一種新技術(shù)，利用自身的能源處置污泥，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化率超過99%，從根本上實(shí)現(xiàn)污泥的無害化、減量化處理和資源化利用。請關(guān)注——

　　隨著中國城鎮(zhèn)化水平不斷提高，污水處理設(shè)施建設(shè)得到快速發(fā)展，但污水處理后所產(chǎn)生的污泥也隨之增多。截至2014年，中國城鎮(zhèn)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥量已突破3500萬噸/年，平均每天產(chǎn)生近10萬噸，并以8%的年增長率上升。

　　現(xiàn)有處理辦法各有缺陷

　　“污泥作為城市污水處理后的產(chǎn)物，有害物質(zhì)富集，如果不進(jìn)行徹底無害化處理，隨意堆放或簡單處理會存在較高的二次污染風(fēng)險(xiǎn)，破壞土壤、大氣和水資源。”新奧能源研究院院長、國家“千人計(jì)劃”專家朱振旗博士在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)一針見血指出，“目前污水處理行業(yè)，重水輕泥現(xiàn)象嚴(yán)重。不處理污泥，污水處理幾乎是無用功，無非是污泥物在污水處理廠轉(zhuǎn)了一圈，又回到環(huán)境中。部分污泥中的重金屬滲入水體后還可能通過魚、蝦等食物鏈，回到餐桌上。”最新出臺的“水十條”，已將污泥處理作為水污染治理的重中之重。

　　“現(xiàn)在除了焚燒沒有太好的辦法，但污泥的含水量非常高，達(dá)到80%以上，因此污泥進(jìn)焚燒爐之前要有一個(gè)干化過程，無論是燒煤還是燒燃?xì)�，燃料成本都�?00多元錢。由于污泥中含有大量重金屬，焚燒還會帶來嚴(yán)重的污染排放。”朱振旗介紹說，“除了焚燒，另外的辦法就是填埋或堆肥。填埋，有地方的可以，但像京津冀、長三角、珠三角等地區(qū)，地皮太貴，填埋成本很高。污泥填埋除了占地，更嚴(yán)重的問題是存在污染隱患，污泥中的有害物質(zhì)，在雨水循環(huán)作用下有可能滲透、污染地下水系。”污泥堆肥方式也存在占地面積大、周期長、產(chǎn)生溫室氣體、重金屬污染等缺點(diǎn)。

　　近年來，國內(nèi)有不少污泥再利用的示范技術(shù)，但都只能在小范圍內(nèi)使用。朱振旗說：“有人拿污泥來養(yǎng)蚯蚓，有的人來種樹，做各種東西的都有，但是量都很小。就像是二氧化碳可用來做汽水，做蘇打水，這是一種資源化利用，但這種利用的量太小，和排放量相比不占什么分量。”

　　由于我國垃圾分類制度不完善，很多國外通用的技術(shù)在中國并不適用，甚至?xí)�造成二次污染。我國污泥的含砂量很高，有機(jī)質(zhì)很多，面臨的環(huán)境容量和所負(fù)荷污染間的矛盾相當(dāng)突出。所以，找到并推廣適合國情的無害化處理技術(shù)是關(guān)鍵。

　　創(chuàng)新超臨界技術(shù)實(shí)現(xiàn)破局

　　針對傳統(tǒng)污泥處理方式普遍存在土壤、地下水及大氣污染的現(xiàn)狀，新奧能源研究院歷經(jīng)七年自主研發(fā)出國內(nèi)首個(gè)對污泥廢水無害化處理的超臨界水處理技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于污泥、危廢、難降解廢水的處理，僅申請的專利技術(shù)已達(dá)到70余項(xiàng)。

　　所謂超臨界，是指流體物質(zhì)的一種特殊狀態(tài)。“當(dāng)水的溫度達(dá)到374攝氏度以上，壓力達(dá)到220個(gè)大氣壓以上，水達(dá)到超臨界狀態(tài)，能與有機(jī)物完全互溶。”朱振旗通俗地解釋，“超臨界就跟高壓鍋差不多，高壓鍋把所有有機(jī)的東西，全部給蒸爛了，把分子都打碎，打成最小了，就是氣體了。同時(shí)又可回收利用壓力和余熱。所注意的就是要解決好裝備的耐腐蝕問題，新奧在這方面進(jìn)行了大量的新材料研究和試驗(yàn)。”

