戴曉虎——污泥新技術和科技項目

1、同濟大學同濟大學環(huán)境科學與工程學院環(huán)境科學與工程學院College of Environmental Science and Engineering, Tongji University國家國家城市污染控制工程研究中心城市污染控制工程研究中心National Engineering Research Center for Urban Pollution Control戴曉虎戴曉虎 教授教授Prof. Dr.-Ing. Xiaohu DAI污泥處理處置關鍵技術研究及污泥處理處置關鍵技術研究及科技項目介紹科技項目介紹 內(nèi)容內(nèi)容一、未來先進污染控制技術的特征一、未來先進污染控制技術的特征二、中國污泥

2、泥質(zhì)和國外的差異二、中國污泥泥質(zhì)和國外的差異三、污泥處理處置科技創(chuàng)新三、污泥處理處置科技創(chuàng)新四、污泥處理處置科技項目四、污泥處理處置科技項目2一未來先進污染控制技術的特征一未來先進污染控制技術的特征3資源保障資源保障污染控制污染控制可續(xù)性發(fā)展可續(xù)性發(fā)展 v經(jīng)濟高速發(fā)展v城鎮(zhèn)化發(fā)展v全球氣候變化v能源資源短缺v污染復合性 v生物多樣性喪失v環(huán)境要求的提高矛盾？現(xiàn)狀現(xiàn)狀目標目標健康安全健康安全 污染物（水、固體、氣體）污染物（水、固體、氣體）物質(zhì)流物質(zhì)流能量流能量流區(qū)域系統(tǒng)區(qū)域系統(tǒng)碳、氮、磷碳、氮、磷 能量流能量流能量流能量流能量流能量流物質(zhì)流物質(zhì)流物質(zhì)流物質(zhì)流科技創(chuàng)新和資源循環(huán)是核心二中國污泥泥

3、質(zhì)和國外的差異二中國污泥泥質(zhì)和國外的差異6污水生物處理過程主要污染物物質(zhì)流7100%COD100%COD100%N100%N100%P100%P初沉池二沉池N N2 2: 50-70%N: 50-70%N10% COD10%10%污泥降解率污泥降解率50%50%關鍵科學技術問題：高含固消化物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化？關鍵科學技術問題：高含固消化物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化？ 污泥的降解率提升的機制？污泥的降解率提升的機制？Key issues: mass flow, increase degradation rate1770年代以前before 70s70年代-2000年70s-20002000年以后after 20001

4、 generation, solid content 3%, degradation rate 50%2 generation, solid content 5%, degradation rate 50%3 generation, solid content 10%, degradation rate 50%強化厭氧消化的手段強化厭氧消化的手段熱水解熱水解Thermal hydrolysis pretreatment高溫高壓熱水解預處理技術高溫高壓熱水解預處理技術 (THP) 對高含固厭氧消化的作用：對高含固厭氧消化的作用：The impact of thermal high-pressur

5、e pretreatment (THP) on high-solids anaerobic digestionlTHP有效的提高溶解性有效的提高溶解性COD的比例的比例THP can effectively increase the ratio of soluble CODlTHP大大降低污泥的粘度大大降低污泥的粘度THP can greatly reduce the viscosity of sludgelTHP能將污泥降解率提高能將污泥降解率提高15%THP can increase 15% of the degradation rate of sludgelTHP能起到消毒和殺滅病菌的效

6、果能起到消毒和殺滅病菌的效果THP can realize the hygienization and kill the pathogens高溫高壓熱水解罐高溫高壓熱水解罐Thermal High-Pressure Pretreatment脫水污泥脫水污泥Dewatered Sludge 熱水解污泥熱水解污泥Thermal Hydrolyzed sludge強化厭氧消化的手段強化厭氧消化的手段酶水解酶水解Enzyme hydrolysis酶水解對厭氧消化的作用酶水解對厭氧消化的作用 the impact on digestionl酶對污泥厭氧消化提升？酶對污泥厭氧消化提升？Enzyme can

