污泥不出厂区就能变废为宝
连日来，地处偏僻的中原环保股份有限公司港区水务分公司(港区第二污水处理厂)迎来了一批又一批的客人，大家在参观学习之余，无不为他们新研制开发出的让污泥变废为宝的新技术叹为观止。
说到这里，就不能不说7月26日至27日省住建厅在这里组织召开的河南省污泥处理处置现场会，全省有关人员共计300余人参加会议。与会人员现场参观了中原环保股份有限公司港区水务分公司污泥闭环热泵低温干化项目，纷纷认为这为当下大家都深感头疼的污泥处置找到了新的出路。
也就是从这次会议之后，全省不少地市的建设主管部门甚至是当地政府相关负责人纷纷再次来到这里，希望能够得到中原环保的技术支持，还有的甚至希望中原环保去他们的地方直接建设生产线，为当地的污泥处置开辟新路径。
“由于现在一切还没有完全就绪，甚至我们的新型污泥调理剂连正式的名称还没有，污泥闭环热泵低温干化项目也只是我们的一个通俗说法，也还没有定下名字，我们也希望能够听取社会上的意见，为我们的新型污泥调理剂和污泥闭环热泵低温干化项目给出一个响亮的名字，然后才能全面推向市场。”中原环保港区水务分公司副总经理张雷鹏告诉记者。
污泥处置的困局
我们都知道污水处理厂是处理污水的，城市市政管网的污水进入污水处理厂，经过一系列的处理工艺，变成了合格达标排放的水排出，有不少污水经过处理之后变成了可以重复利用的中水，广泛应用于城市景观用水、工业生产用水。可是我们可能还没有想到，在污水处理过程中会产生大量的污泥，而这部分污泥至今仍然没有一个妥善的处置方法，这已经成为各地城市政府的一块心病。
因为在污水处理中，无论采取何种处理工艺，随着污水的沉降与消解、细菌的增殖和死亡，最终污水将被分离为较为清洁的水及污泥。污泥的成分非常复杂，含有大量的菌类、团丝、胞间质、微生物、重金属及无机物。经过浓缩后的污泥含水率达到95%至99.5%，极高的含水率使污泥占据庞大的体积，目前全国年平均产生污泥量超过了3000万吨，而其中被安全处置的污泥仅占很少的一部分，更多污泥被直接填埋，不仅严重污染环境，而且占用了大量土地资源。因此，污泥无害化处理亟待解决。而其首要问题，是污泥的减量化。
在“十二五”期间国家对污水处理高度重视下，我国污水处理的主体市场基本完成，在“十三五”规划中，将进一步推进污水处理市场，提高污水处理效率和行业平均技术水平。作为污水的衍生品，近年来污泥产量在不断上升。根据同济大学环境学院院长戴晓虎测算，我国每年产生3000万吨至4000万吨含水率在80%左右的市政污泥。随着“十三五”的到来，伴随着污水处理量的增加，污泥产量在未来几年必定保持上升趋势。预计到2020年，我国每年的市政污泥产生量将达到6000万吨至9000万吨。如何妥善处置污泥，使其稳定化、无害化、减量化、资源化、环源化，成为环境污染治理中亟待解决的问题。
2015年，在环保产业的“新常态”下，我国相继出台了一系列国家政策和行业标准，其中《水十条》明确了现有污泥处理设施应于2017年年底前基本完成达标任务，地级及以上城市污泥无害化处置率应于2020年年底前达到90%以上。
万余次的配方调试
在我国城镇污水处理厂污泥处置能力不足、手段落后，大量污泥没有得到规范化的处置，给水体、土壤和大气带来“二次污染”，对生态环境构成严重威胁的严峻形势下，技术人员经过近三年的不懈努力，在多方的支持配合下，最终研发出从污泥调理、减量到资源化利用的成套污泥处置技术。包括闭环热泵低温干化技术和转筒连续堆肥技术。
中原环保相关技术人员告诉记者，由于污泥的保水特性，污泥中的水分很难直接通过常规挤压、离心方式去除，随着国家环保政策的逐步严格，急需对污泥进行无害化、资源化处理，而前提就是污泥的脱水减量化。污泥的脱水间量化目前主要使用板框式压滤机、带式压滤机、离心机等设备进行，在脱水工作之前，通常要对污泥进行预处理及污泥的调理。
目前，对污泥进行调理的方法主要有四种：化学调节法、热处理法、冷冻法、生物法。出于能耗及时效性考虑，目前几乎都采用化学调节法。
化学调节是以化学药剂为手段，通过电荷中和、物理吸附、网扫捕捉等絮凝作用，使污泥颗粒与水分离并团聚，以提高脱水效率。目前主要使用的化学药剂有：无机絮凝剂如铝盐、铁盐，投加量较大，为污泥干固体重量的5%至20%;高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺，投加量一般为污泥干重的1%以下，但药剂费用高，且其残留对污泥后续资源利用不利;助凝剂如酸性白土、石灰及贝壳粉等，可提高絮凝剂的絮凝效果，但用量较大，为污泥干固重量的15%至30%。
