【導(dǎo)讀】城鎮(zhèn)自來水廠、污水處理廠及其管網(wǎng)系統(tǒng)，在對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量沉渣，這種沉渣稱為污泥。污泥含有有機(jī)物、無機(jī)化合物、微生物、細(xì)菌、重金屬等各種有害物。質(zhì)，具有一定的流動(dòng)性。污泥不僅含水量高，易腐爛，有強(qiáng)烈臭味，并且含有大量病原菌、寄生蟲卵以及鉻、汞等重金屬和多氯聯(lián)苯、二惡英等難以降解的有毒有害以及致癌物。等造成二次污染，直接危害人類的身體健康。能力，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境和人身健康，又造成有機(jī)廢棄資源的極大浪費(fèi)。一些地區(qū)還因污泥處置不當(dāng)，引發(fā)了環(huán)境污染事件?！笆濉币?guī)劃提出了20xx年我國(guó)污泥處理率達(dá)到50%以上的要求。人們認(rèn)識(shí)到污泥處理的優(yōu)先順序是減容、利用、廢棄，污泥減量化、穩(wěn)定化、無。而在污泥處理處置。理水平低，污泥處理設(shè)計(jì)水平低，污泥處理投資低，污泥處理急需新技術(shù)的出現(xiàn)。目前中國(guó)二氧化碳排放量已超過美國(guó)，成為二氧化碳排。專家預(yù)測(cè)，如不加以控制，到2030年中國(guó)二氧化碳排放量將達(dá)到8兆噸

　　

【正文】 巨菌草與污泥配比為 1:1 時(shí)，揮發(fā)分為 %，灰分為 %。 ③灰渣化學(xué)組成成分、灰熔點(diǎn)的測(cè)定 A、 測(cè)試過程 通過元素分析儀測(cè)量灰渣中化學(xué)組成成分，測(cè)試元素包括 Si、 A Fe、 Ca、 Mg、 K、Na。 灰熔點(diǎn)：按 GB/T219 標(biāo)準(zhǔn)，用 灰熔點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)定。 22 生物質(zhì)成型固體燃料的主要組成是巨菌草和污泥，污泥經(jīng)過本技術(shù)處理過程中不再添加絮凝用的聚丙、鐵鹽、鋁鹽或石灰，因此合成的生物質(zhì)成型固體燃料里所含成分也會(huì)偏低。從表 1表 19 可以看出，生物質(zhì)成型固體燃料灰分中 A12O3 含量較低，對(duì)灰熔點(diǎn)影響不大 ； SiO K2O、 Na2O 含量較高，而 K2O、 Na2O 屬于堿金屬氧化物，可降低灰熔點(diǎn)；Si元素在燃燒過程中容易與 K 元素形成低熔點(diǎn)化合物，所以生物質(zhì)成型固體燃料的灰熔點(diǎn)較低，易于充分燃燒。 由于生物質(zhì)成型固體燃料密度較小，抗碎性能較低，在加工轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，破碎率也較高，在爐內(nèi)燃燒過程中，破碎部分容易 “ 死燃 ” ，并產(chǎn)生較大煙氣，燃燒不充分，熱效率損失，從而影響鍋爐的整體燃燒效率。從表 319 可以看出，直接成團(tuán)的巨菌草加工成生物質(zhì)成型固體燃料時(shí)，容易松散，抗碎性 %，破碎率高達(dá) %；隨著污泥量的增加，抗碎性能越來越高，破碎率越來越低。 如添加其他化學(xué)成分的粘合劑，可以提高抗碎性，降低破碎率，但成本高，且燃燒過程產(chǎn)生有害氣體。 污泥本身有機(jī)質(zhì)含量也較高，是由微生物為主構(gòu)成的，其蛋白膠質(zhì)具有很好的粘合能力，在不降低燃值的同時(shí)，大大提高了生物質(zhì)成型固體燃料的抗碎性，確保了其破碎率控制在 5%以內(nèi)。 綜上，從表 314 到表 319 可以看出，生物質(zhì)成型固體燃料揮發(fā)分較高，大于 60%，析出速度快，燃料在爐內(nèi)能快速著火燃燒，且顆粒均勻，抗碎性強(qiáng)、破碎率更低，燃燒速率比較平穩(wěn)。這是因?yàn)槲醇尤胛勰嗟纳?質(zhì)成型固體燃料燃燒初期外界傳遞進(jìn)成型燃料內(nèi)部的熱量少，主要是含量還很高的小分子揮發(fā)性物質(zhì)的燃燒，化學(xué)分解與合成反應(yīng)的速度快，并且產(chǎn)生的灰層量小，成型燃料與氧氣可以分析充分接觸，燃燒速率快；燃燒中期成型燃料的內(nèi)部熱量積累到一定程度，主要是大分子揮發(fā)性物質(zhì)和碳的混合燃燒，化學(xué)分解與合成反應(yīng)的速度相對(duì)較慢，并且灰層逐漸增厚，阻礙了揮發(fā)性物質(zhì)向外析出與氧氣分子 23 向內(nèi)傳遞的速度，燃燒速率有所降低；燃燒后期成型燃料的可燃物質(zhì)基本燃燒殆盡，主要是少量殘余揮發(fā)性物質(zhì)與剩余碳的燃燒，燃燒反應(yīng)進(jìn)行的不充分，并且灰層的阻礙作用繼續(xù) 增加，燃燒速率下降到最小值。