云水污泥碳化處置及資源化
云南水務(wù)投資股份有限公司
劉維娜
云南水務(wù)簡介
2009年：云南省水務(wù)產(chǎn)業(yè)投資有限公司成立；
2011年，與碧水源合資組建云南水務(wù)產(chǎn)業(yè)投資有限公司成立；
2014年：完成股份制改革，更名云南水務(wù)投資股份有限公司；
2015年：公司在香港聯(lián)交所掛牌交易，成功上市，并在香港市場創(chuàng)造多個第一。
截至2019年12月31日，總資產(chǎn)約420億元，員工約6700人，水項目處理總規(guī)模約1000萬噸/日，固廢項目處理總規(guī)模約600 萬噸/年。
云南水務(wù)主營業(yè)務(wù)
云南水務(wù)在保持原水供應(yīng)、自來水供應(yīng)、污水處理、黑臭水體治理、河道綜合治理等涵蓋水務(wù)行業(yè)全范疇的“大水務(wù)”模式的同時，已成功從水務(wù)拓展至固廢領(lǐng)域，開展工業(yè)危廢、醫(yī)廢處理、垃圾焚燒發(fā)電、餐廚垃圾、多類型有機固廢熱解碳化、新能源電池處理等業(yè)務(wù)，提供包括設(shè)計、投資、建設(shè)、運營及維護、整體解決方案及核心技術(shù)系統(tǒng)集成等服務(wù)。
污泥生物炭的故事
云水理念·碳化技術(shù)·生物炭應(yīng)用
一
云水理念
1、背景介紹
污泥處置現(xiàn)狀
污泥產(chǎn)量大：2020年達13.6萬噸/天；
有效處置差：脫水干化填埋占比＞58%；
國家要求嚴：2020年，無害化處理＞90%
行業(yè)未來可期
國家政策支持，行業(yè)專家重視；
細分行業(yè)新技術(shù)遍地開花；
資源化全鏈條技術(shù)能力提升
2、云水污泥處置理念
云南水務(wù)堅持從“ C”循環(huán)的思路出發(fā)，將污泥制成 生物炭還土，實現(xiàn)從太陽到土壤的 閉路循環(huán)，探索一條可同時兼顧固碳減排和土壤改良的污泥處置工藝路徑。
（1 ）生物炭固碳減排
（2 ）生物炭土壤改良
生物炭可喚醒貧瘠的土壤
貧瘠土地標志：如有機質(zhì)含量下降、營養(yǎng)元素虧缺、土壤板結(jié)、酸化、堿化、沙化等；
越是貧瘠土地越過度依賴農(nóng)藥和化肥，造成惡性循環(huán)，肥藥越來越多，農(nóng)作物口感越來越差；
生物炭具有多孔性，有機養(yǎng)分含量高，在保水、保肥、改善土壤理化性質(zhì)及微生物的活性方面具有顯著效果。
二
云水污泥碳化技術(shù)
（1）技術(shù)原理
利用污泥中易腐化有機質(zhì)的熱不穩(wěn)定性，在無氧條件下受熱分解（400-600℃），產(chǎn)生熱解油氣和多孔生物炭的過程。其中熱解油氣回用，為系統(tǒng)提供熱量，生物炭進行資源化利用，最大程度上使污泥的污染屬性轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源屬性。
（2）云水污泥碳化技術(shù)
云南水務(wù)通過多年研發(fā)，自主開發(fā)了兩套污泥熱解碳化工藝，即分體式污泥碳化工藝和一體式污泥碳化工藝。兩條工藝原理一致，設(shè)備結(jié)構(gòu)和布置不同，各有優(yōu)勢，目前已申請專利百余項，且均建成了工程示范項目。
（3）技術(shù)特點
（4）尾氣排放指標檢測
三
生物炭應(yīng)用
（1）不同項目、不同原料生物炭
不同項目、不同原料獲取生物炭
（2）生物炭性質(zhì)檢測：
➤ 對土壤養(yǎng)分影響：添加生物炭，可顯著提高土壤保肥性以及土壤肥沃力
有機質(zhì)含量提高22%，增加土壤肥沃力；
CEC含量提高13.8%，保肥能力提高；
過氧化氫酶提高74.0%，抗氧化能力增加；
土壤有效磷增加27.9%，增加土壤養(yǎng)分。
➤ 生物炭重金屬浸出濃度變化
表：污泥與生物炭重金屬浸出濃度值
