污泥處置一直是近年來人們討論的熱點話題，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院王凱軍教授在水處理科技成果推介會上針對污泥熱物理化學(xué)處理技術(shù)清潔化發(fā)展情況進(jìn)行了分享。

污泥干化-焚燒技術(shù)是國內(nèi)外污泥主流處置技術(shù)之一

王凱軍指出，長期以來，國人對污泥干化焚燒工藝存在誤讀，普遍認(rèn)為它是一種高能耗工藝和高碳排放工藝。實際上，國際上污泥焚燒能量可以達(dá)到自給，不同工藝能耗來看，焚燒工藝(～100kW/t)與堆肥工藝(>100kW/t)相當(dāng)。焚燒實現(xiàn)徹底處理和處置，而堆肥后續(xù)需要考慮儲存、運輸?shù)饶芎摹６�且，污泥中的有機(jī)質(zhì)焚燒是碳中性的。此外，人們還誤認(rèn)為污泥焚燒特性與垃圾相同是二噁英排放源。

王凱軍認(rèn)為，污泥干化-焚燒技術(shù)是國內(nèi)外污泥主流處置技術(shù)之一。日本土地資源緊張，以焚燒資源利用為主，但逐漸向清潔性的熱解炭化方式轉(zhuǎn)變。我國目前仍以填埋處理為主，但新建的資源化處理方式以焚燒和土地利用為主體。

土地利用為什么擔(dān)負(fù)不起主流技術(shù)路線?“國家的技術(shù)路線是土地利用，好氧堆肥僅僅是土地利用的一個環(huán)節(jié)，但是，現(xiàn)有團(tuán)隊和專家大部分是搞污泥堆肥的人，并不具備將產(chǎn)業(yè)鏈延伸的能力。” 需要考慮物流成本，設(shè)計一條可以盈利的產(chǎn)業(yè)鏈，也許在實踐過程中就會發(fā)現(xiàn)，由于產(chǎn)品的出口問題這條技術(shù)路線是不可行的。因此，必須兼顧全產(chǎn)業(yè)鏈，提出系統(tǒng)解決方案。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的差異，造成我國與美國在污泥土地利用率上的巨大差異，因此我國不能照搬美國的模式，應(yīng)從國情出發(fā)尋找土地利用有效途徑。

噴霧干燥-回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)的開發(fā)

王凱軍介紹了噴霧干燥技術(shù)的優(yōu)點：工藝流程簡單，易實現(xiàn)機(jī)械化、自動化，是應(yīng)用最廣泛的干燥技術(shù);熱效率高，物料干燥時間很短(以秒記);表面濕潤的物料溫度不超過干燥介質(zhì)的濕球溫度，特別適用于熱敏性物料。

王凱軍團(tuán)隊針對污泥霧化干燥-回轉(zhuǎn)式焚燒爐一體化集成技術(shù)與裝備及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行了研究，針對技術(shù)推廣和解決直接干燥系統(tǒng)特有的問題，將提升噴霧干燥焚燒系統(tǒng)提升研究集中在以下幾個方面：除塵系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)、除霧脫白系統(tǒng)及系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。

1) 開發(fā)高效園柱式布袋除塵器

2)紫外臭氧氧化去除嗅味物質(zhì)

3)氣-氣介質(zhì)脫白裝置工藝

4)完成系統(tǒng)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化依托水專項建立了新的500t/d的示范工程

目前，建立了十余個大型污泥噴霧干化-焚燒技術(shù)應(yīng)用工程，總計處理量超過5000t/d(80%含水率)，建立1200t/d最大的噴霧干燥單體工程。北方藥業(yè)的800t/d廢物、濃縮液分離噴霧干化焚燒項目是國內(nèi)首次將MVR-噴霧干燥焚燒技術(shù)應(yīng)用于濃縮廢液的工程，同時也是“國家水體污染控制與治理科技重大專項”的示范工程之一。

熱解氣化技術(shù)的探索

王凱軍團(tuán)隊還針對熱解氣化技術(shù)進(jìn)行了探索研究，熱解氣化技術(shù)被認(rèn)為廢物第三代處理技術(shù)。王凱軍介紹了熱解氣化的發(fā)展趨勢，污泥和生活垃圾處理會由焚燒向熱解技術(shù)發(fā)展，生物廢物處理、工業(yè)廢物處理及農(nóng)業(yè)生物質(zhì)炭也將采用熱解技術(shù)。

熱解氣化過程具有的清潔化特征主要體現(xiàn)在以下三個方面。

清潔化之一：排放的煙氣量少，根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)固體(煤)燃燒過量空氣系數(shù)為1.8，燃油或燃?xì)馊紵�的過量系數(shù)為1.2，熱解gy產(chǎn)生的氣體為燃料產(chǎn)生的煙氣量僅為固廢直接燃燒煙氣量的1/2～2/3，減少了煙氣凈化設(shè)備規(guī)模及運行費用。

清潔化之二：大氣污染因子少，固廢(污泥)熱解氣化產(chǎn)生的氣體為燃料排放的大氣霧霾煙塵、SO2、Nox、重金屬等危害因子比固廢直接燃燒少1/2以上。

清潔化之三：抑制或分解二噁英，固廢(污泥)熱解區(qū)的無氧環(huán)境抑制二噁英的合成，可燃?xì)馊紵齾^(qū)無金屬催化媒介及高溫(>850 ℃ )抑制產(chǎn)生或分解原物料存在的二噁英。

污泥熱解的研究經(jīng)歷了從熱分析儀、小試、兩段催化集成到移動中試、工程示范等階段，通過研究污泥及與煤或其他生物質(zhì)混合熱解，優(yōu)化工況，解決污泥干化熱解系統(tǒng)的能耗問題。

王凱軍還分別介紹了外熱式示范工程案例和原位內(nèi)熱式技術(shù)，其中，他列舉了化工企業(yè)20t/天危廢污泥熱解處理工程和6t/天含鉻污泥減量化熱解示范工程等外熱式示范工程案例。

他們通過研發(fā)內(nèi)熱式熱解，解決外熱式熱解存在的焦油問題。原位內(nèi)熱式技術(shù)有以下特點：煙氣量和大氣危害因子少;無或少二噁英生成，無氧環(huán)境和高溫抑制或分解二噁英;設(shè)備和操作簡易，熱效率高;生物炭資源多樣化，燃料、土壤改良劑、污水吸附劑等。

熱解工藝作為重大共性技術(shù)在五大領(lǐng)域進(jìn)行推廣應(yīng)用，分別為污泥處理、油田油泥的無害化處理處置、餐廚垃圾、高鹽高濃度廢水零排放工藝以及生物質(zhì)熱解與鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域性熱-電-氣-炭聯(lián)產(chǎn)模式等領(lǐng)域。

附：項目合作需求

未來污泥處理處置技術(shù)合作方向：1)污泥熱解(碳化)示范工程合作;2)污泥熱解產(chǎn)物改性活性炭(園區(qū)污水一級A);3)農(nóng)村生物質(zhì)利用研發(fā)中心。