戴曉虎：污泥處理技術現狀和發展趨勢

時間： 2015-05-25 11:56

來源：水工業市場

作者：戴曉虎

污水中約30-50%的COD轉入到了污泥中，轉入污泥的N約30-45%，P約90%。如果污泥不及時進行處理處置，從節能減排的角度上看，污水處理設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能減排當中很重要的一個環節。

國際上污泥處理處置技術工藝，主要緊扣四化：穩定化、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。從技術層面上說，我國污泥處理處置主要考慮的是穩定化的范疇，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狀

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

但是，針對我國現狀，這些技術還需要進一步提升。首先，很多國外技術在中國并不適用。我國污泥的含砂量很高、有機質也很多，需要進一步研發相關適應技術。第二，我國的環境問題和國外的環境問題是不一樣的。我們的環境容量和所負荷的污染之間的矛盾相當激烈。

二、未來技術發展趨勢

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，污泥也沒有達到其應有的資源化水平。在2014年活性污泥一百周年時，全世界科學家都一致認為：資源化是污水處理未來發展的方向，污泥的資源化利用是未來需要突破的重要環節。

隨著大數據時代的到來，對資源和能源的期望也增加了。在此背景下，現在污泥中的污染物，將來會實現最大程度的“資源化”。從處理處置為目標轉變觀念為以資源化利用為導向，實現科技創新服務可續發展。

未來技術都要遵循五個方面的原則：以資源循環為主導的可持續發展趨勢;污泥生物質能源的最大化回收;污泥營養物質(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

污泥污染物利用的熱點技術主要是C、N、P的資源化利用，全世界的科學家都試圖把污泥當中有用的能源物質最大化地進行回收。

1、污泥/城市有機質高效協同厭氧消化隨著新型城鎮化的發展，把城市有機質和污泥集中起來進行厭氧消化，是比較可行的資源回收利用方式。污泥與餐廚垃圾協同厭氧消化，可提高餐廚厭氧系統的穩定性，降低抑制物濃度，提升緩沖度，負荷提高4-5倍，容積產氣率提高3-5倍。

2、污泥高溫碳化技術污泥碳化就是在600-900℃時對污泥進行高溫融化，在600℃時變成生物碳土，到900℃時已經氣化。焚燒技術畢竟有一些污染物的產生，碳化技術和焚燒技術相比，應該有一定的發展空間。德國和日本目前都已經有了污泥高溫碳化技術的示范工程，我國湖北馬上也有碳化技術的示范工程。

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

4、污泥好氧/厭氧/土地利用利用污泥中的有機質、氮磷鉀營養物質，是污泥資源化利用的重要方式之一。我國目前污泥的有機質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險，將來也是我們需要考慮的重要內容。

5、污泥制生物柴油技術通過污泥建材，把污泥當中50-60%的無機物催化成為柴油的原料。

6、污泥蛋白提取技術污泥中有機物的40-60%為微生物蛋白，采用熱水解技術可以提取蛋白質。提取出來的蛋白質液體可用作高附加值的建材發泡劑、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技術通過四個步驟提取：篩選適合的微生物→生產制造PHA需要的碳源揮發酸→在生物質中富集PHA，生產半成品→精煉半成品，獲得純PHA，最終根據用戶的需求生產塑料。國外也有把污泥通過發酵制成生物可降解塑料的工藝，有實驗室包括小試方面的研究，但生產性應用在效率上還受到一定的限制。

8、磷回收技術磷是一種不可再生資源，據估計，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利用了。磷礦石價格不斷攀升，推動了磷回收技術的研發與實施，許多國家已將磷視為21世紀的一種戰略資源。

在大數據的時代，在分子生物學的時代，我們需要一些新的思維方式，來看待新的問題。鑒于中國的環境容量現狀，我們需要更先進、更高效、更綠色的污泥處理處置技術。現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、結語

當前面臨氣候變化、能源資源短缺等問題，“資源循環、綠色、健康”是未來技術創新的重點，污水污泥中“污染物”資源化回收利用是未來發展的趨勢，污泥是污水處理全過程資源回收利用的關鍵。

觀念轉變、科技創新是核心?，F在國家也在提倡萬眾創新、萬眾創業，所以科技發展很重要。

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”的領跑者，引領下一個100年“新型污水污泥技術”的創新發展。

編輯：趙凡

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同濟大學環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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