課題組成員  

污泥濃縮干化與焚燒技術(shù)提升研究與工程示范  

餐廚垃圾厭氧工藝提升及高資源化技術(shù)研究與工程示范  

常州市生活廢棄物處理中心  

填埋場(chǎng)滲濾液低耗穩(wěn)定資源化利用技術(shù)提升研究與工程示范  

項(xiàng)目背景  

經(jīng)10余年努力，太湖流域水環(huán)境總體向好，太湖水質(zhì)持續(xù)改善，富營養(yǎng)化程度減輕，連續(xù)12年實(shí)現(xiàn)了“兩個(gè)確保”（確保飲用水安全、確保不發(fā)生大面積水質(zhì)黑臭）的目標(biāo)，但藍(lán)藻水華狀況并沒有得到有效緩解。“十三五”期間提出了新時(shí)期太湖流域“控磷為主，協(xié)同控氮”的氮磷控制策略及加快推進(jìn)流域污染治理的重要戰(zhàn)略任務(wù)。  

作為太湖上游的重污染區(qū)江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和消費(fèi)水平提高的同時(shí)，各類廢棄物產(chǎn)生量增長(zhǎng)迅速，其中典型有機(jī)廢棄物，如污水處理廠污泥、餐廚垃圾、果蔬園林及廚余垃圾等的產(chǎn)量約占總量的50%以上，呈現(xiàn)出污染物產(chǎn)生量大、種類多、分布范圍廣、對(duì)水體污染負(fù)荷貢獻(xiàn)大等特點(diǎn)，導(dǎo)致流域水體污染、水質(zhì)達(dá)標(biāo)任務(wù)重等問題，有機(jī)廢棄物的無害化、資源化處理處置在太湖流域水體污染控制與治理中具有舉足輕重的地位和作用。  

為了實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展，有效緩解我國能源、資源和環(huán)境的瓶頸制約，“水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)”（以下簡(jiǎn)稱“水專項(xiàng)”）圍繞“重污染區(qū)（武進(jìn)）水環(huán)境整治技術(shù)集成與綜合示范”項(xiàng)目，設(shè)立了“污泥與廢棄物處置及資源化利用技術(shù)集成與綜合示范”課題（2017ZX07202005)。  

流域主要廢棄物高效收集和綜合處理與資源化利用體系需求  

為貫徹落實(shí)國家、江蘇省太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案及“水十條”要求，加快區(qū)域水環(huán)境改善，武進(jìn)區(qū)政府在打好水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)中取得了實(shí)實(shí)在在的進(jìn)展，鼓舞了每一位投身在生態(tài)文明建設(shè)中的奮斗者。但隨著人民生活水平的提高和城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程的加快，有機(jī)廢棄物增長(zhǎng)的趨勢(shì)仍將持續(xù)，水環(huán)境壓力也日漸增加。  

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，武進(jìn)區(qū)域內(nèi)污泥和有機(jī)廢棄物產(chǎn)生的COD、總氮、總磷及氨氮等分別高達(dá)8512.45噸/年、1427.26噸/年、558.29噸/年、776.73噸/年，且缺乏有效的收集和處理。自然堆放、無序排放和沖失嚴(yán)重，對(duì)流域內(nèi)水環(huán)境污染影響巨大，已經(jīng)成為武進(jìn)區(qū)綠色發(fā)展的制約因素。  

課題負(fù)責(zé)人、維爾利環(huán)保科技集團(tuán)股份有限公司產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)張進(jìn)鋒說：“十二五”以來，水專項(xiàng)在“十一五”研究基礎(chǔ)上，堅(jiān)持“減負(fù)修復(fù)”階段目標(biāo)，在太湖、遼河、海河等重點(diǎn)流域開展技術(shù)攻關(guān)和示范，研發(fā)了近400項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)、建設(shè)了300余項(xiàng)科技示范工程，申請(qǐng)專利近1000項(xiàng)，形成標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或技術(shù)指南70余項(xiàng)，建成產(chǎn)學(xué)研開發(fā)平臺(tái)和基地221個(gè)，成立了8個(gè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，直接支撐了《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的制定和實(shí)施，為國家和地方水環(huán)境管理能力提升、流域示范區(qū)水質(zhì)改善和重點(diǎn)地區(qū)飲用水安全保障提供有力科技支撐。  

但水專項(xiàng)實(shí)施以來，主要以“工業(yè)污染源頭整治—污水處理廠提標(biāo)—河湖修復(fù)，最終實(shí)現(xiàn)流域水質(zhì)改善”為主線，尚未設(shè)立如污水處理廠污泥等有機(jī)固體廢物對(duì)河湖水質(zhì)影響的系統(tǒng)性研究課題。  

