1、同濟大學同濟大學環境科學與工程學院環境科學與工程學院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 內容內容一、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、泥質和國外的差異二、中國污泥泥質和國外的差異三、污泥處理處置科技創新三、污泥處理處置科技創新四、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可續性發展續性發展 v經濟高速發展v城鎮化發展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環境要求的提高矛盾？現狀現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）物質流物質流能量流能量流區域系統區域系統碳、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流物質流物質流物質流科技創新和資源循環是核心二中國污泥泥

3、質和國外的差異二中國污泥泥質和國外的差異6污水生物處理過程主要污染物物質流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：高含固消化物質遷移轉化？關鍵科學技術問題：高含固消化物質遷移轉化？ 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勢菌種優勢菌種Dominant bacteria定向優勢菌種定向優勢菌種 Dominant bacterial定向優勢菌種篩選？定向優勢菌種篩選？Directional selection?l提高轉化效率

8、？提高轉化效率？Improve the conversion efficiency?l定向菌種的環境風險？定向菌種的環境風險？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 提高系統穩定性：提高系統穩定性：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 提高產氣效益：提高產氣效益：產氣率大幅產氣率大幅提高提高enhance the biogas production: increase biogas production rate 污泥、餐廚全部厭氧消化可產天然氣：污泥、餐廚全部厭氧消化可產天然氣：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 提高厭氧系統效率：提高厭氧系統效率：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，經濟效益提高成本降低，經濟效益提高high utilization of facility: reduce costs, improve economic benefits污泥與城市有機質聯合厭氧消化技術污泥與城市有機質聯合厭氧消化技術 Co-fermentation污泥污

11、泥/ /有機質高效協同厭氧消化有機質高效協同厭氧消化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能脫氮節能脫氮污水污水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能脫氮節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傳統核心技術研發，實現國產化；傳統核心

12、技術研發，實現國產化；l傳統核心技術的提升，針對我國污泥特點，傳統核心技術的提升，針對我國污泥特點，開發新技術，工藝和裝備；開發新技術，工藝和裝備；l前瞻性技術研究，符合未來可續發展規律的前瞻性技術研究，符合未來可續發展規律的技術，工藝和裝備；技術，工藝和裝備；l泥質泥量，設計標準，風險管理標準研究；泥質泥量，設計標準，風險管理標準研究；以資源回收為目標的系統解決方案以資源回收為目標的系統解決方案項目設置l城市污泥及有機質的聯合生物質能源回收與綜合利城市污泥及有機質的聯合生物質能源回收與綜合利用用技術技術l城市污水高含固污泥高效厭氧消化裝備開發與工程城市污水高含固污泥高效厭氧消化裝備開發與工程

13、示范示范l城市污水處理廠污泥處理處置技術裝備城市污水處理廠污泥處理處置技術裝備產業化產業化l重點流域城市污水處理廠污泥處理處置技術優化應重點流域城市污水處理廠污泥處理處置技術優化應用用研究研究l水泥窯干化焚燒污泥技術研究與裝備開發水泥窯干化焚燒污泥技術研究與裝備開發l水泥廠協同處理污水廠污泥工藝技術研究水泥廠協同處理污水廠污泥工藝技術研究863863計劃項目：計劃項目：節能降耗市政污泥處理與能源化利用技術及工程示范節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保股份有限公司2012AA063503北方市政污泥囊式厭氧發酵與燃氣循環利用技術及示范哈爾濱北方環保工程有限公司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與示范哈爾濱工業大學項目設置項目設置l 國

15、撥經費：約國撥經費：約1 1, ,5 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、水泥水泥窯干化窯干化焚燒、污泥處理處置傳統焚燒、污泥處理處置傳統裝備提升、污泥處理處置新裝備裝備提升、污泥處理處置新裝備開發、泥質泥量調研、標準和風開發、泥質泥量調研、標準和風險研究等險研究等28結語結語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；污水處理污水處理過程重要污染物資源化回收利用已是大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污泥是污水處理全過程資源回收利用的關鍵；也是各國污；也是各國污水處理面臨難題；水處理面臨難題；科技創新是關鍵；科技創新是關鍵；S