在（zài）2007水業高級技術論壇上（shàng），清華大學環境係教授王偉與參會代表分享了了我國（guó）汙（wū）泥（ní）處（chù）理處置現狀、汙泥（ní）處（chù）理標準、技術現狀和瓶頸等問題，並重點介紹了汙泥的水熱幹化處理技（jì）術。本文根據錄音整理成（chéng）文，未經本人核實。

　　各位（wèi）領導、各位專家、各位（wèi）來賓大家下午（wǔ）好！今天我要介（jiè）紹的題（tí）目是：水熱幹化（huà）汙泥處理技術（shù）。先講（jiǎng）一些汙泥處（chù）理中（zhōng）存在的問題，這些都（dōu）是個人（rén）的觀點，希望能跟各位（wèi）討論。

　　我國汙泥的產生及處理（lǐ）處（chù）置現狀
　　2004年黄瓜视频在线观看國家汙泥的產生量（按1.5t-DS/萬t-汙水計）是1220萬噸，2010年是2740萬噸。一（yī）方麵是汙泥（ní）量不斷增加，另一方麵黄瓜视频在线观看國家的汙泥處理和汙水處理存在（zài）脫節的情況。一是處理率低，工藝不完善；二是技術單一，裝備水平落（luò）後。三是汙泥的處置（zhì）的保障率比較低，二次汙染的（de）風險比較大。現在我（wǒ）們國（guó）家（jiā）汙水處理廠的出路就是填埋和（hé）農用。但是現（xiàn）在汙水（shuǐ）處理廠80%的汙泥比較正規的垃圾填埋廠是拒絕進的。因為它對垃圾的操作影響很大，這（zhè）就造成了病源微生物的損害，造成了環境（jìng）的危險（xiǎn）；三是（shì）汙（wū）泥生產的成本高，國外大型的汙水處理廠采用消化（huà）、機械脫（tuō）水情況下，汙水處理（lǐ）與汙泥處理的投資比例為1：1.7。而黄瓜视频在线观看國家在“十一五”期間有1：0.4。當然黄瓜视频在线观看更寄希望於黄瓜视频在线观看國家有更先進和更高的處理技（jì）術。
　　從現狀來看，黄瓜视频在线观看國家（jiā）大（dà）部分的汙水處（chù）理廠的汙泥（ní），並沒有（yǒu）得到真（zhēn）正、有效地處置，造（zào）成了很多（duō）汙染的轉移（yí）。我這（zhè）裏麵摘出來的是三峽庫區很多的汙水處理（lǐ）廠，由於沒有到汙泥後續出路的問題，所以帶來（lái）了汙染的狀況。從另外一個角（jiǎo）度來講（jiǎng），黄瓜视频在线观看國（guó）家現狀的“重水輕泥”的結（jié）果造成了汙水處理的效果“事倍功半（bàn）”。
　　我這裏麵有（yǒu）國家環保總局的統計，就是汙泥是汙水處理的（de）產物，在汙水得到淨化的同時，約一半（bàn）的汙（wū）染物轉移（yí）到汙泥中。不（bú）解決好汙泥處理處置的問題，汙水處理的效果隻是事倍功（gōng）半。
　　從汙（wū）泥處理的角度來講（jiǎng），汙（wū）泥處理大家很清楚它是非常高（gāo）投入和高能耗（hào）的（de）過程。一方麵汙泥裏麵因為含有大量微生物的菌體和（hé）有機膠體物質，使機械脫水很困難。黄瓜视频在线观看普通國（guó）內（nèi）采用的機械脫水的方（fāng）法，可以使汙泥達到80%左（zuǒ）右的含水率。第二個是汙（wū）泥裏麵的有機物主要（yào）以固體形式存在，生物降解困（kùn）難。
　　實際上，大家都很關注汙泥處理，那麽汙泥處理的難點在哪裏？它比垃圾處理要難，垃圾一年有1.5億（yì）萬噸，而汙泥隻有幾萬噸，其實隻有垃圾的1/10左右，但是大家感覺到了很多的問題。含水率高是很大的（de）問題。汙泥的含水率變化非常劇烈，就是含水率高上去了，汙泥的體積會迅速增加（jiā），如果從95%降到80%體積會迅速減少，從80%降到75%體積又會減（jiǎn）少很多。同時，汙泥含水率越高，熱值就（jiù）越低。黄瓜视频在线观看現（xiàn）在的含水率大概是80%，就是熱值是100多大卡左右。這樣低的熱值的汙泥直接焚燒，顯然是無法完成焚燒過程的。也需要去幹化，或者是需要添加輔助燃料，才能夠完成焚燒的過程。如果把汙泥裏麵（miàn）的水分（fèn）降低到50%，那麽熱值是1200大卡左右。
　　這個就是黄瓜视频在线观看（men）國家的汙泥處理的現狀，基本（běn）上是直接填埋、堆（duī）肥或者是幹化焚燒。但是（shì）直接填（tián）埋，除了剛才幾位專家介紹的情況以外（wài），還（hái）有一個情況（kuàng）就是歐盟新出的填埋法則已經限製（zhì）了填埋（mái）處置，但（dàn）是將會對世界各國產生重要的影響。那麽二次處理（lǐ）裏麵產生的汙泥（ní）有（yǒu）機物是（shì）70%到80%。這樣將來會受到越來越多的限（xiàn）製，那麽（me）堆肥（féi）由於（yú）含水率高，所以會產生惡臭等（děng）等的狀況（kuàng）。

