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国家重大科技专项“污泥课题”进展顺利成绩亮眼

时间:2020-07-07 11:03

来源:同济大学新闻网

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  作为“十三五”期间“水体污染控制与治理”国家重大科技专项的重要组成部分,“城市水环境整治重点工程技术与实证项目”实施3年多以来,取得良好的经济和社会效益,科学研究成果和高品质人才迭出,成绩喜人。

  四条主流技术路线,每一条都有很好的工程集成应用

  习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”理念,绿水青山离不开科学技术的强大支撑。经过数个五年规划的努力,我国的环境科学取得了喜人的成绩。随着我国污水处理设施的高速发展,污水处理厂的污泥产生量日益增加。这些污泥不同于河堰塘库中的泥土,其无害化、资源化和能源化利用要求日趋紧迫,但行业内的“重水轻泥”现象让污泥问题日益成为环境难题。

  污泥领域标志性成果责任专家、同济大学环境学院院长戴晓虎教授介绍,污泥处理处置在“十一五”和“十二五”期间取得了阶段性进展,确定了四条主流工艺路线,即“厌氧消化+土地利用” “好氧发酵+土地利用”“干化焚烧+灰渣填埋或建材利用”“深度脱水+填埋” 。我们的主要任务就是集成这些关键技术,打造规范化、标准化、系列化的技术路线,并完善相应标准规范与政策法规。

  “项目依托北京高碑店、上海白龙港等典型实证工程,开展工程实证评估和主流污泥处理技术路线的集成优化。”戴晓虎教授介绍,课题打通污泥稳定化处理与资源化处置的衔接与系统集成,形成成套集成技术与工艺包,并在此基础上形成我国污泥处理处置成果案例库,建立了我国污泥处理处置产业化发展的管理政策与标准体系。

  据悉,“污泥课题”由同济大学牵头,联合上海、北京、重庆、郑州、深圳等地的8家单位联合组成“产-学-研-用”团队合力推进四条技术路线的实证、集成研究。

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  “厌氧消化+土地利用”工艺路线如何实证?课题选择北京高碑店污水处理厂,目前已建立了污泥高级厌氧消化技术路线的污泥处置工程运行管理方法和四条主流技术路线的工程实证评估方法体系。科研人员与企业针对运行过程中出现的问题合力攻关,最终编制出高级厌氧消化技术工艺包。

  “污泥深度脱水+填埋”工艺路线的工程实证研究选择上海白龙港污水处理厂。研究发现,施行新工艺后,无论是沼气产出率、有机质分解率,还是挥发酸与碱度的比值都显著优化,且污泥经厌氧消化系统后的腐殖化明显增强。

  “污泥高温好氧发酵+土地利用”的工程实证研究选择了郑州污水净化公司,目前已经形成了全链条集成技术。研究选择公司旗下的郑州市双桥厂、八岗厂,对比分析了好氧发酵过程pH值、含水率、有机份、电导率、总氮等指标变化,总结了不同好氧发酵工艺的优缺点。同时针对车间臭气等问题,分别设计出除臭系统;酸洗碱洗装置设计,采用稀硫酸作为阻垢剂,采用氢氧化钠溶液作为碱洗液;完成了污泥好氧发酵工艺方案提升优化研究,形成了工艺包。最终,构建完成污泥处理产物园林利用产业化模式和好氧发酵实证工程评估体系。

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  “污泥干化焚烧+灰渣填埋/建材利用”即通常所说的“一把火烧了”,但污泥处置的这项技术可没有那么简单。课题组选择上海竹园污泥处理工程,最终形成了污泥干化焚烧工程实证评估方案;初步形成评估指标体系,完善了干化焚烧工艺包编制框架。“目前,污泥干化焚烧工程实证与集成方面,已形成了一套基于问题诊断和设计运行原则优化的工程评估方法,可供其他工程借鉴。”戴晓虎介绍。

  让处置后的污泥为绿水青山“加分”

  城市污泥经过这些技术路线处理后,还是要回到大自然中去,但它是安全的吗,如何保证其安全?“污泥课题”基于土地利用、安全填埋、焚烧产物建材利用等三类主要污泥处置方式,开展污泥安全处理处置与资源化技术衔接与优化研究。“让处置后的污泥为绿水青山加分。”戴晓虎告诉记者。为此,课题首先梳理国内污泥现状、土地利用标准和政策法规等,对照海外此类研究,深入开展其对植物生长的影响和其在环境中迁移规律的分析。目前,研究已经凝成三项关键技术:提出了污泥处理产物园林产业化利用方案(模式)、污泥多样化产品市场化的园林利用方案,建立了一套得到园林行业认可的共赢体系;研发出污泥焚烧产物用于建材技术,课题在江苏某企业的实证研究成功产出合格的成品砖,目前正在制定产业化方案;研发出污泥碳化产物园林利用技术,吊兰、千日红、鹅掌柴的栽培实验表明,污泥作为基土的施用效果良好。

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  “通过这些实证研究,我们目前已经形成污泥安全处置和资源化的产业支撑体系。”戴晓虎介绍,这些技术包括污泥安全处理处置与资源化技术集成开发与标准化成果、污泥安全处理处置与资源化产业发展支撑体系、我国污泥处理处置技术发展蓝皮书等,课题所取得的成果对推广应用污泥处理处置主流技术路线具有较好的指导价值。

  一连串成绩单都很闪亮

  采访获悉,伴随着实证研究的推进,课题目前已经取得良好的经济社会等效益。课题组在长沙建设了国内首个具有自主知识产权的低质污泥水热改性提质-高含固厌氧增效-资源回收新工艺的示范工程,日处理规模500吨/天(含水率80%),目前已推广至西安、牡丹江、佳木斯等多个污泥处理处置工程之中;镇江的国内首个低质污泥水热改性提质-高含固协同厌氧增效-资源回收新工艺的工程项目,日处理规模达到260吨/天。

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  据悉,截至今年6月,该课题的实施,实现46亿吨/年污水所产生污泥的稳定化处理,COD直接减排量达15万吨/年,减少二次污染排放,污泥回收沼气0.9亿立方米/年,同时实现CO2减排19万吨/年;且已发表高水平学术论文61篇;新申请国家发明专利48项,授权36项;课题成果在北京、上海、深圳、重庆、西安、郑州等多项首创性、典型性示范工程得到应用;培养正高级工程师3名、高级工程师10名、博士后4名、博士研究生8名、硕士研究生36名;已发布地方标准1项,新编制指南5项,新申请团体标准5项。

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编辑:赵利伟

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