污泥不出廠區就能變廢為寶
連日來，地處偏僻的中原環保股份有限公司港區水務分公司(港區第二污水處理廠)迎來了一批又一批的客人，大家在參觀學習之余，無不為他們新研制開發出的讓污泥變廢為寶的新技術嘆為觀止。
說到這里，就不能不說7月26日至27日省住建廳在這里組織召開的河南省污泥處理處置現場會，全省有關人員共計300余人參加會議。與會人員現場參觀了中原環保股份有限公司港區水務分公司污泥閉環熱泵低溫干化項目，紛紛認為這為當下大家都深感頭疼的污泥處置找到了新的出路。
也就是從這次會議之后，全省不少地市的建設主管部門甚至是當地政府相關負責人紛紛再次來到這里，希望能夠得到中原環保的技術支持，還有的甚至希望中原環保去他們的地方直接建設生產線，為當地的污泥處置開辟新路徑。
“由于現在一切還沒有完全就緒，甚至我們的新型污泥調理劑連正式的名稱還沒有，污泥閉環熱泵低溫干化項目也只是我們的一個通俗說法，也還沒有定下名字，我們也希望能夠聽取社會上的意見，為我們的新型污泥調理劑和污泥閉環熱泵低溫干化項目給出一個響亮的名字，然后才能全面推向市場。”中原環保港區水務分公司副總經理張雷鵬告訴記者。
污泥處置的困局
我們都知道污水處理廠是處理污水的，城市市政管網的污水進入污水處理廠，經過一系列的處理工藝，變成了合格達標排放的水排出，有不少污水經過處理之后變成了可以重復利用的中水，廣泛應用于城市景觀用水、工業生產用水。可是我們可能還沒有想到，在污水處理過程中會產生大量的污泥，而這部分污泥至今仍然沒有一個妥善的處置方法，這已經成為各地城市政府的一塊心病。
因為在污水處理中，無論采取何種處理工藝，隨著污水的沉降與消解、細菌的增殖和死亡，最終污水將被分離為較為清潔的水及污泥。污泥的成分非常復雜，含有大量的菌類、團絲、胞間質、微生物、重金屬及無機物。經過濃縮后的污泥含水率達到95%至99.5%，極高的含水率使污泥占據龐大的體積，目前全國年平均產生污泥量超過了3000萬噸，而其中被安全處置的污泥僅占很少的一部分，更多污泥被直接填埋，不僅嚴重污染環境，而且占用了大量土地資源。因此，污泥無害化處理亟待解決。而其首要問題，是污泥的減量化。
在“十二五”期間國家對污水處理高度重視下，我國污水處理的主體市場基本完成，在“十三五”規劃中，將進一步推進污水處理市場，提高污水處理效率和行業平均技術水平。作為污水的衍生品，近年來污泥產量在不斷上升。根據同濟大學環境學院院長戴曉虎測算，我國每年產生3000萬噸至4000萬噸含水率在80%左右的市政污泥。隨著“十三五”的到來，伴隨著污水處理量的增加，污泥產量在未來幾年必定保持上升趨勢。預計到2020年，我國每年的市政污泥產生量將達到6000萬噸至9000萬噸。如何妥善處置污泥，使其穩定化、無害化、減量化、資源化、環源化，成為環境污染治理中亟待解決的問題。
2015年，在環保產業的“新常態”下，我國相繼出臺了一系列國家政策和行業標準，其中《水十條》明確了現有污泥處理設施應于2017年年底前基本完成達標任務，地級及以上城市污泥無害化處置率應于2020年年底前達到90%以上。
萬余次的配方調試
在我國城鎮污水處理廠污泥處置能力不足、手段落后，大量污泥沒有得到規范化的處置，給水體、土壤和大氣帶來“二次污染”，對生態環境構成嚴重威脅的嚴峻形勢下，技術人員經過近三年的不懈努力，在多方的支持配合下，最終研發出從污泥調理、減量到資源化利用的成套污泥處置技術。包括閉環熱泵低溫干化技術和轉筒連續堆肥技術。
中原環保相關技術人員告訴記者，由于污泥的保水特性，污泥中的水分很難直接通過常規擠壓、離心方式去除，隨著國家環保政策的逐步嚴格，急需對污泥進行無害化、資源化處理，而前提就是污泥的脫水減量化。污泥的脫水間量化目前主要使用板框式壓濾機、帶式壓濾機、離心機等設備進行，在脫水工作之前，通常要對污泥進行預處理及污泥的調理。
目前，對污泥進行調理的方法主要有四種：化學調節法、熱處理法、冷凍法、生物法。出于能耗及時效性考慮，目前幾乎都采用化學調節法。
化學調節是以化學藥劑為手段，通過電荷中和、物理吸附、網掃捕捉等絮凝作用，使污泥顆粒與水分離并團聚，以提高脫水效率。目前主要使用的化學藥劑有：無機絮凝劑如鋁鹽、鐵鹽，投加量較大，為污泥干固體重量的5%至20%;高分子絮凝劑如聚丙烯酰胺，投加量一般為污泥干重的1%以下，但藥劑費用高，且其殘留對污泥后續資源利用不利;助凝劑如酸性白土、石灰及貝殼粉等，可提高絮凝劑的絮凝效果，但用量較大，為污泥干固重量的15%至30%。