　　汙泥處理的標準
　　這裏（lǐ）麵介紹到的是黄瓜视频在线观看國家的農用（yòng）標準（zhǔn）汙泥堆肥，汙泥作（zuò）為農用的標準（zhǔn）是不是太嚴格了？這是我個人的觀點，我認為標準不是太嚴格（gé）了，而是不健全。因為黄瓜视频在线观看國家隻限製了汙泥（ní）重金屬的濃度值。
　　這是美國的農用標準，剛才張總（編者注：上海市政院張辰總工）也介紹了。它有一個最高值，允許進入農田的（de）值很多都比（bǐ）黄瓜视频在线观看高，但是它有一個月評的濃度。從這裏麵黄瓜视频在线观看和他的（de）最高濃度比，黄瓜视频在线观看比它嚴格，但是和它的月平均還有（yǒu）一個累計適應量等等的指標來比的話，它有一些年施用量和施用率，不（bú）會（huì）對累計造（zào）成影響。
那麽日本的情況也是這樣的，它有一個標準，另外還有一個年施用量的限製，使得能夠滿足和保證土壤的自然淨化的能力，來順應肥料的（de）狀況。在歐盟（méng）也是這樣的情況。

　　汙泥處理目的、技術現狀和技術瓶（píng）頸
　　汙泥處理的目的和黄瓜视频在线观看（men）所有的有機物都有關係。一是減少水分，為後續處理（lǐ）、利用和運輸（shū）創造條件，減少最終處（chù）置的（de）溶劑。再一個是（shì）無（wú）害化，殺滅或去除汙泥中的病（bìng）原菌、有機物及其他有毒（dú）有害物質。第三個就（jiù）是資（zī）源化，改善汙泥的成分和性質，以（yǐ）利於回收能量和資源。
　　汙泥處理的技術現狀：一是汙泥處（chù）理（lǐ）以濃縮、消化、脫水為主，處置率低。流行工藝一個是幹燥焚（fén）燒，就是（shì）現在很多的企業在推動這個東西，通過幹燥的方法把水分降下來或（huò）者是提上去（qù）。但是對於黄瓜视频在线观看各地的排水集團來講，最大的問題就是成本的問題（tí），我需要高的投資，這是一個很大的矛盾。再一個就是脫水以後再半幹化，然後做堆肥。如果半（bàn）幹化做堆肥，可能它的運行成本要比焚燒還要貴，因為它後麵是沒有能量的節（jiē）約利用，而焚燒再利用（yòng）的可能性很高。大家仔細算一下（xià），半幹化堆肥的（de）成本更高。
　　那麽汙泥處理的技術瓶（píng）頸在什麽地方呢？就是說（shuō）汙泥最大的、最主要的特征就是它含有大量的（de）細胞質和膠（jiāo）體物質，這造成了脫水困難。黄瓜视频在线观看的現狀是脫水（shuǐ）到80%左右。由於含（hán）水率高，使得汙泥的減量化效果差，處理能耗高。如果能夠使汙泥絕對（duì）幹燥（zào），就（jiù）不是問題了，也就100多萬噸，早就填埋了，主要還是效率的（de）問題。
　　那（nà）麽消化工（gōng）藝現在黄瓜视频在线观看國（guó）家采用的是CSTR混合式的傳統的（de）發酵，一般（bān）就（jiù）是最（zuì）傳統的發酵。所以它的效率並（bìng）不是特別高，另外汙泥本身的性質就是難降解的，這使得汙泥裏麵大量的物質沒有得到高效地回收。這樣的問題帶來了黄瓜视频在线观看汙泥（ní）處理的能耗高、運行成本高和效（xiào）益差的問題，這是黄瓜视频在线观看麵臨（lín）的現狀，也是各個排水集團或（huò）者是水廠一個很頭疼的問題（tí）。
　　那麽形（xíng）成這種問題的原因就是由於汙泥處理長期缺位造（zào）成（chéng）的。現在隨著汙泥處理的增加和（hé）汙泥量的增（zēng）加，越來越認識（shí）到了處理的重要性（xìng），能夠（gòu）用更高效和（hé）更科（kē）學的技術解（jiě）決黄瓜视频在线观看國家的汙泥處理的問題。