生物炭較污泥的重金屬浸出濃度大幅下降，污泥中的重金屬由不穩(wěn)定的可交換態(tài)、碳酸鹽及鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)向比較穩(wěn)定的有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)轉(zhuǎn)移，大大降低遷移性。
➤生物炭重金屬總量檢測
市政污泥生物炭重金屬含量除部分指標不滿足農(nóng)用A級標準外，可完全滿足園林綠化、土地改良、農(nóng)用B級標準以及制磚和水泥熟料標準。隨著技術(shù)的創(chuàng)新升級，必然會推動生物炭在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的標準和政策變革。
（3）生物炭應(yīng)用方向
➤還碳于土，建立碳資源的產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)模式
污泥從污水循環(huán)系統(tǒng)的末端產(chǎn)品，到生態(tài)農(nóng)業(yè)的起點， 實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的鏈接，并在使用的過程中不斷實現(xiàn)土壤改良， 實現(xiàn)生態(tài)價值增量。
這是我們的理想和努力的方向，但基于目前的現(xiàn)狀，要大規(guī)模推廣還任重而道遠。但不可否認的是，污泥的土壤應(yīng)用是非常有前途的資源化途徑，而且相比傳統(tǒng)的好氧堆肥和厭氧發(fā)酵，污泥碳化生物炭在減量化、穩(wěn)定化和無害化等方面做的更徹底，因此生物炭土壤應(yīng)用的推廣需要同行共同推進和國家支持。
目前，我們與中科院大學(xué)、中科院環(huán)境生態(tài)研究中心以及昆明理工大學(xué)等進行深入的產(chǎn)學(xué)研合作，研究生物炭在土壤中應(yīng)用的價值及潛在環(huán)境危害，尤其是生物炭長周期應(yīng)用的效果，并開辟3000平實驗基地進行實驗種植，從理論到實踐對生物炭歸土進行系統(tǒng)評估，力爭為生物炭的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。
➤ 新型脫水劑
生物炭可替代生石灰用于機械脫水，在脫水效果、避免粘濾布等方面效果顯著，不增量，降成本，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
四
典型項目案例
業(yè)績一：浙江海寧尖山污水廠污泥碳化項目
項目地址：海寧尖山污水處理廠；
建設(shè)規(guī)模：9000噸/年；（含水率80%）；
占地面積：1000m2
運營時間：2018年7月。
業(yè)績二：河北望都污水廠污泥碳化項目
項目地址：河北望都清源污水處理廠；
建設(shè)規(guī)模：40噸/天；（含水率80%）；
占地面積：1000m2
運營時間：2020年1月。
業(yè)績?nèi)汉祥L沙經(jīng)開區(qū)污泥碳化BOT項目
項目地址：長沙市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)城北污水處理廠；
建設(shè)規(guī)模：18000噸/年（含水率80%）；
占地面積：1500m2；
商運時間：2018年7月；
五
未來發(fā)展方向
➤ 快速推進云水污泥碳化項目建設(shè)
➤ 開發(fā)多類型有機固廢碳化技術(shù)
碳化技術(shù)不僅適應(yīng)于污泥，同時可用于生活垃圾、餐廚垃圾、糞便、農(nóng)林廢棄物等多類型有機固體廢棄物的單獨處置或協(xié)同處置，全面實現(xiàn)了固體有機廢棄物的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化。
➤結(jié)語
利用我們的熱解碳化技術(shù)，創(chuàng)造環(huán)境友好型城市！
END