因此，為實(shí)現(xiàn)武進(jìn)區(qū)域內(nèi)有機(jī)固體廢物的高效管理，降低有機(jī)固體廢物帶來的水體環(huán)境污染負(fù)荷，對(duì)武進(jìn)區(qū)“水十條”考核內(nèi)容的完成起到重要促進(jìn)作用，亟需開展武進(jìn)區(qū)典型有機(jī)廢棄物類別及成分分析，提高典型有機(jī)廢棄物收集率，實(shí)現(xiàn)典型有機(jī)廢棄物全過程綜合監(jiān)控，開發(fā)典型有機(jī)廢棄物綜合處理與資源化利用技術(shù)，建立涵蓋廢物排放、收運(yùn)與處理全過程的綜合信息化平臺(tái)，并與水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)相銜接，有效解決武進(jìn)區(qū)存在有機(jī)固體廢物種類多、處理技術(shù)差異大、無害化率低、水體污染影響大等問題。  

開展流域主要廢棄物高效收集和綜合處理與資源化利用綜合示范，提出流域整治一體化方案  

《江蘇省“兩減六治三提升”專項(xiàng)行動(dòng)方案》（263行動(dòng)）——重點(diǎn)治理太湖水環(huán)境、生活垃圾、黑臭水體等污染和環(huán)境隱患。《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案》——大力推進(jìn)污泥處理處置和資源化利用；建設(shè)餐廚垃圾處理示范工程，完善城市餐廚垃圾收運(yùn)體系和監(jiān)督機(jī)制。《太湖水環(huán)境狀況及水質(zhì)修復(fù)評(píng)估報(bào)告》——優(yōu)先建設(shè)城鎮(zhèn)污水集中處理設(shè)施等環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)城鎮(zhèn)生活污水、糞便、垃圾進(jìn)行無害化、資源化處置。  

為滿足國家和地方政府對(duì)有效削減和控制區(qū)域內(nèi)污染和有機(jī)廢棄物污染負(fù)荷、實(shí)現(xiàn)廢物安全處置與資源化，改善區(qū)域內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量的科技需求，課題組織了以“產(chǎn)—學(xué)—研—用”相結(jié)合為特點(diǎn)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，由維爾利環(huán)�？萍技瘓F(tuán)股份有限公司作為課題牽頭單位，清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、上海交通大學(xué)、常州錫聯(lián)環(huán)�？萍加邢薰尽⒔K東恒環(huán)境控股有限公司等單位作為課題參加單位。  

張進(jìn)鋒表示，課題設(shè)立在“十二五”水專項(xiàng)研究基礎(chǔ)上，選擇太湖地區(qū)典型重污染區(qū)域（武進(jìn)區(qū)運(yùn)南片區(qū)），開展有機(jī)廢棄物處理與資源化技術(shù)集成與成套設(shè)備研究，緊扣國家和地方落實(shí)“十三五”規(guī)劃的需求，滿足新形勢(shì)下我國流域治理高標(biāo)準(zhǔn)、快發(fā)展，注重技術(shù)集成與創(chuàng)新、整裝成套設(shè)備產(chǎn)出的要求，為國家重大民生工程提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。  

“十三五”期間，課題基于區(qū)域問題、流域治理需求、地方科技需求，通過對(duì)區(qū)域內(nèi)固體廢物進(jìn)行地毯式調(diào)研，識(shí)別污染物特征，研發(fā)污水處理廠污泥、垃圾填埋場(chǎng)滲濾液、餐廚垃圾、果蔬園林廢棄物、廚余垃圾和河道清淤底泥等領(lǐng)域的廢物處理與資源化技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)污泥、有機(jī)廢棄物和河道淤泥的高效收集和綜合利用，并開展污泥濃縮干化焚燒、填埋場(chǎng)滲濾液處理和餐廚垃圾資源化處理3個(gè)綜合示范，提出流域主要廢棄物高效收集和綜合處理與資源利用一體化方案，建立有機(jī)廢棄物高效收集和綜合處理與資源利用信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)流域污染物減排的目標(biāo)。  

2017年，課題組對(duì)武進(jìn)區(qū)流域內(nèi)污水處理廠、垃圾滲濾液中轉(zhuǎn)站、餐飲店、菜場(chǎng)、花木市場(chǎng)、示范小區(qū)等逐一進(jìn)行實(shí)地走訪，對(duì)流域內(nèi)污水廠污泥、垃圾滲濾液、餐廚垃圾、果蔬園林垃圾、河道底泥等典型有機(jī)固體廢物的來源、排放、性質(zhì)等進(jìn)行充分調(diào)研，識(shí)別了有機(jī)廢棄物減量的關(guān)鍵因素及環(huán)節(jié)，提出了武進(jìn)區(qū)有機(jī)廢棄物清單、源頭減量技術(shù)研究報(bào)告。  

