安徽省通源環(huán)境節(jié)能股份有限公司，安徽省市政污泥處置與資源化利用工程研究中心作者：劉 程，汪 軍，徐汝民，惲壯志，陳 濤，郵箱：1443569253@qq.com

【基本情況】

2016 年12 月安徽省通源環(huán)境節(jié)能股份有限公司成功中標安徽省無為市無城污水廠污泥處理處置中心項目（圖1）。項目選址無為市城東污水處理廠東側(cè)，面積達到3 300 m2，總投資2 395.11 萬元，并于2017 年8 月20 日建設(shè)完成。采用自主研發(fā)的“城鎮(zhèn)污水處理廠污泥高干脫水炭化處置技術(shù)”對無為市城區(qū)污水處理廠所產(chǎn)生的市政污泥（含水率80%）進行處理，處理能力達到50 t/d，污泥處理后含水率降至5% 以下，減量率大于85%，并實現(xiàn)了處理產(chǎn)物——生物炭的資源化利用，煙氣處理后達到GB 18458—2014 生活垃圾焚燒污染控制標準要求。

圖1 無為市污泥處理處置中心Figure 1 Sludge treatment and disposal center in Wuwei

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥高干脫水炭化處置技術(shù)入選“2020 年重點環(huán)境保護實用技術(shù)及示范工程名錄”；2018 年10 月17 日安徽省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布由本公司主持編制的《安徽省城鎮(zhèn)污水處理廠污泥高干脫水炭化處置技術(shù)導(dǎo)則》。城鎮(zhèn)污水處理廠污泥高干脫水炭化處置技術(shù)2015 年榮獲“合肥市科學(xué)技術(shù)一等獎”及“中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能減排科技進步獎”、2017 年榮獲“安徽省科學(xué)技術(shù)三等獎”，榮獲中國環(huán)聯(lián)2018—2019 年度“固體廢物處理及污染治理典型技術(shù)案例獎”。

【技術(shù)/案例原理及技術(shù)路線】

（1）技術(shù)原理：城鎮(zhèn)污水處理廠污泥高干脫水炭化處置技術(shù)是將污泥預(yù)處理（濃縮、稀釋或混合）后對污泥進行調(diào)理，可改變污泥粒子表面的理化性質(zhì)，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，減小與水的親和力，從而改善脫水性能，調(diào)理改性后污泥配合板框式壓濾機脫水處理，脫水后泥餅含水率控制在60%以下。利用機械脫水后污泥中有機物的熱不穩(wěn)定性，在無氧或缺氧條件下對其加熱干化炭化，先將污泥中的水分以水蒸氣的形式脫去，將污泥含水率降至20%～30%，再提高溫度使污泥中的有機物發(fā)生熱裂解，使污泥中部分揮發(fā)性有機化合物轉(zhuǎn)變成熱解氣，污泥中無機物和殘?zhí)哭D(zhuǎn)變成穩(wěn)定的污泥基生物炭。

（2）技術(shù)路線：針對污泥的性質(zhì)特點和處置難點，采用“高干脫水+中溫炭化”技術(shù)路線（圖2），可根據(jù)不同地區(qū)污水水質(zhì)、處理工藝等因素造成的泥質(zhì)差異以及客戶的具體處置需求快速合理、有針對性地提供包括方案設(shè)計、裝備研制、系統(tǒng)集成和運營服務(wù)在內(nèi)的整體解決方案，為客戶安全、高效地實現(xiàn)污泥減容減量。

圖2 污泥高干脫水炭化工藝流程Figure 2 Flow chart of sludge advanced dewatering process

【技術(shù)/案例特點】

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥高干脫水炭化處置技術(shù)由污泥高干脫水技術(shù)、污泥干化技術(shù)與污泥炭化技術(shù)等單元組成，根據(jù)污泥中水分存在形式和物質(zhì)成分特點，先通過機械方式將污泥含水率降低至60%左右，再通過熱處理方式實現(xiàn)干化炭化過程，延伸了污泥高干脫水與干化技術(shù)，有效利用污泥自身熱值，并實現(xiàn)了能源的梯度利用。

（1）減量化：本技術(shù)與生物處理法、機械脫水法及干化相比，減量率高達85%～90%，在所有技術(shù)中減量率僅低于焚燒。

（2）無害化：本技術(shù)污泥通過高溫處理后，病原體被殺滅、有害有機物被分解、重金屬呈穩(wěn)定態(tài)，對植物的有害性降低，實現(xiàn)污泥無害化處理。而焚燒產(chǎn)生的飛灰對環(huán)境具有一定的危害性。

（3）穩(wěn)定化：本技術(shù)污泥最終產(chǎn)物含水率降低至5%以下，顆粒粒徑≤3 mm，有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為相對穩(wěn)定的固定碳，形成的污泥基生物炭穩(wěn)定，且在水中的返融率低。而生物法及機械脫水法的最終產(chǎn)物含水率較高，未達到真正的穩(wěn)定化。

（4）資源化：污泥基生物炭含有一定的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等植物生長所必需的營養(yǎng)元素，其含量和配比適合植物的吸收利用，可作為營養(yǎng)土輔料制備園林綠化營養(yǎng)土。而干化及機械脫水后的產(chǎn)物還需進一步處置才能進行資源化利用。

【長效運行模式與機制】

（1）運行模式：項目采用EPC+O 的運行模式，前期按照EPC 模式負責該項目的建設(shè)，后期由本公司負責該項目的整體運營。

（2）運行機制：整個項目設(shè)立廠長、副廠長各1 名，電工和設(shè)備維修工各1 名，運行工人6 名。廠長主要負責編制年、季、月度和平時作業(yè)及設(shè)備維修計劃，及時組織實施、檢查、協(xié)調(diào)及考核等工作，完成公司下達的生產(chǎn)目標；副廠長主要協(xié)助廠長完成公司下達的生產(chǎn)目標，保質(zhì)保量地完成生產(chǎn)任務(wù)，確保安全文明生產(chǎn)；電工和設(shè)備維修工主要負責電路和設(shè)備的日常維修改造；運行工人主要確保設(shè)備安全、經(jīng)濟運行。

【經(jīng)濟、環(huán)境及社會效益】

（1）經(jīng)濟效益：項目每天處理50 t 市政污泥（按含水率80%計），每年運行330 d，綜合處理費用404 元/t，綜合經(jīng)濟效益667 萬元。

（2）環(huán)境效益：污泥經(jīng)過高干脫水炭化處置工藝處理后，保證了污水處理廠的正常運行，改善了城鎮(zhèn)人居環(huán)境，間接保護水環(huán)境。此外，污泥基生物炭可資源化利用，無需二次處置。

（3）社會效益：解決了污泥處理處置的資源化利用問題，將污泥變廢為寶，實現(xiàn)了社會和生態(tài)效益。