超臨界技術如何“除”污泥而不染？
隨著中國城鎮化水平不斷提高，污水處理設施建設得到快速發展，但污水處理后所產生的污泥也隨之增多。截至2014年，中國城鎮污水處理廠所產生的污泥量已突破3500萬噸/年，平均每天產生近10萬噸，并以8%的年增長率上升。
現有處理辦法各有缺陷
“污泥作為城市污水處理后的產物，有害物質富集，如果不進行徹底無害化處理，隨意堆放或簡單處理會存在較高的二次污染風險，破壞土壤、大氣和水資源。”新奧能源研究院院長、國家“千人計劃”專家朱振旗博士在接受科技日報記者采訪時一針見血指出，“目前污水處理行業，重水輕泥現象嚴重。不處理污泥，污水處理幾乎是無用功，無非是污泥物在污水處理廠轉了一圈，又回到環境中。部分污泥中的重金屬滲入水體后還可能通過魚、蝦等食物鏈，回到餐桌上。”最新出臺的“水十條”，已將污泥處理作為水污染治理的重中之重。
“現在除了焚燒沒有太好的辦法，但污泥的含水量非常高，達到80%以上，因此污泥進焚燒爐之前要有一個干化過程，無論是燒煤還是燒燃氣，燃料成本都要200多元錢。由于污泥中含有大量重金屬，焚燒還會帶來嚴重的污染排放。”朱振旗介紹說，“除了焚燒，另外的辦法就是填埋或堆肥。填埋，有地方的可以，但像京津冀、長三角、珠三角等地區，地皮太貴，填埋成本很高。污泥填埋除了占地，更嚴重的問題是存在污染隱患，污泥中的有害物質，在雨水循環作用下有可能滲透、污染地下水系。”污泥堆肥方式也存在占地面積大、周期長、產生溫室氣體、重金屬污染等缺點。
近年來，國內有不少污泥再利用的示范技術，但都只能在小范圍內使用。朱振旗說：“有人拿污泥來養蚯蚓，有的人來種樹，做各種東西的都有，但是量都很小。就像是二氧化碳可用來做汽水，做蘇打水，這是一種資源化利用，但這種利用的量太小，和排放量相比不占什么分量。”
由于我國垃圾分類制度不完善，很多國外通用的技術在中國并不適用，甚至會造成二次污染。我國污泥的含砂量很高，有機質很多，面臨的環境容量和所負荷污染間的矛盾相當突出。所以，找到并推廣適合國情的無害化處理技術是關鍵。
創新超臨界技術實現破局
針對傳統污泥處理方式普遍存在土壤、地下水及大氣污染的現狀，新奧能源研究院歷經七年自主研發出國內首個對污泥廢水無害化處理的超臨界水處理技術，可廣泛應用于污泥、危廢、難降解廢水的處理，僅申請的專利技術已達到70余項。
所謂超臨界，是指流體物質的一種特殊狀態。“當水的溫度達到374攝氏度以上，壓力達到220個大氣壓以上，水達到超臨界狀態，能與有機物完全互溶。”朱振旗通俗地解釋，“超臨界就跟高壓鍋差不多，高壓鍋把所有有機的東西，全部給蒸爛了，把分子都打碎，打成最小了，就是氣體了。同時又可回收利用壓力和余熱。所注意的就是要解決好裝備的耐腐蝕問題，新奧在這方面進行了大量的新材料研究和試驗。”
超臨界水處理技術充分利用污泥中的有機質熱量，實現污泥中污染物徹底處理，免去了傳統技術的高能耗干燥過程。與焚燒法、生化處理等傳統處理技術不同，超臨界水處理技術利用超臨界水對氧氣和有機物完全互溶的特性，消除了氣液界面的傳質阻力，對有機質進行完全氧化處理。
今年5月，由新奧投資1.2億元興建的廊坊市政污泥處理項目已正式運營，污泥處理能力達到240噸/天。該項目采用超臨界水處理技術，將污泥中的有機質徹底分解，殺滅有害病菌，穩定重金屬成分，處理后的污泥有機質轉化率超99%，減容率超90%，出水清潔，可達國家一級排放標準，不產生有毒氣體，不污染土壤和地下水，從根本上實現污泥的無害化、減量化處理和資源化利用。
“加鈣固化填埋的成本大概是350塊錢/噸，填埋場現在要收200多塊錢，然后要加一些鈣，還有人工和運費。”朱振旗介紹，“現在通過超臨界水技術處理的成本大概是300—350元/噸，不僅成本降低了，而且實現了徹底無害化處理，排放的氣基本上98%是二氧化碳，1.7%左右的氮氣，百分之零點幾的氧氣，整個系統排氣非常干凈。”
各類高濃度危廢均可“秒殺”
比污泥處理難度更大、形勢更嚴峻的是危險廢物的處理。我國現已超越美國成為世界第一的農藥生產大國。在農藥生產過程中會產生大量殘渣和高濃廢水，這些都屬于危險廢物。目前國內農藥高濃廢水的處理方式主要有預處理+生化、焚燒、濕式氧化等傳統處置技術，工藝流程長，成本高，二次污染難以消除。
“我們以超臨界水處理技術為核心，整合相應的預處理技術，可實現對農藥危廢的無害處理。”朱振旗滿懷自信地介紹，“與傳統處置方式相比，超臨界水處理技術反應效率高、處理效果干凈徹底、占地面積小，成本也不貴。”
超臨界水處理技術不僅適用于農藥行業，還適用于化工、造紙、制藥、石油開采等行業。據不完全統計，我國每年的危廢產生量達3000萬噸以上。“各行業的危廢，不管是水、是渣、還是泥，都可以根據危險廢物的品類和特性，整合相應的預處理技術，實現無害化處理和再生利用。”朱振旗說。
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