而加入了污泥的生物質(zhì)成型固體燃料揮發(fā)分析出后使燃料孔隙增加，外面的氧氣也很容易進(jìn)入燃料的中部參與燃燒，從而保持了燃燒速率的平穩(wěn)。 技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點(diǎn) 技術(shù)關(guān)鍵 （ 1） 高效除臭殺菌技術(shù) （ 2）污泥破解和高效脫水技術(shù) （ 3）污泥重金屬分離提取技術(shù) （ 4）污泥無害化處理工藝設(shè)計(jì) 創(chuàng)新點(diǎn) （ 1）突破現(xiàn)行污泥處理技術(shù)局限性，開發(fā)出“酸浸 微波加熱殺菌”污泥無害化處理技術(shù)，一次性實(shí)現(xiàn)污泥除臭、滅菌、去重金屬、深度脫水處理。 （ 2）基于上述污泥無害化處理技術(shù)，設(shè)計(jì)全新的污泥無害化處理工藝，真正實(shí)現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化。 預(yù)期目標(biāo) 本項(xiàng)目預(yù)期達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo)： 污泥去除水技術(shù)指標(biāo)。采用本工藝對(duì)污泥進(jìn)行機(jī)械脫水處理，處理后污泥含水率達(dá)50%以下 。 殺菌除臭技術(shù)指標(biāo)。處理后污泥的糞大腸菌群菌值 ≤，蠕蟲卵死亡率＞ 95%；無傳染性病原菌；臭氣濃度達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 1891820xx）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 。 污泥重金屬去除技術(shù)指標(biāo)。重金屬的去除率達(dá) 75%以上，處理后的污泥中重金屬含 24 量符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 1891820xx）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，以及城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，包括農(nóng)用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ CJ/T 30920xx）、土地改良用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ CJ/T 29120xx）、制磚用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ CJ/T 28920xx）、混合填埋用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T2348520xx）以及園林綠化用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ CJ 24820xx）等 。 高效快速操作工藝指標(biāo)。酸化反應(yīng)時(shí)間短（ ≤30min），微波升溫反應(yīng)速度快（ ≤20min）。 污泥資源化利 用指標(biāo)。 污泥樣品和干污泥渣中有機(jī)質(zhì)含量分別達(dá)到 ，干燥基高位發(fā)熱量分別達(dá)到 ，污泥經(jīng)本技術(shù)處理后有理想的有機(jī)質(zhì)含量和污泥熱值， 可以用作固體燃料、有機(jī)肥、建材等的優(yōu)質(zhì)原料 。 主要技術(shù)成果 通過項(xiàng)目開展，公司的研發(fā)實(shí)力將進(jìn)一步加強(qiáng)，項(xiàng)目完成時(shí)，將取得以下技術(shù)成果： 項(xiàng)目技術(shù)進(jìn)一步完善，污泥無害化處理及生物質(zhì)成型固體燃料制備技術(shù)具備規(guī)?；茝V應(yīng)用的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)以污泥為原料制備生物質(zhì)成型固體燃料大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。 項(xiàng)目技術(shù)通過權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)測(cè)試，取得相應(yīng)的檢驗(yàn)報(bào)告。 獲得 12 項(xiàng)專利或發(fā)表 12 篇科技論文。 