7、 improve digestion?l酶能否提高污泥降解效率？酶能否提高污泥降解效率？Enzyme can increase degradation rate?l酶對消化污泥的脫水性能及沼渣利用影響？酶對消化污泥的脫水性能及沼渣利用影響？How impact enzyme on dewaterability and sludge utilization?強化厭氧消化的手段強化厭氧消化的手段優(yōu)勢菌種優(yōu)勢菌種Dominant bacteria定向優(yōu)勢菌種定向優(yōu)勢菌種 Dominant bacterial定向優(yōu)勢菌種篩選？定向優(yōu)勢菌種篩選？Directional selection?l提高轉(zhuǎn)化效率

8、？提高轉(zhuǎn)化效率？Improve the conversion efficiency?l定向菌種的環(huán)境風險？定向菌種的環(huán)境風險？Environmental risk?20211:02.4:10.9:10.4:10:1050010001500200025003000350040004500Na+ ( mg / L )n1:02.4:10.9:10.4:10:102000400060008000100001200014000VFA ( mg / L )VFA (mg / L)n 提高系統(tǒng)穩(wěn)定性：提高系統(tǒng)穩(wěn)定性：降低抑制物濃度降低抑制物濃度enhance the stability of the sy

9、stem: reduce the concentration of the inhibitor 提高產(chǎn)氣效益：提高產(chǎn)氣效益：產(chǎn)氣率大幅提高產(chǎn)氣率大幅提高enhance the biogas production: increase biogas production rate 污泥、餐廚全部厭氧消化可產(chǎn)天然氣：污泥、餐廚全部厭氧消化可產(chǎn)天然氣：污泥污泥 15億立方米億立方米 ，餐廚，餐廚40億立方米億立方米if all sludge and kitchen waste are digested: 1.5 billion m3 from sludge, 4 billion m3 from kit

10、chen waste 提高厭氧系統(tǒng)效率：提高厭氧系統(tǒng)效率：厭氧消化負荷從厭氧消化負荷從1.5-2.0提高到提高到5-6 kgVSS/m2dImprove the system efficiency: OLR from 1.5-2.0 kgVSS/m2d to 5-6 kgVSS/m2d 設施利用率高：設施利用率高：成本降低，經(jīng)濟效益提高成本降低，經(jīng)濟效益提高high utilization of facility: reduce costs, improve economic benefits污泥與城市有機質(zhì)聯(lián)合厭氧消化技術污泥與城市有機質(zhì)聯(lián)合厭氧消化技術 Co-fermentation污泥污

11、泥/ /有機質(zhì)高效協(xié)同厭氧消化有機質(zhì)高效協(xié)同厭氧消化Co-fermentation of sludge & kitchen waste厭氧氨氧化技術-顛覆性突破（？） 污水污水生物池生物池初沉池初沉池二沉池二沉池出水出水污泥污泥厭氧消化厭氧消化DEMON厭氧銨氧化厭氧銨氧化污泥污泥污泥污泥消化液消化液消化液高效消化液高效節(jié)能脫氮節(jié)能脫氮污水污水B池池A池池二沉池二沉池出水出水污泥污泥厭氧消化厭氧消化DEMON厭氧銨氧化厭氧銨氧化污泥污泥污泥污泥消化消化液液全流程高效全流程高效節(jié)能脫氮節(jié)能脫氮四污泥處理處置科技項目四污泥處理處置科技項目23總體思路l傳統(tǒng)核心技術研發(fā)，實現(xiàn)國產(chǎn)化；傳統(tǒng)核心