　　汙泥處（chù）理的關鍵
　　汙泥處（chù）理的關鍵是三個方麵（miàn），第一個就是（shì）降低含水率（lǜ）是實現係統節（jiē）能降耗的基礎，因為（wéi）含水率高（gāo）使得它的堆肥有困難。那麽汙泥怎（zěn）麽才能降低它的含水率，這主要就是細胞破碎技術，是從細胞（bāo）上來解決，用超聲等等的技術來解決這個問題。
　　第二個是（shì）提高消化效率是實現係統能源回收的核心。但是汙泥處理現在厭氧消化技術有很大的發展，像USB和ASB有很多的方法，但是（shì）這個對（duì）於含有大量懸浮物體的汙泥並不適用。所以黄瓜视频在线观看還是用CSTR的技術。如果黄瓜视频在线观看把（bǎ）它的脫水性能轉變了，黄瓜视频在线观看可以把（bǎ）30天的停留時間變成3天的停留時間，我的效率可以提高10倍。
那麽第三個就是有一個過程的優化集成。我想汙（wū）泥處理不是靠一個工藝或者是靠一個（gè）技術，或者是簡單地（dì）加料。實際上汙泥處理是一個係統，需要係統的優化（huà）組合，才能提高整個係統的效率。

　　汙泥處理的（de）水熱幹化組（zǔ）合技（jì）術
　　技術的目標是減量化、無害化和資源化。
水熱幹化組合（hé）技（jì）術就是把汙泥在一個濃縮的（de）狀態，在一個液態的情（qíng）況（kuàng）下，通過加（jiā）熱的方式，使得（dé）裏麵的細胞質或者（zhě）是膠體物質得到破壞，他的脫水性能得（dé）到大量（liàng）改善。那麽黄瓜视频在线观看普通的汙（wū）泥直接用脫水機（jī）可以脫（tuō）到80%，那麽水熱幹化之後可以提（tí）高（gāo）50%。
　　第二個它（tā）的水熱處理是在170、180度的（de）條件下進行的，這樣的情（qíng）況下，幾乎所有的細菌都會被殺（shā）滅（miè）。汙泥經過水熱幹化以後，100多度的條件下進行分解，它的有機物的生物降（jiàng）解性提高了，那麽黄瓜视频在线观看可以用USB的方法（fǎ）替代傳統（tǒng）的CSTR，我的效率可（kě）以從40%提高到80%，這（zhè）樣實現了資源回收的效益。
　　從水熱幹化效果圖可以（yǐ）看出，黑色的曲線是成長緩慢的曲線，在180度（dù）的時候效果反（fǎn）而更差。在120度甚至到150、170度的時候，這個界麵會在很短的時間成長。這是（shì）黏度的（de）改善圖，在170度的情況下，不同的處理時間，我（wǒ）們可以看（kàn）到大概在10到（dào）15分（fèn）鍾的時（shí）間，汙泥的黏度（dù）從6000降低到1000以下的水平。經過170度（dù）的處理之後，汙泥就變成了連續的流態的狀態，這就是它的形狀改變的（de）效果（guǒ）。
　　脫水就（jiù）是（shì）將沒有經過（guò）處理的（de）汙泥，通過機械的方法把其中自（zì）由水去掉。而汙泥裏麵有很多的毛細水、間隙水、吸附水、內部水靠機（jī）械的方（fāng）法是很難去除的。那麽黄瓜视频在线观看通過（guò）水（shuǐ）熱的處理方（fāng）法，把這樣的（de）一（yī）個膠體（tǐ）的結構，黄瓜视频在线观看把（bǎ）它打碎了。這個（gè）是它的基原理。黄瓜视频在线观看在北小河做的試驗，汙泥處理之（zhī）後的，脫水率大概是50%到55%左右。
　　黄瓜视频在线观看的厭氧技術在這幾年有（yǒu）了非常大的技術進（jìn）步（bù），為黄瓜视频在线观看高效處理（lǐ）汙泥（ní）提供了非常好的基礎。但是這個高效的厭氧技（jì）術不能直接應用到這個（gè）汙泥的領域，一方麵是厭氧技（jì）術（shù）快速地進步，另外一方麵黄瓜视频在线观看（men）汙（wū）泥的厭氧的消化一直（zhí）沿（yán）用傳統的消化技術。這樣兩者不能適應，黄瓜视频在线观看（men）可以通過水（shuǐ）熱幹化技術，使得SRT和HRT分離，有利提高ASBR。
