1.3 污泥處理設備良莠不齊、限制了污泥處理處置工程效能
隨著我國污泥處理行業市場的增長,大量企業進軍污泥設備制造行業。由于目前國內污泥設備行業發展不規范以及缺乏相關設備評價標準體系,導致目前國產污泥處理設備存在質量差、種類多、能耗高、缺乏國際競爭力、以及缺乏原始創新等問題,嚴重制約我國污泥處理處置行業發展。如當前污泥厭氧消化和厭氧發酵的處理處置設備、新興的污泥干化焚燒設備主要依賴進口設備。與此同時,污泥設備制造領域缺乏行業領導企業,無法形成特色鮮明、創新能力強大和研發能力突出的污泥處理行業的龍頭企業,在污泥處理處置等設備的研發方面與帕薩旺、LIPP、月島、西門子以及威立雅等企業差距明顯。因此,伴隨著我國污泥處理市場的逐漸增長,污泥設備制造行業必須改革創新,形成具有核心競爭力的國際性企業。
1.4
污泥處理技術銜接不暢通、缺少成體系的設備清單污泥處理與污泥處置技術是相輔相成但又存在區別的過程。污泥處理是指對污泥進行無害化、穩定化和減量化的過程,一般包括污泥脫水、干化、熱水解、消化和堆肥等。污泥的處置指污泥最終的消納,一般包括衛生填埋、焚燒和土地利用等。當前,大部分團隊在污泥處理處置的研究往往聚焦污泥處理或處置單元的單個技術,注重單個技術的開發研究而忽略該技術在整個污泥處理處置過程的功能作用,技術單元的之間的協調銜接不暢通;另外,將不同的單元處理技術進行集成化應用過程中,存在單體的運行效率與整體的效率提升不對稱,缺少成體系的優化方案。污泥處理設備是污泥處理處置效率的重要保障,污泥處理設備設計研發時,研發者從設備的出廠考核指標出發,注重單個設備的性能開發,忽略單個設備在整體中的作用,往往導致整個污泥處理處置效率的降低。
2 行業發展需求分析
2.1 以服務生態文明和美麗中國建設的污泥處理處置總體布局
為導向環境保護事關人民群眾切身利益,事關全面建成小康社會,污泥作為污水生物處理過程中的副產物,其能否得到有效處置關乎污水處理的成效。自十八大以來,“生態文明”建設被納入國家“五位一體”中國特色社會主義總體布局,環境保護得到了前所未有的重視;在十九大中,習近平總書記更是指出“建設生態文明是中華民族永續發展的千年大計”。在建設美麗中國的大背景下,應將服務生態文明建設的污泥處理處置總體布局作為污泥處理處置行業革新的導向,全面落實《水污染防治行動計劃》(水十條)中提出的“污水處理設施產生的污泥應進行穩定化、無害化和資源化處理處置,禁止處理處置不達標的污泥進入耕地。非法污泥堆放點一律予以取締。現有污泥處理處置設施應于2017年底前基本完成達標改造,地級及以上城市污泥無害化處理處置率應于2020年底前達到90%以上”的總體要求。因此,我們有必要將污泥的安全處置與習近平總書記強調要解決的“垃圾圍城”等環境民生問題有效銜接,做好污泥的有效收運和集中處理,探索城鎮污泥的跨境(界)運輸及處置支路,結合生態文明建設新理念,探索污泥處理處置的新方向。
2.2 以面向污泥處理處置單元/組合技術升級換代的探索為前提
我國污泥具有有機質含量低、含砂量高等特征,對污泥實際處理處置過程產生了一系列明顯影響。因此,在實際污泥處理處置過程中,需結合我國污泥泥質特征,提出單元技術和組合技術的全面革新。如在污泥厭氧消化時,采用堿預處理技術、化學氧化預處理技術、高壓噴射預處理技術、生物強化技術、以及微波預處理技術等,通過對微生物細胞壁破壞和降解,提高有機物的降解和產氣量;而好氧發酵過程中通過污泥與填料進行充分混合、攪碎以及控制含水率、C/N比等預處理手段,促進好氧發酵的進行。因此,根據污泥處理技術的需要,結合相對應的預處理技術,并探索預處理技術與污泥厭氧消化、污泥好氧堆肥等處理技術的組合應用,優化技術參數,使這些富有潛力的技術應用于工程實際中。另外,在傳統的工藝中,常將污泥的濃縮脫水兩道工藝分開,導致整個工藝的基建費用大、管理復雜、污泥易流失等問題的出現,針對上述問題,可將近期研發的污泥濃縮脫水一體化設備用于污泥的濃縮脫水,在提高系統效率的同時,降低整套處理設施的占地面積;在此基礎上,提出污泥濃縮脫水新技術與現有污泥處理處置工藝匹配的工藝技術路線,提高多元化的污泥泥餅安全處置之路。在污泥焚燒方面,針對我國污泥有機質低、熱值較低的實際問題,開發污泥與煤混燒發電技術、污泥與生活垃圾的發電技術以及利用工業鍋爐的協同處理污泥技術的污泥焚燒技術。
2.3 以實現污泥處理處置終端產物的產品/商品化為動力
以解決污泥處理處置終端產物產品/商品化的“臨門一腳”問題為出發點,在傳統污泥處理處置要求無害化、減量化、資源化、穩定化的基礎上,加入“產品化”。當前,污泥處理處置行業發展緩慢,除了技術問題之外,處理處置后污泥的最終出路是限制行業良性發展的主要問題。只有做到處理處置后污泥處的產品化,才能更有效的引入市場資本,降低污泥處理處置對政府補貼的過度依賴;才能真正激活我國污泥處理處置的潛力,實現我國污泥處理處置的可持續發展。另外,污泥中除了有毒有害的重金屬、病原體、病蟲卵及其他污染物外,還含有大量的有機物、氮、磷等高值物質,因此可通過技術創新打通污泥處理處置副產物的產品化之路。如經重金屬有效控制的生化污水產生的污泥,經厭氧消化、好氧發酵后可實現污泥的土地化利用,實現污泥中有機碳的高效還田;厭氧消化過程產生的生物沼氣經提純后可并網銷售,實現價值增值。污泥中的無機物含量較高,日本、德國等國家將其作為建材生產材料加以再生利用。針對污泥中含有大量的磷元素,加拿大的Ostara公司通過PearlR Process技術、荷蘭的SNB公司通過鋁鹽沉淀技術從污泥焚燒飛灰中回收磷資源,獲得了大量的高值產品。荷蘭的Zutphen污水處理廠、Geestmerambacht污水處理廠、Bath污水處理廠從污泥中分別成功提取海藻酸鹽胞外聚合物EPS、纖維素和羥基脂肪酸酯(PHA),實現了污水處理廠向“資源回收工廠”的根本轉變。總之,在污泥處理處置方面,我們可以充分借鑒國外相關經驗,轉變我國傳統的污泥處置方式,以最終的產品化為導向,通過源頭減排和末端控制,保障污泥的出路,并實現污泥處理處置過程的提質增效。然后通過污泥產品的經銷反哺污泥技術開發,促進污泥行業的良性發展。
編輯:王媛媛
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