　　超臨界水處理技術(shù)充分利用污泥中的有機(jī)質(zhì)熱量，實(shí)現(xiàn)污泥中污染物徹底處理，免去了傳統(tǒng)技術(shù)的高能耗干燥過程。與焚燒法、生化處理等傳統(tǒng)處理技術(shù)不同，超臨界水處理技術(shù)利用超臨界水對氧氣和有機(jī)物完全互溶的特性，消除了氣液界面的傳質(zhì)阻力，對有機(jī)質(zhì)進(jìn)行完全氧化處理。

　　今年5月，由新奧投資1.2億元興建的廊坊市政污泥處理項(xiàng)目已正式運(yùn)營，污泥處理能力達(dá)到240噸/天。該項(xiàng)目采用超臨界水處理技術(shù)，將污泥中的有機(jī)質(zhì)徹底分解，殺滅有害病菌，穩(wěn)定重金屬成分，處理后的污泥有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化率超99%，減容率超90%，出水清潔，可達(dá)國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，不產(chǎn)生有毒氣體，不污染土壤和地下水，從根本上實(shí)現(xiàn)污泥的無害化、減量化處理和資源化利用。

　　“加鈣固化填埋的成本大概是350塊錢/噸，填埋場現(xiàn)在要收200多塊錢，然后要加一些鈣，還有人工和運(yùn)費(fèi)。”朱振旗介紹，“現(xiàn)在通過超臨界水技術(shù)處理的成本大概是300—350元/噸，不僅成本降低了，而且實(shí)現(xiàn)了徹底無害化處理，排放的氣基本上98%是二氧化碳，1.7%左右的氮?dú)�，百分之零點(diǎn)幾的氧氣，整個(gè)系統(tǒng)排氣非常干凈。”

　　各類高濃度危廢均可“秒殺”

　　比污泥處理難度更大、形勢更嚴(yán)峻的是危險(xiǎn)廢物的處理。我國現(xiàn)已超越美國成為世界第一的農(nóng)藥生產(chǎn)大國。在農(nóng)藥生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量殘?jiān)�和高濃廢水，這些都屬于危險(xiǎn)廢物。目前國內(nèi)農(nóng)藥高濃廢水的處理方式主要有預(yù)處理+生化、焚燒、濕式氧化等傳統(tǒng)處置技術(shù)，工藝流程長，成本高，二次污染難以消除。

　　“我們以超臨界水處理技術(shù)為核心，整合相應(yīng)的預(yù)處理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對農(nóng)藥危廢的無害處理。”朱振旗滿懷自信地介紹，“與傳統(tǒng)處置方式相比，超臨界水處理技術(shù)反應(yīng)效率高、處理效果干凈徹底、占地面積小，成本也不貴。”

　　超臨界水處理技術(shù)不僅適用于農(nóng)藥行業(yè)，還適用于化工、造紙、制藥、石油開采等行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年的危廢產(chǎn)生量達(dá)3000萬噸以上。“各行業(yè)的危廢，不管是水、是渣、還是泥，都可以根據(jù)危險(xiǎn)廢物的品類和特性，整合相應(yīng)的預(yù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無害化處理和再生利用。”朱振旗說。

 

超臨界技術(shù)如何“除”污泥而不染？

7月29日，由國內(nèi)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域知名專家，包括中國水利水電科學(xué)研究院院士王浩、同濟(jì)大學(xué)教授戴曉虎、北京市城市排水集團(tuán)總經(jīng)理?xiàng)钕蚱�、北京市政設(shè)計(jì)院研究總院副總工程師杭世珺等7人，共同就新奧科技發(fā)展有限公司（以下稱，新奧科技）的“超臨界水處理市政污泥及危險(xiǎn)廢物技術(shù)”進(jìn)行了鑒定，并給出了鑒定意見，認(rèn)為，超臨界技術(shù)路線新穎、先進(jìn)，為我國市政污泥及危險(xiǎn)廢物的處理提供了一條新途徑，其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益顯著。