2018年，課題組結(jié)合武進(jìn)區(qū)“263專項(xiàng)行動(dòng)”，建立流域內(nèi)有機(jī)廢棄物分類收運(yùn)模式，研發(fā)污水處理廠污泥、滲濾液、餐廚垃圾等領(lǐng)域的廢物處理與資源化技術(shù)，完成污泥濃縮干化焚燒示范工程、滲濾液處理工程、餐廚垃圾資源化示范工程設(shè)計(jì)。  

2019年，課題組依托常州市生活廢棄物處理中心，開展污水處理廠污泥、垃圾填埋場(chǎng)滲濾液、餐廚垃圾、果蔬園林廢棄物等有機(jī)固體廢物的處理與資源化技術(shù)綜合集成，形成成套設(shè)備，提出綜合示范可行性方案和工程實(shí)施方案，并開展重污染區(qū)（武進(jìn)）水環(huán)境整治技術(shù)綜合示范。  

建成200t/d污泥濃縮干化焚燒系統(tǒng)升級(jí)改造示范工程，實(shí)現(xiàn)總運(yùn)行成本不超過350元/t,尾氣脫酸率達(dá)到95%，煙氣達(dá)標(biāo)排放；建成150m3/d滲濾液處理升級(jí)改造示范工程和50m3/d滲濾液膜濾濃縮液示范工程實(shí)現(xiàn)滲濾液膜濾濃縮液深度處理出水COD<250mg/L，運(yùn)行成本不超過80元/m3；建成150t/d餐廚垃圾資源化處理工藝提升示范工程，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾處理穩(wěn)定產(chǎn)沼不低于70m3/t，沼氣脫硫率達(dá)到98.5%，沼氣分離后產(chǎn)品氣甲烷含量達(dá)到95%，運(yùn)行成本不超過120元/t。  

今年課題組提出流域主要廢棄物高效收集和綜合處理與資源利用一體化方案，建立有機(jī)廢棄物高效收集和綜合處理與資源利用信息平臺(tái)，《污泥濃縮干化焚燒技術(shù)指南》《生活垃圾滲濾液噴射環(huán)流膜生物反應(yīng)系統(tǒng)技術(shù)指南》《餐廚垃圾精細(xì)分選—全混厭氧消化處理技術(shù)指南》正式印發(fā)。  

突破三項(xiàng)整裝成套技術(shù)、五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，完善流域主要廢棄物高效收集和綜合處理與資源化一體化體系  

張進(jìn)鋒指出，目前武進(jìn)區(qū)域內(nèi)有機(jī)固體廢物處理處置普遍存在一些技術(shù)難題。  

污泥濃縮—干化—焚燒中存在設(shè)備換熱效率低、磨損快、二次污染重等多項(xiàng)技術(shù)難題。高含水率是嚴(yán)重制約污泥后續(xù)處置方式選擇的主要問題，目前由于技術(shù)水平和設(shè)備的限制，武進(jìn)污水處理廠污泥濃縮脫水率偏低（出廠污泥含水率80%)，阻礙了污泥進(jìn)一步無害化、資源化處理，不當(dāng)處置對(duì)當(dāng)?shù)厮h(huán)境造成巨大的二次污染隱患。  

填埋場(chǎng)滲濾液有機(jī)物濃度高、鹽分大，處理工程存在運(yùn)行穩(wěn)定性差、能耗高、達(dá)標(biāo)難度大等問題，特別是老齡化垃圾滲濾液氨氮濃度較高、碳氮比失調(diào)、處理成本居高不下。  

餐廚垃圾處置存在成分復(fù)雜、分選和油—水—固分離難度大、發(fā)酵產(chǎn)沼率低、技術(shù)穩(wěn)定性差、二次污染嚴(yán)重、產(chǎn)品附加值低等問題。河湖底泥產(chǎn)量大、還原性強(qiáng)、去除污染難度大，存在二次污染等問題。為此，課題針對(duì)性的凝練了6個(gè)子課題，分別為污泥濃縮干化與焚燒技術(shù)研究與工程示范，垃圾滲濾液處理工藝優(yōu)化研究與工程示范、餐廚垃圾厭氧高效資源化處理技術(shù)研究及工藝提升與工程示范、果蔬園林與廚余垃圾等有機(jī)廢棄物的生物處理技術(shù)及設(shè)備開發(fā)、河道清淤底泥的脫水與分質(zhì)資源化利用研究與示范、流域典型有機(jī)廢棄物高效收集和綜合處理與資源利用一體化方案。  

