同济大学同济大学环境科学与工程学院环境科学与工程学院College of Environmental Science and Engineering, Tongji University国家国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戴晓虎戴晓虎 教授教授Prof. Dr.-Ing. Xiaohu DAI污泥处理处置关键技术研究及污泥处理处置关键技术研究及科技项目介绍科技项目介绍 内容内容一、未来先进污染控制技术的特征一、未来先进污染控制技术的特征二、中国污泥泥质和国外的差异二、中国污泥泥质和国外的差异三、污泥处理处置科技创新三、污泥处理处置科技创新四、污泥处理处置科技项目四、污泥处理处置科技项目2一未来先进污染控制技术的特征一未来先进污染控制技术的特征3资源保障资源保障污染控制污染控制可可续性发展续性发展 v经济高速发展v城镇化发展v全球气候变化v能源资源短缺v污染复合性 v生物多样性丧失v环境要求的提高矛盾？现状现状目标目标健康安全健康安全 污染物（水、固体、气体）污染物（水、固体、气体）物质流物质流能量流能量流区域系统区域系统碳、氮、磷碳、氮、磷 能量流能量流能能量量流流能能量量流流物物质质流流物物质质流流科技创新和资源循环是核心二中国污泥泥质和国外的差异二中国污泥泥质和国外的差异6污水生物处理过程主要污染物物质流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%关键科学技术问题：高含固消化物质迁移转化？关键科学技术问题：高含固消化物质迁移转化？ 污泥的降解率提升的机制？污泥的降解率提升的机制？Key issues: mass flow, increase degradation rate1770年代以前before 70s70年代-2000年70s-20002000年以后after 20001 generation, solid content 3%, degradation rate 50%2 generation, solid content 5%, degradation rate 50%3 generation, solid content 10%, degradation rate 50%强化厌氧消化的手段强化厌氧消化的手段热水解热水解Thermal hydrolysis pretreatment高温高压热水解预处理技术高温高压热水解预处理技术 (THP) 对高含固厌氧消化的作用：对高含固厌氧消化的作用：The impact of thermal high-pressure 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能将污泥降解率提高能将污泥降解率提高15%THP can increase 15% of the degradation rate of sludgelTHP能起到消毒和杀灭病菌的效果能起到消毒和杀灭病菌的效果THP can realize the hygienization and kill the pathogens高温高压热水解罐高温高压热水解罐Thermal High-Pressure Pretreatment脱水污泥脱水污泥Dewatered Sludge 热水解污泥热水解污泥Thermal Hydrolyzed sludge强化厌氧消化的手段强化厌氧消化的手段酶水解酶水解Enzyme hydrolysis酶水解对厌氧消化的作用酶水解对厌氧消化的作用 the impact on digestionl酶对污泥厌氧消化提升？酶对污泥厌氧消化提升？Enzyme can 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酶对消化污泥的脱水性能及沼渣利用影响？酶对消化污泥的脱水性能及沼渣利用影响？How impact enzyme on dewaterability and sludge utilization?强化厌氧消化的手段强化厌氧消化的手段优势菌种优势菌种Dominant bacteria定向优势菌种定向优势菌种 Dominant bacterial定向优势菌种筛选？定向优势菌种筛选？Directional selection?l提高转化效率？提高转化效率？Improve the conversion efficiency?l定向菌种的环境风险？定向菌种的环境风险？