這個是黄瓜视频在线观看一個博士生做的（de）ASBR的水熱處（chù）理的情況（kuàng），可以提高固體有機物的轉化效率。我把固體（tǐ）大量（liàng）地存留在反（fǎn）應器裏麵，讓它有更長的時間反應，可（kě）以有更高的效率。黄瓜视频在线观看（men）做到在20天，汙泥的量達到70%左右，比黄瓜视频在线观看國家的汙泥直接的消化平均（jun1）提（tí）高1倍（bèi）的效（xiào）率。
　　黄瓜视频在线观看通過研究提出了濃縮、水熱幹化、脫（tuō）水、消化等的主題思路。有兩套思路，一個是水熱幹化、脫水，然後脫水（shuǐ）泥（ní）餅（bǐng），然後焚燒之後處置。還有一種（zhǒng）是黄瓜视频在线观看用ASBR消化，然後再處置。
　　廈門是我（wǒ）們在北小河做試驗的時候采用的工藝流程圖。濃縮物一進來之後，和反（fǎn）應器降熱，然後進入二次（cì）濃縮池，可以濃縮到10%左右，後續的水力負荷大大降低。上清液做一個USB，它的泥餅（bǐng）有8000千焦的熱能。最後焚（fén）燒，產（chǎn）生的熱量（liàng）提供汙泥直接處理所需要的熱源。黄瓜视频在线观看通過發熱降低主要係（xì）統的能耗，然後通過（guò）二次（cì）濃縮（suō）池，主要是為了降低水力負荷。那麽富餘的能量還可以外供。
　　如果實現了消化，不包括焚燒，大概係統汙（wū）泥的減量化可以達到95%以上。 黄瓜视频在线观看實（shí）驗最後得（dé）到（dào）的樣品的分析，含水率是（shì）43%，在這種（zhǒng）情況（kuàng）下它的能量是8021大卡。
　　所謂的水熱幹（gàn）化技術，是通過（guò）機械濃縮，提高係統整體的處理效（xiào）率（lǜ），減小水熱處理反（fǎn）應器的（de）容積，經過濃縮後汙泥含固率達5%以上。通過水熱反應，在一定的溫度和壓力下，汙（wū）泥中約30%的懸浮（fú）固體發生溶解轉移至液相，上清液COD濃度增加。通過二次濃（nóng）縮，依靠汙泥良好的沉降性能，在較短（duǎn）的時間內可以將汙泥濃縮至含固率10%左右，從而大大減輕後續脫水處理的水力負荷。最後是（shì）脫水，使水熱（rè）汙泥的脫水性能得到改善，直接脫（tuō）水可得到含固率大於50%的泥餅。與直接脫水工藝（yì）相比，可以實現汙泥減量80%以上；
　　最後是一個冷-熱（rè）泥換熱的情況，黄瓜视频在线观看可以讓熱泥和冷泥通過熱交換變成60度左右。下麵是黄瓜视频在线观看每天（tiān）處理200噸汙泥的物料平衡。謝謝大家！

　　提問：王教授您好！因為您要把含水90%多的汙泥升到（dào）70%多的汙泥，這個能耗是怎麽樣（yàng）的？
　　王偉（wěi）：實際上我剛才介紹到了這個問題（tí），黄瓜视频在线观看在這個係統裏麵引入了換熱的裝置，就是（shì）把（bǎ）冷泥在進入（rù）反應器之前和熱泥進行交換，熱（rè）泥是120度，冷泥是20度，但是換熱（rè）的溫度是40度，所以汙泥隻需要升溫40度。而且在沒有壓力的狀態（tài）下，黄瓜视频在线观看一噸汙泥需要升（shēng）高40度是40大卡。如（rú）果采用幹化（huà）的方法（fǎ），這個水在這樣的能量投入，我下麵用機械投入法，很低的能量就可以把這個水拿（ná）走了。如果我（wǒ）們用幹化的方法來（lái）處理，我如果把這個從80%降低到50%，一噸汙泥蒸發掉600公斤的（de）水，才能達到（dào）50%的含水率。那麽就是（shì）36大卡，差不多是黄瓜视频在线观看這樣的能耗和（hé）傳統的蒸發幹燥的工（gōng）藝（yì），同樣地從80%降到50%的情況下，它的能耗降低的1/10。這（zhè）就是這個技術能夠（gòu）實現節能的（de）關鍵，一（yī）個是蒸發潛熱，一個是沒有蒸（zhēng）發潛熱。（中（zhōng）國水網）