為了改變傳統化學調節的弊端，生產出添加量少調理效果又好的污泥調理劑，中原環保科技人員從2015年下半年就開始了相關的科研攻關。作為這項工作的牽頭人，張雷鵬可謂責任重大，因為所有的配方調試他都要親自參與，親自掌握第一手材料，并為下一步工作定下目標。“那個時候港區水務分公司有一半的人員都參與到了這項工作中，加上總公司的領導和技術人員，參與污泥調理劑研究的總人數超過了30人。大家都是在忙完自己的本職工作之后主動參與其中的，這一點太讓人感動了。”通過近半年的緊張調試，前后改變配方萬余次，他們終于開發研制出穩定性好、添加量少、價格便宜的污泥調理劑。而經過這半年，身高1.95米的張雷鵬體重從95公斤一下子減到了85公斤，“晚上失眠成為正常的，不失眠反而成了不正常。”張雷鵬這樣調侃道。
經過這種調理劑調理后的污泥，泥水顯著分離，壓濾脫水順暢，濾后水質清澈，泥餅飽滿干燥，含水率可降低至60%以下。而無論從添加量、調理時效、處理量還是從費效比來說，這種調理劑都有著無與倫比的優勢。尤其是投加量上的明顯變化，一般情況下每噸干污泥只需投加10公斤即可，而傳統鐵鹽石灰調理劑，合計投加量往往在300至350公斤。由于添加量小，這種污泥調理劑的藥劑配送周期大大延長;純液態的產品形狀也使得藥劑加注使用方便快捷，人工、設備要求低;因為藥劑環保無毒無腐蝕性，對設備損耗大大降低，濾布不易堵塞;泥餅不引入有害物質，可滿足多種利用方式。
以食品的標準處理污泥
對污泥進行調理只是第一步，對污泥進行無害化處理和資源化利用才是最終目的。進行調理之后的污泥就要進入下一步——干化階段。干化是一種深度脫水，它不同于物理脫水，是通過滲濾或蒸發等作用，從污泥中去除大部分水分的過程。由于這一過程蒸發的是較難析出的結合水和內部水，因此傳統意義上的干化過程往往意味著高能耗過程。目前，常規干化手段主要是利用各種熱質直接或間接加熱干化，除此以外太陽能、生物堆肥、化學摻烘、自然晾曬等也被應用于污泥干化，而這些干化過程又具有能耗巨大、效率低，對土壤、空氣、水污染嚴重的缺點。
針對當下污泥干化存在的種種弊端，中原環保技術人員從2016年3月份開始著手研究污泥的干化技術，而這一切在國內都沒有可供借鑒的經驗。經過反復比對，技術人員從醫藥和食品的干化技術中受到啟發，先購買了用于食品干化的小型設備進行調試。通過不斷摸索調試，他們終于成功地將污泥的含水率一下子降到5%。“當然這只是實驗數據，最后要根據資源化的需求進行干化。”張雷鵬介紹說。
開發的污泥閉環熱泵低溫干化機組是利用制冷系統使濕熱空氣降溫脫濕，同時通過熱泵原理回收空氣中水分凝結潛熱循環加熱空氣的一種裝置。污泥閉環低溫熱干化機中的最終產品可以當作熱電廠的發電燃料使用。經過電廠摻燒試驗，電廠給出的實驗結論表示，經過污泥摻燒試驗，發電機組運行正常，對鍋爐燃燒沒有造成不良影響，并且還有比較好的助燃特性。這樣一來，就能從根本上解決污水處理廠的污泥處置問題，同時也為污泥資源化找到了出路。中原環保的相關技術人員告訴記者，即使全鄭州市的污水處理廠的污泥都能進行干化處理，也不能滿足鄭州市所有電廠的需求，因此在污泥處置上的市場潛力還是非常巨大的。
污泥車間不見泥
8月14日上午，記者在中原環保港區水務分公司污泥車間看到，經過干化的污泥通過輸送口流出，被裝成一袋一袋的，然后進入不遠處的污泥倉庫，等待裝車運出。“現在這只是臨時的，我們正在建第二條污泥干化生產線，還要建污泥輸送裝置，到時候污泥將全部在密閉的空間里運行，在外邊根本看不到污泥，真正實現污泥車間不見泥。”張雷鵬告訴記者，到國慶節前夕，他們所有的生產線和污泥輸送裝置將全部建成，屆時這里將成為全省乃至全國污泥處理的標桿。
由于中原環保在污泥處置上的成功突破，日前鄭州航空港區的相關領導親自來到中原環保港區水務分公司，要求轄區內建設、環保部門對中原環保港區水務分公司多支持，要求轄區內相關企業認真學習引進中原環保污泥處置的先進技術，為實現港區碧水藍天多做貢獻。并表態要在港區給中原環保批出地塊，用于生產污泥調理劑和污泥干化裝置。
記者札記
為解決市政污泥無害化處置及資源化利用，中原環保股份有限公司通過不斷高質量的研發投入，研發出多種污泥干化成套技術，可實現污泥的減量化、無害化、穩定化、資源化，最大限度地實現污泥的循環利用，解決污水處理廠污泥最終出路問題。通過這些技術的應用，可節約寶貴的土地資源，有效保護水土環境，具有較好的社會效益、環境效益和經濟效益。這其中傾注了科研人員大量的心血，我們為他們喝彩。同時也期待著這一利國利民的新技術能夠早日得到推廣。
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