25 4 應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化前景與市場(chǎng)需求 產(chǎn)業(yè)化前景 隨著污水處理能力以及污水處理率的不斷提高，污水處理廠的污泥產(chǎn)量也隨之增長(zhǎng)。然而，在我國(guó)的污水處理發(fā)展歷程中，盡管污泥是污水處理流程中的重要環(huán)節(jié)之一，但是由于長(zhǎng)期的認(rèn)識(shí)不足以及忽視，我國(guó)城市污水處理廠的污泥處置問題被長(zhǎng)期擱置，污泥處置的發(fā)展相當(dāng)滯后，一方面，我國(guó)污泥處理處置的技術(shù)路線尚不清楚；另一方面，我國(guó)也未建立起污泥處理處置的政策體系，歷史遺留問題使得污泥困境越來越嚴(yán)重，在水污染日益嚴(yán)重、水環(huán)境日趨惡化的今天，缺少污泥安全處置考慮的污水處理系統(tǒng)是不完整的，也無法滿足環(huán)境目標(biāo)要求，污泥造成的二次污染問題日顯 突出，污泥的問題已到了不容忽視的地步，我們迫切需要解決污泥的安全處置問題。 目前，大量的水業(yè)工程和固廢工程公司已經(jīng)關(guān)注到這個(gè)問題，并開始尋找進(jìn)入污泥處理處置市場(chǎng)的契機(jī)。國(guó)務(wù)院《“十二五”全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》中指出要加強(qiáng)污泥處理，其中污泥處理處 置設(shè)施建設(shè)投資 347億元 ，污泥處理處置市場(chǎng)即將步入快速發(fā)展階段。然而從目前我國(guó)的污泥處理市場(chǎng)來看，目前還沒有規(guī)?；膶I(yè)污泥處理公司，隨著我國(guó)污泥處理市場(chǎng)的進(jìn)一步形成與發(fā)展，必將需要一大批有技術(shù)、有良好的運(yùn)營(yíng)能力的污泥專業(yè)化建設(shè)與運(yùn)營(yíng)公司。 本項(xiàng)目所 涉及的理論及關(guān)鍵技術(shù)成熟，實(shí)現(xiàn)污泥的去除水減量、除臭滅菌、去除重金屬的同時(shí)，并以其為原料制備出生物質(zhì)成型固體燃料，實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，在我國(guó)污泥處理市場(chǎng)背景下，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。 市場(chǎng)需求 污泥作為污水處理后的副產(chǎn)物，產(chǎn)量非常龐大。根據(jù)城建部數(shù)據(jù)推算，每處理 1萬噸污水可產(chǎn)生污泥 180噸（含水量 99%），通過壓濾后產(chǎn)生的含水量 80%的污泥仍有 9噸之重。根據(jù)《“十二五”全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》數(shù)據(jù)，目前我國(guó)污水處理 26 能力為 12,476萬噸 /日，到 20xx年，這個(gè)數(shù)字將增長(zhǎng)到 17,045萬噸 /日，同時(shí)全國(guó)污水處理設(shè)備的平均運(yùn)行負(fù)荷率在 84%左右。因此，到 20xx年，我國(guó)污泥產(chǎn)量將達(dá)到 /日（含水 80%），干泥產(chǎn)量 934萬噸 /年。 圖 41 結(jié)合污水處理流程預(yù)測(cè)污泥處理市場(chǎng) 根據(jù)城鄉(xiāng)建設(shè)部數(shù)據(jù)，到 20xx年底，我國(guó)污泥無害化處置率在 25%左右，處置能力只有 130噸 /年（干泥）。同時(shí)，“十二五”規(guī)劃要求，到 20xx年，直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市的污泥無害化處理處置率達(dá)到 80%，其他設(shè)市城市達(dá)到 70%，縣城及重點(diǎn)鎮(zhèn)達(dá)到 30%，新增污泥處理處置規(guī)模 518萬噸 /年（干泥），合算為 80%含水率污泥的量為 /日。 但是，到 20xx年底，“十二五”規(guī)劃的污泥處置規(guī)劃規(guī)模只完成了 %，且大部分項(xiàng)目為試點(diǎn)項(xiàng)目。 27 圖 42 全國(guó)各省市污泥無害化處置率情況圖 圖 43 20xx年我國(guó)城鎮(zhèn)污泥產(chǎn)量預(yù)測(cè)及與“十二五”規(guī)劃規(guī)模對(duì)比 在相關(guān)政策的陸續(xù)出臺(tái)，關(guān)鍵技術(shù)逐步明確，執(zhí)法力度趨嚴(yán)的背景下，污泥處理處置行業(yè)將逐漸進(jìn)入快速成長(zhǎng)期，預(yù)計(jì) 2018年市場(chǎng)規(guī)模將超過 500億元。