日前，在維爾利論壇上，同濟大學環境科學與工程學院院長戴曉虎就污泥及城市有機質協同處置的技術現狀做了分析。
戴教授指出，我國在污泥和餐廚垃圾以及城市固廢處理方面也面臨著循環經濟挑戰，活性污泥法自1912年由英國的克拉克(Clark)和蓋奇(Gage)發明至今已有100年的歷史。
該種方法以傳統概念“消除污染物”為主導，具有效率低(污泥濃度、SRT、負荷等)，能耗高(每人年降解COD和N需電耗約20-25kWh)，溫室氣體排放(CO2、N2O)多，污染物資源化利用水平低(C、N、P等)的缺點。
一，污泥處理處置目標
污水處理過程產生大量污泥，而污泥問題未能得到徹底解決，且技術開發應用嚴重滯后現有科技發展水平。
污泥的成分大體可劃分為無機物和有機物。其中有機物多為多糖，脂肪和蛋白質等;而無機物的比例與進水含砂量和污泥泥齡有關。
今年新出臺的“水十條”大力推進了污泥處理處置。
其中明確規定：污水處理設施產生的污泥應進行穩定化、無害化和資源化處理處置，禁止處理處置不達標的污泥進入耕地;非法污泥堆放點一律予以取締;現有污泥處理處置應于2017年前基本完成達標改造，地級及以上城市污泥無害化處理處置率應于2020年底前達到90%以上;污泥處理處置費用納入污水處理價格。
一般而言，污泥穩定化的降解率為30%-50%之間，目前世界上主流的污水處理技術為活性污泥法，約占90%，另有“生物膜法”等作為補充。
二，污泥處理處置技術路線
污泥減量化處理技術包括濃縮，脫水以及深度脫水。
濃縮是指將污泥含水率從99%下降到95%，體積將減少到原來的1/5;主要包括重力濃縮法、機械濃縮法;而其目前遇到的瓶頸主要是藥耗、電耗等能耗問題。
脫水是指污泥含水率從95%下降到80%，體積將減少到原來的1/4;主要包括離心脫水、帶式脫水和板框壓濾脫水;目前遇到的瓶頸問題是含水率、藥耗、電耗等。
深度脫水是中國特有的一種脫水工藝，可將含水率降低到60%，其預處理需消耗大量藥劑或無機摻混;目前遇到的瓶頸問題主要是摻混及投加藥劑對污泥處理的影響。
另外電滲透、射流、真空等新型污泥脫水技術(不或少加藥)也受到了關注。
穩定化-污泥厭氧消化以污泥穩定化減量化為目標，它是污水處理過程的一部分。該過程污泥中的污染物能源(清潔能源)高效回收，污泥脫水性能提高5%左右，并實現污泥減量30-50%。
1噸TS為5%的濃縮污泥經厭氧消化脫水或直接脫水后的污泥量
雖然目前工業廢水厭氧消化理論已完善，但污泥厭氧消化技術仍存在不少的瓶頸。例如污泥厭氧理論研究滯后;高含固厭氧消化、協同消化的物質遷移轉化，協同效應及降解調控機制的認知還很缺乏;有機質轉化效率低(max.50%)、停留時間長(min.18 d)、沼氣產率、甲烷含量;成本和資源回收產出存在差距、運行管理復雜等問題。
好氧堆肥是通過好氧微生物作用降解有機物，溫度升高，實現有機物降解、污泥干化、消毒殺菌等穩定化處理。相比厭氧：運行簡單，但該種方法污泥含水率、臭氣、輔料、占地、標準等存在一定的問題。
污泥熱處理技術-干化技術采用熱方法，能夠減少污泥體積，將半干化含固率至40%，全干化含固率至90%。能耗大約為800-1000千瓦時/噸水，但其能耗高、裝備要求高、除臭要求高等弊端也不容忽視。
污泥熱處理處置技術-焚燒技術采用有氧燃燒使污泥無機化，熱值不足時需添加燃料。但該技術同樣存在投資運營要求高、尾氣處理、環評要求等關鍵突破點。
污泥熱處理處置技術-協同焚燒協同焚燒是將污泥與其他物質利用現有的工業焚燒爐進行混合焚燒，歐盟及日本在法律上允許協同焚燒。但其添加量對爐體影響、煙氣的總量控制技術較難。
三，污泥處理處置技術發展趨勢
歐盟的廢棄物框架指令(2008/98/EC)提出“五層倒金字塔”原則，指導成員國按照五層優先順序制定各自的政策法規。
目前污泥污染物利用的研究熱點包括C資源化利用，D資源化利用，P資源化利用等。主要作為污水除磷脫氮補充碳源，產甲烷，產氫，開發微生物燃料電池，制氮肥，制磷肥等方面。
污泥處理處置技術發展瓶頸主要包括污泥特性差異、成分復雜;污泥量大、非流動介質、技術裝備要求高;技術傳統、生物和熱化學方法整體落后于科技發展水平;中國環境容量特征，需要更先進、更高效、更綠色的技術等方面。
污泥高溫碳化技術自2007 年11 月在日本Tobu 污泥廠開始運行的污泥碳化設施。每年對9.9 萬噸脫水污泥進行干化，然后進行碳化，生產出8700 噸生物質固體燃料。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%)發電。
除此之外，污泥亞/超臨界水反應技術、污泥蛋白提取技術、磷回收技術、污泥制生物柴油技術、污泥中提取PHA技術、基于污染物污泥富集資源化利用技術等都是未來污泥發展等方向。
目前國際研究的熱點主要集中在兩方面：污染物富集+厭氧氨氧化，污染物富集+固氮技術兩方面。
四、污泥及城市有機質協同處理處置
我國目前每萬人每天產生污泥5噸、餐廚垃圾1500kg;其可制生物燃氣(CH4) 150+150～300立方。與此同時可提高餐廚厭氧系統穩定性：降低抑制物濃度，提升緩沖濃度。并且負荷從1.5-2.0提高到6-10 kgVSS/m3d、容積產期率提高3-5倍。
隨著“水十條”的頒布，“污泥處理處置”會成為下一輪環保發展的熱點之一。“污泥處理處置達標”明確要求“穩定化、無害化、資源化”，且目前已有一定的技術儲備。
污泥比污水復雜，技術種類多，隨著處置路線的不同存在不同的工藝組合，但各種技術路線最終需經受環境、經濟及市場檢驗。面臨氣候變化，能源資源短缺，環境容量缺乏等問題，“資源循環”是未來新技術創新的重點;巨大的市場需求和科技投入，相信會有一批適合中國國情的“污水污泥資源化利用新技術”進入市場。
戴曉虎：污泥及城市有機質協同處理處置技術現狀分析
來源:點綠科技