所謂超臨界水處理市政污泥及危險(xiǎn)廢物技術(shù)，是利用水在超臨界狀態(tài)下反應(yīng)速度快、反應(yīng)完全和換熱效率高的特性，對高水含量含碳廢棄物進(jìn)行處理的過程。該技術(shù)適宜處理高水含量的市政、工業(yè)污泥（水分85%以上）和制藥、堿渣廢液、染料和煤化工行業(yè)的高濃度難降解廢液。可實(shí)現(xiàn)低成本徹底處理污染物，杜絕二次污染（碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，氫轉(zhuǎn)化為水，氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽在灰分中穩(wěn)定化），經(jīng)此項(xiàng)技術(shù)處理后的市政污泥、抗生素，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化率超過99%，減容率超過90%，出水清潔，可達(dá)國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，此外，還可以充分回收污染物中的熱量。

據(jù)悉，新奧科技于2011年建成國內(nèi)最大的超臨界中試平臺（6噸/天），利用該平臺先后完成市政污泥、印染污泥、抗生素藥渣、堿渣廢液、焦化廢水、制藥釜?dú)堃旱任廴疚锏某�臨界水處理工藝開發(fā)。7月29日的鑒定活動即是主要針對新奧科技位于河北省廊坊龍河工業(yè)園的超臨界污泥示范裝置，在由王浩簽字的鑒定意見中顯示，新奧科技完成了工業(yè)示范大型超臨界反應(yīng)器，其超臨界技術(shù)處理市政污泥和危險(xiǎn)廢棄物的工業(yè)示范裝置已經(jīng)做到了連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)營，而且“無機(jī)化率≥99%、固相減容率＞90%，灰分中碳含量＞2%，重金屬轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定氧化態(tài)，尾氣中二噁英類＜0.02ngTEQ/Nm3，SO2＜5mg/N m3、NOx＜1 mg/N m3排水指標(biāo)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級排放標(biāo)準(zhǔn)。”

對于獲得鑒定好評的超臨界技術(shù)，新奧能源研究院院長朱振旗表示，污泥治理不易，但是“越難的事，就越能體現(xiàn)出技術(shù)的好處。”他認(rèn)為，治理污泥時(shí)，焚燒易產(chǎn)生大氣問題而且燒前的干化過程又耗能、耗錢，而生物方法又易產(chǎn)生無法處置的廢液，尤其對于液態(tài)危險(xiǎn)廢棄物則問題更多；但是，超臨界技術(shù)就可以避免這些問題，相當(dāng)于用化工的手段來實(shí)現(xiàn)治理，利用水的超臨界狀態(tài)，讓污泥在水里面反應(yīng)，污泥有機(jī)物中的碳、氫、氧、氮、硫分別轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氫變成水、硫酸根、磷酸根，重金屬變成金屬氧化物固化下來，同時(shí)生成不溶于水的鹽類固體顆粒，也會隨流體排出。

值得一提的是，超臨界技術(shù)下物料與氧氣反應(yīng)升溫，所產(chǎn)生的熱量又可以反作用于原來的物料，繼續(xù)推動反應(yīng)進(jìn)行，而且最后剩余物也可以作為再生材料用于生產(chǎn)生活，例如，經(jīng)超臨界技術(shù)處理的市政污泥，分化之后可用其剩余物制作路政磚或者水泥廠添加劑，其碳含量在0.5%以下。既解決環(huán)境問題，也能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。

鑒定意見中最后提及“該技術(shù)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)專利22項(xiàng)。為我國市政污泥及危險(xiǎn)廢棄物處理提供了一條新途徑，經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益顯著。建議加快技術(shù)推廣，實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。”超臨界技術(shù)或預(yù)示出了未來市政污泥及危險(xiǎn)廢物治理的新趨勢。

 

超臨界水技術(shù)：用沒有火焰的燃燒處理廢棄物

• 中國網(wǎng)  www.china.com.cn  2014-01-22  
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