我國城市污泥處理處置任務(wù)緊迫，同時由于污泥處理處置還處于起步階段，應(yīng)充分借鑒國外的成功經(jīng)驗和先進技術(shù)。在由中國水網(wǎng)、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院、中國土木工程學(xué)會水工業(yè)分會共同主辦“2011水業(yè)高級技術(shù)論壇”上，上海市政工程設(shè)計研究總院總工張辰介紹了幾種污泥處理處置新技術(shù)，包括污泥厭氧消化和污泥熱處理的相關(guān)技術(shù)，為國內(nèi)污泥處理處置技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路，得到與會者的好評。

    厭氧消化相關(guān)技術(shù)

    1.熱水解厭氧消化技術(shù)

    熱水解厭氧消化技術(shù)就是在厭氧消化工藝前增加一個預(yù)處理工藝，通過熱水解改善污泥厭氧消化性能、提高處理效率、增大甲烷產(chǎn)量。經(jīng)過熱水解預(yù)處理后，污泥的含固率會提高，可以達到9~12%，從而節(jié)省了污泥消化體積，節(jié)約了土建費用。此外，熱水解還可以很好的抑制泡沫的產(chǎn)生。但該技術(shù)為專利技術(shù)，供應(yīng)商有限，建設(shè)成本較高；熱水解技術(shù)需要在高溫高壓條件下運行，對操作人員的要求高；此外，我國的污泥含砂量高、有機質(zhì)低，采用該技術(shù)能否達到同樣的效果還需要進行研究。

    目前，在全球有22個采用COMBI工藝（一種熱水解厭氧消化工藝）的項目，每年可處理420000噸干重固體。

    2.高含固厭氧消化

    高含固厭氧消化，同樣是先進行預(yù)處理，使污泥含水率降低到80%多，含固率提高。傳統(tǒng)污泥厭氧消化工藝中污泥含固率設(shè)計值一般為3%，但現(xiàn)在隨著加工技術(shù)的發(fā)展，厭氧處理設(shè)備的發(fā)展，污泥預(yù)處理技術(shù)的發(fā)展，使得污泥含固率能夠逐步提高。污泥含固率的提高對建設(shè)費用及污泥產(chǎn)氣率都有很大改善。

    芬蘭的HLAD工藝，進入污泥預(yù)反應(yīng)池的污泥設(shè)計含水率85%。據(jù)國外案例，產(chǎn)氣效率比傳統(tǒng)厭氧消化高出30%。在昆明有一個污泥處理工程，全套引進采用芬蘭技術(shù)。目前土建工程已基本完成。

    高含固厭氧消化技術(shù)本身存在一些難點：1）反應(yīng)基質(zhì)濃度高，造成反應(yīng)中間產(chǎn)物與能量在介質(zhì)中傳遞、擴散困難，易形成反饋抑制；2）水分含量低影響細胞移動或酶擴散，增大啟動難度；3）攪拌阻力大，能耗高。

    3.沼氣利用技術(shù)

    污泥經(jīng)厭氧消化處理后可以產(chǎn)生沼氣，沼氣提純及綜合利用也有很多新技術(shù)，使得沼氣中甲烷含量提高，可以應(yīng)用到各個領(lǐng)域。

    如應(yīng)用沼氣提純處理設(shè)備，1400Nm3/h的沼氣采用吸收法處理后，生產(chǎn)甲烷含量為97%的900Nm3/h甲烷氣。采用沼氣發(fā)電設(shè)備，甲烷含量60%的沼氣熱值約5130kcal/m3,1m3沼氣可轉(zhuǎn)化1.6～1.8kwh電能。國內(nèi)中小型沼氣發(fā)電設(shè)備發(fā)展已比較成熟。

    污泥熱處理相關(guān)技術(shù)

    在由中國水網(wǎng)主辦的2011水業(yè)高級技術(shù)論壇上，張辰還介紹了跟污泥熱處理相關(guān)的技術(shù)，如污泥焚燒及替代技術(shù)、污泥焚燒灰磷回收技術(shù)和污泥亞臨界水反應(yīng)技術(shù)。

    １.污泥焚燒及其替代技術(shù)

    張辰介紹說，我們可以利用污泥從80度低溫到1200度高溫焚燒曲線，選取不同的點發(fā)揮其中間有機物的作用。

    在無氧條件下進行污泥炭化就是值得研究的技術(shù)，如高溫碳化技術(shù)（溫度800℃左右）、中溫碳化技術(shù)（溫度450～600℃）、低溫碳化技術(shù)（溫度300℃以下）。這樣可以使污泥形成一定的資源。2007年11月在日本Tobu污泥廠開始運行的污泥碳化設(shè)施。每年對9.9萬噸脫水污泥進行干化，然后進行碳化，生產(chǎn)出8700噸生物質(zhì)固體燃料。這些燃料被運送到Nakoso電廠，與煤進行混合（混合量大約是煤的1%）發(fā)電。

    此外，在污泥氣化階段，如采用旋風(fēng)式污泥燃燒爐，焚燒溫度在1200℃以上，產(chǎn)生的飛灰少，在這個階段由于有機質(zhì)全部被利用，無機的成分熔融狀態(tài)，如果迅速降溫會形成很好的建筑材料，灰渣可直接做建材（又稱玻璃體骨料）。但是該技術(shù)成本高，僅在美國和日本有幾處應(yīng)用。

    2.污泥焚燒灰磷回收技術(shù)

    以磷回收為目的的焚燒灰利用技術(shù)也是目前大家較關(guān)注的技術(shù)。在澳大利亞LowerMolonglo污泥焚燒廠，每天有脫水污泥47噸，產(chǎn)生焚燒灰渣16噸。焚燒灰渣用作土壤調(diào)理劑。

    日本完全依賴于國外進口磷，而大約40-50%以磷礦形式進口的磷最終進入到污水中。岐阜市探索了對焚燒灰渣進行脫毒處理，作為磷肥重新利用，并在2010年年初建設(shè)了實際規(guī)模的處理中心。

    ３.污泥亞臨界水反應(yīng)技術(shù)

    一般認(rèn)為水處于200～374℃、10～22MPa時的狀態(tài)，稱為水的亞臨界狀態(tài)。污泥中有機物在這種亞臨界狀態(tài)可直接與O2或空氣進行燃燒反應(yīng)。日本一家公司曾對該技術(shù)進行過推廣和介紹，污泥亞臨界水反應(yīng)技術(shù)可以使污泥在亞臨界狀態(tài)有機質(zhì)產(chǎn)生一部分的氣，氣體可以回收，上清液可以回收，固體形成了很好肥料，使得氣固液三相得到有效分離。

    張辰介紹的這些技術(shù)不僅僅停留在研究階段，而是具有一定的實際運行經(jīng)驗，這將為國內(nèi)污泥處理行業(yè)提供很好的參考和借鑒。