首先，很多國外技術(shù)在中國并不適用。我國污泥的含砂量很高、有機(jī)質(zhì)也很多，需要進(jìn)一步研發(fā)相關(guān)適應(yīng)技術(shù)。第二，我國的環(huán)境問題和國外的環(huán)境問題是不一樣的。我們的環(huán)境容量和所負(fù)荷的污染之間的矛盾相當(dāng)激烈。

二、未來技術(shù)發(fā)展趨勢

活性污泥法是有一百年歷史的污水處理方法，但是活性污泥法高能耗問題無論在中國還是全球，都沒有得到解決，污泥也沒有達(dá)到其應(yīng)有的資源化水平。在2014年活性污泥一百周年時，全世界科學(xué)家都一致認(rèn)為：資源化是污水處理未來發(fā)展的方向，污泥的資源化利用是未來需要突破的重要環(huán)節(jié)。

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，對資源和能源的期望也增加了。在此背景下，現(xiàn)在污泥中的污染物，將來會實(shí)現(xiàn)最大程度的“資源化”。從處理處置為目標(biāo)轉(zhuǎn)變觀念為以資源化利用為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新服務(wù)可續(xù)發(fā)展。

未來技術(shù)都要遵循五個方面的原則：以資源循環(huán)為主導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展趨勢;污泥生物質(zhì)能源的最大化回收;污泥營養(yǎng)物質(zhì)(磷和氮)的回收;溫室氣體排放控制;健康安全保障。

三、污泥污染物利用的研究熱點(diǎn)

污泥污染物利用的熱點(diǎn)技術(shù)主要是C、N、P的資源化利用，全世界的科學(xué)家都試圖把污泥當(dāng)中有用的能源物質(zhì)最大化地進(jìn)行回收。

1、污泥/城市有機(jī)質(zhì)高效協(xié)同厭氧消化隨著新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展，把城市有機(jī)質(zhì)和污泥集中起來進(jìn)行厭氧消化，是比較可行的資源回收利用方式。污泥與餐廚垃圾協(xié)同厭氧消化，可提高餐廚厭氧系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低抑制物濃度，提升緩沖度，負(fù)荷提高4-5倍，容積產(chǎn)氣率提高3-5倍。

2、污泥高溫碳化技術(shù)污泥碳化就是在600-900℃時對污泥進(jìn)行高溫融化，在600℃時變成生物碳土，到900℃時已經(jīng)氣化。焚燒技術(shù)畢竟有一些污染物的產(chǎn)生，碳化技術(shù)和焚燒技術(shù)相比，應(yīng)該有一定的發(fā)展空間。德國和日本目前都已經(jīng)有了污泥高溫碳化技術(shù)的示范工程，我國湖北馬上也有碳化技術(shù)的示范工程。

3、污泥亞/超臨界水反應(yīng)技術(shù)該技術(shù)就是在高溫高壓的情況下對污泥進(jìn)行處理，也就是污泥在200個大氣壓下停留10-20分鐘，所有的有機(jī)物碳化釋放，剩下的就是無機(jī)物。

4、污泥好氧/厭氧/土地利用利用污泥中的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀營養(yǎng)物質(zhì)，是污泥資源化利用的重要方式之一。我國目前污泥的有機(jī)質(zhì)可能還不能滿足土地利用的要求，包括土地利用方面的二次風(fēng)險，將來也是我們需要考慮的重要內(nèi)容。

5、污泥制生物柴油技術(shù)通過污泥建材，把污泥當(dāng)中50-60%的無機(jī)物催化成為柴油的原料。

6、污泥蛋白提取技術(shù)污泥中有機(jī)物的40-60%為微生物蛋白，采用熱水解技術(shù)可以提取蛋白質(zhì)。提取出來的蛋白質(zhì)液體可用作高附加值的建材發(fā)泡劑、滅火劑等;而污泥處理殘渣可作為覆土、土壤改良劑、建筑材料。

7、污泥中提取PHA技術(shù)通過四個步驟提?。汉Y選適合的微生物→生產(chǎn)制造PHA需要的碳源揮發(fā)酸→在生物質(zhì)中富集PHA，生產(chǎn)半成品→精煉半成品，獲得純PHA，最終根據(jù)用戶的需求生產(chǎn)塑料。國外也有把污泥通過發(fā)酵制成生物可降解塑料的工藝，有實(shí)驗(yàn)室包括小試方面的研究，但生產(chǎn)性應(yīng)用在效率上還受到一定的限制。

8、磷回收技術(shù)磷是一種不可再生資源，據(jù)估計，全世界磷礦儲量只能維持100年左右，100年之后，我們所有的磷資源就靠循環(huán)利用了。磷礦石價格不斷攀升，推動了磷回收技術(shù)的研發(fā)與實(shí)施，許多國家已將磷視為21世紀(jì)的一種戰(zhàn)略資源。

在大數(shù)據(jù)的時代，在分子生物學(xué)的時代，我們需要一些新的思維方式，來看待新的問題。鑒于中國的環(huán)境容量現(xiàn)狀，我們需要更先進(jìn)、更高效、更綠色的污泥處理處置技術(shù)?，F(xiàn)階段要解決的問題是以污染控制為主，未來逐步過渡到資源化利用。

四、結(jié)語

當(dāng)前面臨氣候變化、能源資源短缺等問題，“資源循環(huán)、綠色、健康”是未來技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)，污水污泥中“污染物”資源化回收利用是未來發(fā)展的趨勢，污泥是污水處理全過程資源回收利用的關(guān)鍵。

觀念轉(zhuǎn)變、科技創(chuàng)新是核心?，F(xiàn)在國家也在提倡萬眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)，所以科技發(fā)展很重要。

基于巨大的市場需求和科技投入，我國一定能成為“污水污泥資源化利用新技術(shù)”的領(lǐng)跑者，引領(lǐng)下一個100年“新型污水污泥技術(shù)”的創(chuàng)新發(fā)展。

編輯：趙凡

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