【上海科技報】污水處理廠中的污泥 “變廢為寶”了 同濟大學牽頭成功打造“中國污泥治理全鏈條”
作者:吳苡婷 程國政
近年來,我國環境科學取得了喜人的成績,但隨著我國污水處理設施的高速發展,污水處理廠的污泥產生量日益增加。這些污泥不同于河堰塘庫中的泥土,其無害化、資源化和能源化利用要求日趨緊迫,但行業內的“重水輕泥”現象讓污泥問題日益成為環境難題。由同濟大學牽頭的“城市水環境整治重點工程技術與實證項目”是十三五期間“水體污染控制與治理”國家重大科技專項的重要組成部分,該項目的實施大大提高了污泥處理的能力,大量污泥變成了沼氣、成品磚和園林栽培基土。
數據顯示,截至今年6月,該項目已經實現了每年46億噸污水處理后所產生大量污泥的穩定化處理。每年污泥回收沼氣達到0.9億立方米,每年促進二氧化碳減排19萬噸。項目成果已經在北京、上海、深圳、重慶、西安、鄭州等多地的首創性和典型性示范工程中得到應用,取得良好的經濟效益和社會效益。
四條主流技術路線已經成熟
同濟大學環境學院院長戴曉虎教授告訴記者,污泥處理處置在多年科研實踐后確定了四條主流工藝路線,即“厭氧消化+土地利用”“好氧發酵+土地利用”“干化焚燒+灰渣填埋或建材利用”“深度脫水+填埋” 。由同濟大學牽頭,聯合上海、北京、重慶、鄭州、深圳等地的8家單位聯合組成“產-學-研-用”團隊正在合力推進四條技術路線的實證、集成研究。
目前,項目依托北京高碑店、上海白龍港等典型實證工程,形成我國污泥處理處置成果案例庫,建立了我國污泥處理處置產業化發展的管理政策與標準體系。
項目組選擇北京高碑店污水處理廠進行了“厭氧消化+土地利用”工藝路線的實踐,目前已建立了污泥高級厭氧消化技術路線的污泥處置工程運行管理方法。科研人員與企業針對運行過程中出現的問題合力攻關,最終編制出高級厭氧消化技術工藝包。
“污泥深度脫水+填埋”工藝路線的工程實證研究選擇了上海白龍港污水處理廠。施行新工藝后,無論是沼氣產出率、有機質分解率,還是揮發酸與堿度的比值都顯著優化,且污泥經厭氧消化系統后的腐殖化明顯增強。
“污泥高溫好氧發酵+土地利用”的工程實證研究選擇了鄭州污水凈化公司,目前已經形成了全鏈條集成技術。針對車間臭氣等問題,科研人員設計出除臭系統,還完成了污泥好氧發酵工藝方案提升優化研究,并構建完成了污泥處理產物園林利用產業化模式和好氧發酵實證工程評估體系。
“污泥干化焚燒+灰渣填埋/建材利用”即通常所說的“一把火燒了”。項目組選擇上海竹園污泥處理工程,最終形成了污泥干化焚燒工程實證評估方案。“目前,污泥干化焚燒工程實證與集成方面,已形成了一套基于問題診斷和設計運行原則優化的工程評估方法,可供其他工程借鑒。”戴曉虎介紹。
處置后的污泥正在為綠水青山“加分”
城市污泥經過這些技術路線處理后,還是要回到大自然中去,確保其安全是科研人員需要攻克的另一個難題。
“我們正在基于土地利用、安全填埋、焚燒產物建材利用等3類主要污泥處置方式,開展污泥安全處理處置與資源化技術銜接與優化研究,讓處置后的污泥為綠水青山加分。”戴曉虎說。
項目組通過梳理國內污泥現狀、土地利用標準和政策法規,對照海外此類研究,深入開展處置后的污泥對植物生長的影響和其在環境中遷移規律的分析,目前已經形成3項關鍵技術,分別是污泥處理產物園林產業化利用方案(模式)、污泥多樣化產品市場化的園林利用方案、污泥焚燒產物用于建材的技術。
戴曉虎介紹說,江蘇某企業已經通過實證研究成功制造出以污泥為原料的合格成品磚,正在制定產業化方案;項目組還研發出污泥碳化產物園林利用技術,經吊蘭、千日紅、鵝掌柴的栽培實驗表明,污泥作為基土的施用效果良好。
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