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污泥资源化是挑战,更是机遇

时间:2014-05-15 11:50

来源:同济大学

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4月20日,由同济大学牵头组建的国家污泥处理处置产业技术创新战略联盟召开工作推进会并发表《上海共识》。《共识》指出:污泥处理处置设施的建设是“十二五”我国污染治理、节能减排的重要任务。而实现污泥资源化为核心的处理处置,亟需理念转变、技术创新和设备产业化支撑——机遇就在其中。联盟将发挥各联盟成员单位的优势,通过专题开展污泥高效厌氧发酵、生物好氧发酵、协同焚烧、热能利用等领域的深化研究和工程示范,引领技术创新、带动产业化发展,实现共赢,将我国的污泥处理处置推进到一个新的发展阶段,让中国的“污泥资源循环梦”梦想成真。

污泥资源化是世界大势

联盟首届理事长、我校城市污染控制国家工程研究中心主任戴晓虎教授介绍,许多发达国家已从法律层面上把污泥定义为生物固体,而不是废弃物,强调和推进生物质能源和生物质资源的回收利用。目前,美国的污水处理厂每年产生约560万吨干污泥,其中大约60%用于农业;日本年产污泥223万吨,其中131万吨用于建材,35万吨作为农用;英国和法国每年产生的污泥, 60%用于土地。总体来看,欧洲各国52%的污泥为土地所利用。

污泥的资源化利用,有个重要因素——重金属控制,这方面德国做得较好。1977年以后,德国的污泥中大部分重金属都呈下降趋势,铜、镍等元素的含量最近几年基本趋于稳定。究其原因,德国污泥处理费用较高,企业若想最大程度降低成本,必不可少的是做好污泥稳定化。并在此基础上,对污泥进行土地利用,实现资源化。“资源化是污泥处理处置的必然选择之一,稳定化则是污泥土地利用的核心。”戴晓虎说。

我国目前的污泥性质和国外发达国家相比存在很大差异,主要表现在低有机质、高含砂量(污水处理厂普遍采用了圆形沉砂池,脱砂效率低;大量的基建、施工建设导致泥砂水排入污水管网系统等)、重金属含量高(工业污水源头重金属处理系统不完善)。由于污泥含砂量高、有机物低、热值低,大大影响了污泥能源化处理的经济效益;由于污泥重金属含量高,直接影响了污泥土地利用的可能性。

针对这些特点,近年来联盟成员在污泥改性,处理效率和资源化产物品质提高,资源化产物利用等方面采取许多有效的措施,展开有益的探索。主要表现为:“高温热水解—厌氧消化—沼气和苗木带炭土利用”技术路线,改善了厌氧消化条件,提高了厌氧消化性能、沼气产量、稳定化水平、沼气和炭土质量;以沼气社会化利用、苗木栽培和移栽的独到资源利用方式,实现了污泥全处理,过程全绿色,能源全平衡,资源全利用,成本可接受,资源利用可获益。

对那些有机质丰富的污泥等废弃物,采用“高温热水解—脱水—蛋白提取利用”技术路线,在处理污泥的同时,获得了制备具有良好保温性能泡沫混凝土的关键材料——蛋白发泡剂。“以上两种技术路线也体现了处理过程的低碳。”戴晓虎说。

中国的污泥资源化实践

采访获悉,2009年回国后,戴晓虎带领的同济大学科研团队围绕“城市污泥处理处置能量流和物质流的科学问题”及“城市污泥生物质能源回收与资源综合利用”研究主线,相继承担了“十二五”国家高技术研究发展计划(863计划)项目“节能降耗市政污泥处理与能源化利用技术及工程示范”;承担“十二五”国家水专项“城市污泥及有机质的联合生物质能源回收与综合利用技术”课题,“十一五”国家科技支撑计划“城市生活垃圾箱式厌氧生物制气设备研发与示范工程”课题;还主持了住建部“城镇污水处理厂污泥现状调研”专项,承担国家发改委“国家工程中心能力提升建设”项目,参与编制了《城市污水处理厂污泥处理处置技术指南》,该《指南》2011年由发改委、住建部联合颁布实施。

以这些项目为依托,戴晓虎带领的团队目前已经开发出城市污泥高级厌氧消化成套技术。其中包括城市有机质及污泥高级厌氧消化、生物质能转化利用技术,污泥和城市有机质高温高压热水解技术,餐厨垃圾高效稳定化、资源化及其综合利用技术,城市污泥高温好氧发酵成套技术,污水污泥处理过程臭气控制技术等。

2010年同济科技以戴晓虎团队的成套技术为核心组建了环境技术转化平台,以推动成果的产业化应用,目前,上海,长沙,合肥,青岛等地分别展开了其实际应用。长沙污水处理厂污泥处理项目为国家发改委、建设部首座污泥餐厨垃圾集中能源处理示范项目,项目采用戴晓虎团队自主研发的污泥热水解加高温厌氧消化工艺,项目投资逾3亿人民币,设计处理能力为每天500吨,其中包括434吨湿污泥和66吨餐厨垃圾。

攥起拳头干大事

随着成效的日益显现,我校联合国内污泥处理处置产业及技术领域的高校、科研院所、装备单位、设计单位、应用单位等近30家企事业单位,2011年11月成立“污泥处理处置产业技术创新战略联盟”,联盟针对我国污泥二次污染现象突出、处理处置技术和装备与国外存在较大差距的现状,发挥各联盟成员的优势,共同致力于技术研究、技术创新、装备开发与制作,以及技术与装备标准化制定和推广应用,以加快污泥产业的技术创新进程。该联盟2013年10月获批为“国家产业技术创新战略联盟”,61家成员单位覆盖污泥处理处置技术研发、设备制造、设施建设、运行管理等领域,为我国污泥处理处置工作搭建了国家级产业技术创新平台。

今年1月,联盟在杭州召开城镇污水处理厂污泥处理处置技术发展研讨会。与会者认为,我国污泥资源化道路任重道远,除了要突破认识和理念上的差距之外,还要重视对我国污泥泥质及泥量调查、污泥泥质监测和泥量统计制度的建立;重视我国以资源化利用为核心污泥处理处置技术标准和标准体系的建立;重视各类核心技术、关键设备的研发,为资源化提供支撑平台;重视社会化资本引入和商业模式的建立,促进产业良性发展。“会议达成了我国污泥处理处置,走资源化之路的共识。”戴晓虎说,联盟发表了《杭州共识》。

紧接着,又在上海召开这次国家污泥处理处置产业技术创新战略联盟工作推进会,吸引了来自国内污泥处理处置产业及技术领域的高校、科研院所,及装备、设计及应用单位等近70家企事业单位的代表参加。我校副校长江波,科技部、住建部、中国环境保护产业协会、上海水务局等相关负责人出席会议。会议特别邀请该联盟战略指导委员会两位名誉主任——同济大学原校长高廷耀教授,以及中国工程院院士、清华大学钱易教授,联盟战略指导委员会主任、住房城乡建设部城镇水务管理办公室主任张悦教授级高工,分别就污泥处理处置技术发展现状、趋势等作专题报告。

会议指出,发达国家污泥处理处置的理念已经发生了根本变化,将污泥的生物质资源化、能源化提升为国家战略目标。经过热烈的讨论,联盟各成员单位达成诸多共识,最终形成并发出主旨为“污泥资源化是挑战,更是机遇”的《上海共识》。

 

编辑:田皓

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