子課題一研究團(tuán)隊(duì)從污泥濃縮脫水的效率提升、污泥焚燒煙氣污染控制及焚燒殘?jiān)鼰o害化處理三方面進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化研究與設(shè)備開發(fā)，通過技術(shù)優(yōu)化、技術(shù)集成創(chuàng)新得到高效濃縮干化焚燒一體化清潔污泥處理集成工藝方案，并通過綜合工程示范提升集成技術(shù)的工藝水平，為實(shí)現(xiàn)重污染區(qū)（武進(jìn)）污泥的清潔處理處置及資源化利用提供技術(shù)上的支撐。  

通過研究污泥螺旋分配器強(qiáng)化機(jī)械深度脫水與增效干化技術(shù)、污泥焚燒過程固氯技術(shù)、污泥焚燒煙氣高效凈化技術(shù)、污泥焚燒殘?jiān)Y源化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了污泥焚燒系統(tǒng)能效分析與運(yùn)行控制優(yōu)化，形成了污泥高效濃縮干化和清潔焚燒一體化處理整裝成套技術(shù)。  

其中污泥螺旋分配器機(jī)械深度脫水與增效干化技術(shù)推廣應(yīng)用至處理規(guī)模100t/d的武進(jìn)區(qū)濱湖污水處理廠一期工程污泥深度脫水系統(tǒng)項(xiàng)目，處理規(guī)模100t/d的無錫市錫山區(qū)污水處理廠污泥深度脫水?dāng)U建項(xiàng)目，處理規(guī)模200t/d的武進(jìn)區(qū)武南第二污水處理廠一期工程污泥深度脫水系統(tǒng)項(xiàng)目。該技術(shù)成果的推廣應(yīng)用，較好地解決了傳統(tǒng)機(jī)械壓縮設(shè)備夾布器壽命短，運(yùn)行阻力大，效率低的問題，實(shí)現(xiàn)了裝備改進(jìn)后螺旋分配器脫水污泥含水率可低于60%的考核指標(biāo)。  

子課題二研究團(tuán)隊(duì)從滲濾液末端出水達(dá)標(biāo)、滲濾液膜濾濃縮液深度處理兩方面進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化與設(shè)備開發(fā)，研究了惡劣水質(zhì)滲濾液脫氮和脫鹽預(yù)處理技術(shù)，滲濾液濃縮液多級(jí)物料膜分離工藝技術(shù)，高氨氮滲濾液處理低能耗汽提及精餾耦合脫氨技術(shù)，并在遠(yuǎn)程監(jiān)控及運(yùn)維智能化的集成上開展示范應(yīng)用，形成了高效節(jié)能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)滲濾液處理整裝成套技術(shù)。  

研究的成果—滲濾液濃縮液多級(jí)物料膜減量化設(shè)備，其運(yùn)行連續(xù)性好、穩(wěn)定性高、COD去除能力強(qiáng)，集成度高、占地面積小，已通過常州檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定研究所質(zhì)量檢測(cè)，并獲得常州市高新技術(shù)產(chǎn)品認(rèn)證，目前該裝置推廣應(yīng)用于化州市綠能環(huán)保發(fā)電項(xiàng)目、武漢深能環(huán)保新溝垃圾發(fā)電項(xiàng)目、東部環(huán)保電廠滲濾液處理項(xiàng)目、深圳市媽灣市能源生態(tài)園滲濾液處理及南山垃圾發(fā)電廠滲濾液處理技改項(xiàng)目、長(zhǎng)沙市生活垃圾深度處理項(xiàng)目，累計(jì)產(chǎn)生5000余萬元產(chǎn)值的直接經(jīng)濟(jì)效益。  

子課題三研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)現(xiàn)有餐廚垃圾厭氧消化預(yù)處理工藝中大物質(zhì)堵塞和設(shè)備磨損問題，開展適用于餐廚垃圾成分復(fù)雜特點(diǎn)的高效均質(zhì)預(yù)處理技術(shù)與成套設(shè)備開發(fā)。針對(duì)餐廚垃圾的油脂資源化回收提取問題，開展餐廚垃圾內(nèi)油脂提取技術(shù)及設(shè)備研發(fā)和廢棄油脂（地溝油）處理回收技術(shù)及裝備的研發(fā)。針對(duì)餐廚垃圾厭氧消化過程污泥流失降低產(chǎn)沼效能等問題，開展餐廚垃圾厭氧高效穩(wěn)定產(chǎn)沼技術(shù)優(yōu)化研究，同時(shí)開展沼氣的脫硫、高效純化和高值化利用技術(shù)研究及沼渣的高附加值應(yīng)用研究，最終形成了餐廚垃圾厭氧高效資源化處理整裝成套技術(shù)。  

