水專項助力我國污泥無害化處理處置技術(shù)發(fā)展
近年來，隨著國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的實施，水環(huán)境治理成效顯著。但是，城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥絕大部分未得到有效處理處置，嚴重制約了污水處理設(shè)施環(huán)境效益和社會效益的充分發(fā)揮。水體污染控制與治理重大科技專項在設(shè)立之初，就前瞻性地將目光投向了污泥處理處置技術(shù)，2009年啟動了城鎮(zhèn)水污染控制與治理共性關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項目“城市污水污泥減量、無害化與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究”課題，根據(jù)各地的共性技術(shù)需求，以有效防止城市污水處理廠污泥二次污染、提高資源化利用水平為目的，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的城市污水處理廠污泥處理處置工藝技術(shù)路線和設(shè)備。
該課題由浙江大學熱能工程研究所牽頭、中國市政工程華北設(shè)計研究總院、廈門水務中環(huán)污水處理有限公司及杭州國泰環(huán)保科技有限公司等國內(nèi)具有產(chǎn)學研結(jié)合優(yōu)勢的單位共同完成。
根據(jù)我國不同地域污泥的泥質(zhì)特點，課題組以無害化和資源化為目標，重點開展了污泥化學調(diào)理和深度脫水的機理、生物干化后土地利用方法、干化焚燒和二次污染控制等方面的研究，開發(fā)了污泥深度脫水裝置、空心漿葉式干化機、異重流化床污泥焚燒鍋爐等關(guān)鍵設(shè)備。
該課題取得了如下技術(shù)突破：一是以空心漿葉式污泥干化技術(shù)和異重流化床污泥焚燒技術(shù)為核心的污泥干化焚燒集成技術(shù)。課題組采用低壓余熱蒸汽作為污泥干化熱源，通過空心漿葉式污泥干化機進行污泥熱干化，從污泥干化過程產(chǎn)生的尾氣中分離出不可凝的臭氣，并送入污泥焚燒鍋爐焚燒。針對污泥含水率高、灰量大的特點，課題組開發(fā)了異重流化床污泥焚燒技術(shù)，單爐污泥處理量可達500噸/天濕污泥以上。通過燃燒過程中污染物防治措施和尾部煙氣凈化技術(shù)，使污泥焚燒后的氣態(tài)污染物，包括二噁英、氮氧化物、硫氧化物等的排放濃度優(yōu)于國家標準。二是污泥深度脫水技術(shù)。針對纖維含量較高的污泥，課題組通過自主研發(fā)的化學調(diào)理劑改變污泥中水分賦存形態(tài)，再在常溫常壓下，采用高干度板框壓濾機將含水率80%左右的濕污泥中的水分以液態(tài)的形式分離，脫水后污泥含水率可降至60%以下，其體積可減量約2/3，實現(xiàn)了污泥的減量化。三是污泥生物干化技術(shù)。針對有害物質(zhì)含量少、沒有工業(yè)污水混排的市政污泥，課題組開發(fā)了污泥生物干化后進行土地利用的工藝技術(shù)。在污泥生物干化能量平衡模型、污泥與輔料配比、干化翻動與通風控制等方面取得了突破。完成了生物干化污泥性質(zhì)的檢測、生物干化污泥在茶樹、草坪和香蕉中的應用技術(shù)研究。四是濕污泥循環(huán)流化床一體化干化焚燒技術(shù)。課題組研究開發(fā)了將干化與焚燒耦合成一體的干化焚燒技術(shù)，在實現(xiàn)污泥最大程度的減容減量和無害化的基礎(chǔ)上，使污泥處置工藝的能耗降低、熱量利用率提高，并實現(xiàn)了集成系統(tǒng)的中試。
課題研制的污泥深度脫水技術(shù)對纖維含量較高的污泥可以脫至含水率60%以下，空心漿葉式干化機熱耗(每蒸發(fā)1噸水分所消耗的蒸汽量)小于1.25噸，異重流化床污泥焚燒鍋爐熱效率≥80%，污染物排放高于國家《生活垃圾焚燒污染物控制標準》(GB18485-2001)，投資成本低于進口技術(shù)的50%，每噸污泥運行成本節(jié)省近一半，達到國際領(lǐng)先水平。
該課題研究取得了豐碩成果，已申請國家專利32項，其中申請發(fā)明專利17項，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置工藝技術(shù)路線和設(shè)備，建成了富陽市1500噸/日污泥焚燒發(fā)電工程、嘉興發(fā)電有限公司250噸/日污泥干化焚燒工程、杭州蕭山300噸/日污泥濃縮脫水工程、廈門同安100噸/日污泥生物干化與土地利用工程、深圳100噸/日污泥生物干化與土地利用工程和杭州市100噸/日濕污泥循環(huán)流化床一體化焚燒工程共6項示范工程。除示范工程外，該課題成果還推廣應用到杭州、天津、紹興、平湖、海寧、溫州等近15個工程項目中。據(jù)不完全統(tǒng)計，采用該課題技術(shù)處理的污泥量已達到7000噸/日，創(chuàng)造了新增產(chǎn)值8000萬元以上的經(jīng)濟效益，有效改善了環(huán)境質(zhì)量，為各地所面臨的污泥無害化處理處置提供了技術(shù)選擇，具有良好的社會效益和環(huán)境效益。
2012年2月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部水專項管理辦公室對課題的實施成效進行了檢查。專家組對課題示范工程的運行情況給予了高度評價，認為課題已完成合同書規(guī)定的任務目標;示范工程建設(shè)規(guī)模和實施進度符合合同書的規(guī)定，已投入生產(chǎn)性運行;示范工程的考核指標達到合同要求。示范工程之一的富陽市1500噸/日污泥焚燒發(fā)電工程于2011年被住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展和改革委員會批準為全國首批“污水處理廠污泥處理處置示范項目”，在全國進行示范和推廣。課題主要研究成果被列入住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展和改革委員會聯(lián)合頒布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》。課題牽頭單位浙江大學熱能工程研究所成為“城市固體廢物產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”第一副理事長單位和技術(shù)委員會主任單位。
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