Environmental risk?2021 提高系统稳定性：提高系统稳定性：降低抑制物浓度降低抑制物浓度enhance the stability of the system: reduce the concentration of the inhibitor 提高产气效益：提高产气效益：产气率大幅产气率大幅提高提高enhance the biogas production: increase biogas production rate 污泥、餐厨全部厌氧消化可产天然气：污泥、餐厨全部厌氧消化可产天然气：污泥污泥 15亿立方米亿立方米 ，餐厨，餐厨40亿立方米亿立方米if all sludge and kitchen waste are digested: 1.5 billion m3 from sludge, 4 billion m3 from kitchen waste 提高厌氧系统效率：提高厌氧系统效率：厌氧消化负荷从厌氧消化负荷从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 设施利用率高：设施利用率高：成本降低，经济效益提高成本降低，经济效益提高high utilization of facility: reduce costs, improve economic benefits污泥与城市有机质联合厌氧消化技术污泥与城市有机质联合厌氧消化技术 Co-fermentation污泥污泥/ /有机质高效协同厌氧消化有机质高效协同厌氧消化Co-fermentation of sludge & kitchen waste厌氧氨氧化技术-颠覆性突破（？） 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厌氧消化厌氧消化DEMON厌氧铵氧化厌氧铵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节能脱氮节能脱氮污水污水B池池A池池二沉池二沉池出水出水污泥污泥厌氧消化厌氧消化DEMON厌氧铵氧化厌氧铵氧化污泥污泥污泥污泥消化液消化液全流程高效全流程高效节能脱氮节能脱氮四污泥处理处置科技项目四污泥处理处置科技项目23总体思路l传统核心技术研发，实现国产化；传统核心技术研发，实现国产化；l传统核心技术的提升，针对我国污泥特点，传统核心技术的提升，针对我国污泥特点，开发新技术，工艺和装备；开发新技术，工艺和装备；l前瞻性技术研究，符合未来可续发展规律的前瞻性技术研究，符合未来可续发展规律的技术，工艺和装备；技术，工艺和装备；l泥质泥量，设计标准，风险管理标准研究；泥质泥量，设计标准，风险管理标准研究；以资源回收为目标的系统解决方案以资源回收为目标的系统解决方案项目设置l城市污泥及有机质的联合生物质能源回收与综合利城市污泥及有机质的联合生物质能源回收与综合利用用技术技术l城市污水高含固污泥高效厌氧消化装备开发与工程城市污水高含固污泥高效厌氧消化装备开发与工程示范示范l城市污水处理厂污泥处理处置技术装备城市污水处理厂污泥处理处置技术装备产业化产业化l重点流域城市污水处理厂污泥处理处置技术优化应重点流域城市污水处理厂污泥处理处置技术优化应用用研究研究l水泥窑干化焚烧污泥技术研究与装备开发水泥窑干化焚烧污泥技术研究与装备开发l水泥厂协同处理污水厂污泥工艺技术研究水泥厂协同处理污水厂污泥工艺技术研究863863计划项目：计划项目：节能降耗市政污泥处理与能源化利用技术及工程示范节能降耗市政污泥处理与能源化利用技术及工程示范 课题编号课题编号课题名称课题名称课题承担单位课题承担单位课题负责人课题负责人2012AA063501节能降耗污泥脱水装备及制备建材技术与示范山东省科学院新材料研究所2012AA063502南方城市污泥厌氧消化与安全运行技术与装备东江环保股份有限公司2012AA063503北方市政污泥囊式厌氧发酵与燃气循环利用技术及示范哈尔滨北方环保工程有限公司2012AA063504污泥热解能源化利用成套技术及工程示范同济大学2012AA063505国产化污泥干化与焚烧成套装备研制及应用浙江大学2012AA063506污泥掺混制备生物质燃料技术装备及应用锡林浩特国能能源科技有限公司2012AA063507污泥生物质燃气净化技术及应用中国石油大学（北京）2012AA063508污泥处置风险控制技术系统与示范哈尔滨工业大学项目设置项目设置l国拨经费：约国拨经费：约1 1, ,5 5亿亿l参加单位：参加单位：14 + 3614 + 36l重点解决：高效厌氧消化、重点解决：高效厌氧消化、水泥水泥窑窑干化干化焚烧、污泥处理处置传统装备焚烧、污泥处理处置传统装备提升、污泥处理处置新装备开发、提升、污泥处理处置新装备开发、泥质泥量调研、标准和风险研究等泥质泥量调研、标准和风险研究等28结语结语S气候变化，能源资源短缺等问题对污泥处理处置提出了新的气候变化，能源资源短缺等问题对污泥处理处置提出了新的要求；要求；污水处理污水处理过程重要污染物资源化回收利用已是大趋势；过程重要污染物资源化回收利用已是大趋势；“城市矿山城市矿山”“三零污水处理工艺三零污水处理工艺”等概念已被接受等概念已被接受；S污泥是污水处理全过程资源回收利用的关键污泥是污水处理全过程资源回收利用的关键；也是各国污水；也是各国污水处理面临难题；处理面临难题；科技创新是关键；科技创新是关键；S未来将重点未来将重点围绕围绕“高效高效、安全、节能减排，资源化安全、节能减排，资源化”的技术的技术创新和装备开发；强化创新和装备开发；强化技术及装备集成，规模化示范技术及装备集成，规模化示范；资助；资助模式将以模式将以企业为主体企业为主体探索探索后补助后补助方式方式。S相信相信通过我们巨大的市场需求和科技投入，通过我们巨大的市场需求和科技投入，我国一定会成为我国一定会成为污泥资源化污泥资源化能源化利用的领跑者，引领未来污泥技术的发展能源化利用的领跑者，引领未来污泥技术的发展！。谢谢 谢谢！