12、技術研發(fā)，實現(xiàn)國產(chǎn)化；l傳統(tǒng)核心技術的提升，針對我國污泥特點，開發(fā)傳統(tǒng)核心技術的提升，針對我國污泥特點，開發(fā)新技術，工藝和裝備；新技術，工藝和裝備；l前瞻性技術研究，符合未來可續(xù)發(fā)展規(guī)律的技術前瞻性技術研究，符合未來可續(xù)發(fā)展規(guī)律的技術，工藝和裝備；，工藝和裝備；l泥質(zhì)泥量，設計標準，風險管理標準研究；泥質(zhì)泥量，設計標準，風險管理標準研究；以資源回收為目標的系統(tǒng)解決方案以資源回收為目標的系統(tǒng)解決方案項目設置l城市污泥及有機質(zhì)的聯(lián)合生物質(zhì)能源回收與綜合利城市污泥及有機質(zhì)的聯(lián)合生物質(zhì)能源回收與綜合利用技術用技術l城市污水高含固污泥高效厭氧消化裝備開發(fā)與工程城市污水高含固污泥高效厭氧消化裝備開發(fā)與工程

13、示范示范l城市污水處理廠污泥處理處置技術裝備產(chǎn)業(yè)化城市污水處理廠污泥處理處置技術裝備產(chǎn)業(yè)化l重點流域城市污水處理廠污泥處理處置技術優(yōu)化應重點流域城市污水處理廠污泥處理處置技術優(yōu)化應用研究用研究l水泥窯干化焚燒污泥技術研究與裝備開發(fā)水泥窯干化焚燒污泥技術研究與裝備開發(fā)l水泥廠協(xié)同處理污水廠污泥工藝技術研究水泥廠協(xié)同處理污水廠污泥工藝技術研究863863計劃項目：計劃項目：節(jié)能降耗市政污泥處理與能源化利用技術及工程示范節(jié)能降耗市政污泥處理與能源化利用技術及工程示范 課題編號課題編號課題名稱課題名稱課題承擔單位課題承擔單位課題負責人課題負責人2012AA063501節(jié)能降耗污泥脫水裝備及制備建材技術

14、與示范山東省科學院新材料研究所2012AA063502南方城市污泥厭氧消化與安全運行技術與裝備東江環(huán)保股份有限公司2012AA063503北方市政污泥囊式厭氧發(fā)酵與燃氣循環(huán)利用技術及示范哈爾濱北方環(huán)保工程有限公司2012AA063504污泥熱解能源化利用成套技術及工程示范同濟大學2012AA063505國產(chǎn)化污泥干化與焚燒成套裝備研制及應用浙江大學2012AA063506污泥摻混制備生物質(zhì)燃料技術裝備及應用錫林浩特國能能源科技有限公司2012AA063507污泥生物質(zhì)燃氣凈化技術及應用中國石油大學（北京）2012AA063508污泥處置風險控制技術系統(tǒng)與示范哈爾濱工業(yè)大學項目設置項目設置l 國

15、撥經(jīng)費：約國撥經(jīng)費：約1,51,5億億l 參加單位：參加單位：14 + 3614 + 36l 重點解決：高效厭氧消化、重點解決：高效厭氧消化、水泥水泥窯干化焚燒、污泥處理處置傳統(tǒng)窯干化焚燒、污泥處理處置傳統(tǒng)裝備提升、污泥處理處置新裝備裝備提升、污泥處理處置新裝備開發(fā)、泥質(zhì)泥量調(diào)研、標準和風開發(fā)、泥質(zhì)泥量調(diào)研、標準和風險研究等險研究等28結(jié)語結(jié)語S 氣候變化，能源資源短缺等問題對污泥處理處置提出了新氣候變化，能源資源短缺等問題對污泥處理處置提出了新的要求；的要求；污水處理過程重要污染物資源化回收利用已是大污水處理過程重要污染物資源化回收利用已是大趨勢；趨勢；“城市礦山城市礦山”“”“三零污水處理工藝三零污水處理工藝”等概念已被接等概念已被接受；受；S 污泥是污水處理全過程資源回收利用的關鍵；也是各國污污泥是污水處理全過程資源回收利用的關鍵；也是各國污水處理面臨難題；水處理面臨難題；科技創(chuàng)新是關鍵；科技創(chuàng)新是關鍵；S 未來