其中針對(duì)多形狀小粒徑惰性物影響三相分離提油效果和厭氧產(chǎn)沼率而開發(fā)的餐廚垃圾漿液的沉砂浮渣一體化分離技術(shù)和裝備成功推廣應(yīng)用至寧德、紹興、桐廬和西安等地餐廚項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值323.24萬元。  

子課題四研究團(tuán)隊(duì)基于廢棄物有機(jī)質(zhì)含量高，含水率高的特性，開展生物水解集成技術(shù)工藝研究，解析有機(jī)廢棄物高值化利用限制因素，重點(diǎn)突破機(jī)械生物處理技術(shù)、有機(jī)廢棄物水解液厭氧產(chǎn)碳源技術(shù)、好氧堆肥和生物干化技術(shù)、物料調(diào)制—熱壓成型制固態(tài)燃料技術(shù)。  

子課題五研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)河道清淤底泥產(chǎn)量大、難處理、污染差異大等問題，進(jìn)行了底泥的高效脫水技術(shù)、泥質(zhì)改良和資源化利用技術(shù)研究。針對(duì)底泥中有機(jī)污染物較高開發(fā)了微壓沸騰氧化技術(shù)；針對(duì)底泥重金屬污染研發(fā)了制備氣泡混凝土并同步固化重金屬的資源化利用技術(shù)，將其轉(zhuǎn)化為有潛在市場(chǎng)價(jià)值的建材使用，并建立了河湖底泥輕質(zhì)建材化成套生產(chǎn)線。  

子課題六通過集成各單位流域內(nèi)典型廢棄物具體參數(shù)，并同步實(shí)地排查污染源，形成了流域典型有機(jī)廢棄物高效收集方案、流域典型廢棄物綜合處理與資源化利用一體化方案，通過進(jìn)行流域典型有機(jī)廢棄物對(duì)流域水體污染貢獻(xiàn)的計(jì)算，以及項(xiàng)目示范工程實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢棄物水體污染負(fù)荷減排量的計(jì)算，建立了具有流域典型有機(jī)廢棄物收運(yùn)、處理過程監(jiān)控和水體污染負(fù)荷減排量計(jì)算功能的有機(jī)廢棄物智能化信息管理平臺(tái)，最后通過與區(qū)域水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)相銜接，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)有機(jī)廢棄物的高效管理，為區(qū)域廢棄物高效收集和綜合處理與資源化一體化體系執(zhí)行提供了有力的技術(shù)路線。  

流域水質(zhì)和生態(tài)改善精細(xì)化管理  

張進(jìn)鋒強(qiáng)調(diào)，雖然經(jīng)過課題成員3年多的努力，研發(fā)了市政污泥、垃圾填埋場(chǎng)滲濾液、餐廚垃圾、果蔬園林廢棄物、廚余垃圾、河道清淤底泥等的固體廢物處理與資源化技術(shù)，完成了污泥干化焚燒、垃圾滲濾液膜濾濃縮處理、餐廚垃圾處理三個(gè)示范工程，依托有機(jī)廢棄物物流網(wǎng)收集，實(shí)現(xiàn)了各種典型有機(jī)廢棄物高效集中處置及綜合處理，建立了有機(jī)廢棄物高效收集和綜合處理與資源化利用信息平臺(tái)，但要想實(shí)現(xiàn)流域水質(zhì)和生態(tài)改善精細(xì)化管理，針對(duì)有機(jī)固體廢棄物對(duì)流域水質(zhì)的影響，還需要深化流域主要廢棄物高效收集和綜合處理與資源化一體化體系，構(gòu)建高時(shí)空高精度的水污染源排放清單，全面實(shí)施流域內(nèi)有機(jī)廢棄物的精準(zhǔn)收集、高效處理和資源化利用。在習(xí)近平生態(tài)文明思想指導(dǎo)下，堅(jiān)持問題導(dǎo)向和結(jié)果導(dǎo)向，強(qiáng)化政府監(jiān)督執(zhí)紀(jì)要求，發(fā)揮公益訴訟作用。  

本版供稿：  

“污泥與廢棄物處置及資源化利用技術(shù)集成與綜合示范”課題組  

維爾利環(huán)保科技集團(tuán)股份有限公司

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