超臨界技術如何“除”污泥而不染？
一種新技術，利用自身的能源處置污泥，有機質轉化率超過99%，從根本上實現(xiàn)污泥的無害化、減量化處理和資源化利用。請關注——
隨著中國城鎮(zhèn)化水平不斷提高，污水處理設施建設得到快速發(fā)展，但污水處理后所產(chǎn)生的污泥也隨之增多。截至2014年，中國城鎮(zhèn)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥量已突破3500萬噸/年，平均每天產(chǎn)生近10萬噸，并以8%的年增長率上升。
現(xiàn)有處理辦法各有缺陷
“污泥作為城市污水處理后的產(chǎn)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(yè)，重水輕泥現(xiàn)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(huán)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(xiàn)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(qū)，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(huán)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(chǎn)生溫室氣體、重金屬污染等缺點。
近年來，國內(nèi)有不少污泥再利用的示范技術，但都只能在小范圍內(nèi)使用。朱振旗說：“有人拿污泥來養(yǎng)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(huán)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(chuàng)新超臨界技術實現(xiàn)破局
針對傳統(tǒng)污泥處理方式普遍存在土壤、地下水及大氣污染的現(xiàn)狀，新奧能源研究院歷經(jīng)七年自主研發(fā)出國內(nèi)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(tài)。“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(tài)，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(xiàn)污泥中污染物徹底處理，免去了傳統(tǒng)技術的高能耗干燥過程。與焚燒法、生化處理等傳統(tǒng)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(wěn)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(chǎn)生有毒氣體，不污染土壤和地下水，從根本上實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)已超越美國成為世界第一的農(nóng)藥生產(chǎn)大國。在農(nóng)藥生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量殘渣和高濃廢水，這些都屬于危險廢物。目前國內(nèi)農(nóng)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(tǒng)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(xiàn)對農(nóng)藥危廢的無害處理。”朱振旗滿懷自信地介紹，“與傳統(tǒng)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(nóng)藥行業(yè)，還適用于化工、造紙、制藥、石油開采等行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年的危廢產(chǎn)生量達3000萬噸以上。“各行業(yè)的危廢，不管是水、是渣、還是泥，都可以根據(jù)危險廢物的品類和特性，整合相應的預處理技術，實現(xiàn)無害化處理和再生利用。”朱振旗說。
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