目前,一般污泥处理技术都面临效率低、能耗高的难题,污泥的细胞质/胶体结构是导致污泥处理处置的技术瓶颈和资源化利用的关键障碍。

污泥中含有大量的微生物细胞和有机物胶体,导致了污泥脱水困难,通常脱水泥饼含水率高达80%左右。目前,污泥处置的手段主要包括堆肥、填埋和焚烧。

污泥用于堆肥物料时,通常需要添加调理剂降低含水至5060%,需要添加的调理剂总量约为污泥的60%,如污泥堆肥产品的销路不好,污泥量不但没有减少反而增加。

国内个别城市用垃圾卫生填埋场接纳污泥,由于污泥含水率高,容易造成填埋作业困难、渗滤液水质恶化和填埋堆体不稳定,实际上国内大部分垃圾卫生填埋场拒绝污泥进场。

焚烧是实现污泥减量化的有效手段,通常要求焚烧物料的热值大于1200千卡/千克,根据市政污泥的平均泥质水平,只有含水率小于50%时才能满足这一要求。

填埋、堆肥和焚烧都不宜直接处理含水率80%的脱水泥饼,为满足处置标准和工艺需要,含水率至少要降低到60%以下。如何高效低耗地将污泥含水率由80%降低到60%,成为保障污泥有效处置的技术关键。

由清华大学和北京健坤伟华新能源科技有限公司共同承担的“污泥水热干化技术研究及工程示范”日前在示范基地广东东莞市通过专家组的鉴定。专家组一致认为这项技术工艺先进、设备可靠、系统完整,节能效果和减量化效果突出,在国内同类技术中处于领先水平,建议推广应用。

由清华大学环境科学与工程系王伟教授组成的团队进行科技攻关和工程示范,任务来自国家高科技研究发展计划项目(863项目)。课题组通过实验室研究和现场中试研究,完成了工艺包开发、关键设备研制及系统集成等,建成了日处理30吨污泥(含水率90)的示范工程,并实现了生产性规模的连续稳定运行。此技术具有系统能耗低、污泥固液分离性能和生物降解性能同步改善的特点。技术在工艺设备上实现了以下突破:

开发的浆化反应器,通过闪蒸乏汽返混预热浆化、蒸汽与机械协同搅拌,提高了系统的处理效率;在水热反应器中,采用蒸汽逆向流直接混合加热的方式,强化了传质传热过程,可以避免局部过热结焦炭化;在连续闪蒸反应器中,实现了系统能量的有效回收。

  专家组一致认为成果完成单位开发了具有自主知识产权的污泥水热干化技术,在此基础上开发了高效节能的污泥脱水处理系统,对于解决污泥含水率高、处置困难的问题提供了重要的技术选择。