为了改变传统化学调节的弊端，生产出添加量少调理效果又好的污泥调理剂，中原环保科技人员从2015年下半年就开始了相关的科研攻关。作为这项工作的牵头人，张雷鹏可谓责任重大，因为所有的配方调试他都要亲自参与，亲自掌握第一手材料，并为下一步工作定下目标。“那个时候港区水务分公司有一半的人员都参与到了这项工作中，加上总公司的领导和技术人员，参与污泥调理剂研究的总人数超过了30人。大家都是在忙完自己的本职工作之后主动参与其中的，这一点太让人感动了。”通过近半年的紧张调试，前后改变配方万余次，他们终于开发研制出稳定性好、添加量少、价格便宜的污泥调理剂。而经过这半年，身高1.95米的张雷鹏体重从95公斤一下子减到了85公斤，“晚上失眠成为正常的，不失眠反而成了不正常。”张雷鹏这样调侃道。
经过这种调理剂调理后的污泥，泥水显著分离，压滤脱水顺畅，滤后水质清澈，泥饼饱满干燥，含水率可降低至60%以下。而无论从添加量、调理时效、处理量还是从费效比来说，这种调理剂都有着无与伦比的优势。尤其是投加量上的明显变化，一般情况下每吨干污泥只需投加10公斤即可，而传统铁盐石灰调理剂，合计投加量往往在300至350公斤。由于添加量小，这种污泥调理剂的药剂配送周期大大延长;纯液态的产品形状也使得药剂加注使用方便快捷，人工、设备要求低;因为药剂环保无毒无腐蚀性，对设备损耗大大降低，滤布不易堵塞;泥饼不引入有害物质，可满足多种利用方式。
以食品的标准处理污泥
对污泥进行调理只是第一步，对污泥进行无害化处理和资源化利用才是最终目的。进行调理之后的污泥就要进入下一步——干化阶段。干化是一种深度脱水，它不同于物理脱水，是通过渗滤或蒸发等作用，从污泥中去除大部分水分的过程。由于这一过程蒸发的是较难析出的结合水和内部水，因此传统意义上的干化过程往往意味着高能耗过程。目前，常规干化手段主要是利用各种热质直接或间接加热干化，除此以外太阳能、生物堆肥、化学掺烘、自然晾晒等也被应用于污泥干化，而这些干化过程又具有能耗巨大、效率低，对土壤、空气、水污染严重的缺点。
针对当下污泥干化存在的种种弊端，中原环保技术人员从2016年3月份开始着手研究污泥的干化技术，而这一切在国内都没有可供借鉴的经验。经过反复比对，技术人员从医药和食品的干化技术中受到启发，先购买了用于食品干化的小型设备进行调试。通过不断摸索调试，他们终于成功地将污泥的含水率一下子降到5%。“当然这只是实验数据，最后要根据资源化的需求进行干化。”张雷鹏介绍说。
开发的污泥闭环热泵低温干化机组是利用制冷系统使湿热空气降温脱湿，同时通过热泵原理回收空气中水分凝结潜热循环加热空气的一种装置。污泥闭环低温热干化机中的最终产品可以当作热电厂的发电燃料使用。经过电厂掺烧试验，电厂给出的实验结论表示，经过污泥掺烧试验，发电机组运行正常，对锅炉燃烧没有造成不良影响，并且还有比较好的助燃特性。这样一来，就能从根本上解决污水处理厂的污泥处置问题，同时也为污泥资源化找到了出路。中原环保的相关技术人员告诉记者，即使全郑州市的污水处理厂的污泥都能进行干化处理，也不能满足郑州市所有电厂的需求，因此在污泥处置上的市场潜力还是非常巨大的。
污泥车间不见泥
8月14日上午，记者在中原环保港区水务分公司污泥车间看到，经过干化的污泥通过输送口流出，被装成一袋一袋的，然后进入不远处的污泥仓库，等待装车运出。“现在这只是临时的，我们正在建第二条污泥干化生产线，还要建污泥输送装置，到时候污泥将全部在密闭的空间里运行，在外边根本看不到污泥，真正实现污泥车间不见泥。”张雷鹏告诉记者，到国庆节前夕，他们所有的生产线和污泥输送装置将全部建成，届时这里将成为全省乃至全国污泥处理的标杆。
由于中原环保在污泥处置上的成功突破，日前郑州航空港区的相关领导亲自来到中原环保港区水务分公司，要求辖区内建设、环保部门对中原环保港区水务分公司多支持，要求辖区内相关企业认真学习引进中原环保污泥处置的先进技术，为实现港区碧水蓝天多做贡献。并表态要在港区给中原环保批出地块，用于生产污泥调理剂和污泥干化装置。
记者札记
为解决市政污泥无害化处置及资源化利用，中原环保股份有限公司通过不断高质量的研发投入，研发出多种污泥干化成套技术，可实现污泥的减量化、无害化、稳定化、资源化，最大限度地实现污泥的循环利用，解决污水处理厂污泥最终出路问题。通过这些技术的应用，可节约宝贵的土地资源，有效保护水土环境，具有较好的社会效益、环境效益和经济效益。这其中倾注了科研人员大量的心血，我们为他们喝彩。同时也期待着这一利国利民的新技术能够早日得到推广。
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