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年實現(xiàn)了“兩個確保”（確保飲用水安全、確保不發(fā)生大面積水質(zhì)黑臭）的目標，但藍藻水華狀況并沒有得到有效緩解。“十三五”期間提出了新時期太湖流域“控磷為主，協(xié)同控氮”的氮磷控制策略及加快推進流域污染治理的重要戰(zhàn)略任務。  

作為太湖上游的重污染區(qū)江蘇省常州市武進區(qū)，在經(jīng)濟快速發(fā)展和消費水平提高的同時，各類廢棄物產(chǎn)生量增長迅速，其中典型有機廢棄物，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、對水體污染負荷貢獻大等特點，導致流域水體污染、水質(zhì)達標任務重等問題，有機廢棄物的無害化、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。  

為了實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會又好又快發(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”（以下簡稱“水專項”）圍繞“重污染區(qū)（武進）水環(huán)境整治技術(shù)集成與綜合示范”項目，設立了“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，武進區(qū)政府在打好水污染防治攻堅戰(zhàn)中取得了實實在在的進展，鼓舞了每一位投身在生態(tài)文明建設中的奮斗者。但隨著人民生活水平的提高和城鎮(zhèn)化發(fā)展進程的加快，有機廢棄物增長的趨勢仍將持續(xù)，水環(huán)境壓力也日漸增加。  

據(jù)不完全統(tǒng)計，武進區(qū)域內(nèi)污泥和有機廢棄物產(chǎn)生的COD、總氮、總磷及氨氮等分別高達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、無序排放和沖失嚴重，對流域內(nèi)水環(huán)境污染影響巨大，已經(jīng)成為武進區(qū)綠色發(fā)展的制約因素。  

課題負責人、維爾利環(huán)�？萍技瘓F股份有限公司產(chǎn)業(yè)研究院院長張進鋒說：“十二五”以來，水專項在“十一五”研究基礎上，堅持“減負修復”階段目標，在太湖、遼河、海河等重點流域開展技術(shù)攻關(guān)和示范，研發(fā)了近400項關(guān)鍵技術(shù)、建設了300余項科技示范工程，申請專利近1000項，形成標準、規(guī)范或技術(shù)指南70余項，建成產(chǎn)學研開發(fā)平臺和基地221個，成立了8個產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，直接支撐了《水污染防治行動計劃》的制定和實施，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)改善和重點地區(qū)飲用水安全保障提供有力科技支撐。  

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

因此，為實現(xiàn)武進區(qū)域內(nèi)有機固體廢物的高效管理，降低有機固體廢物帶來的水體環(huán)境污染負荷，對武進區(qū)“水十條”考核內(nèi)容的完成起到重要促進作用，亟需開展武進區(qū)典型有機廢棄物類別及成分分析，提高典型有機廢棄物收集率，實現(xiàn)典型有機廢棄物全過程綜合監(jiān)控，開發(fā)典型有機廢棄物綜合處理與資源化利用技術(shù)，建立涵蓋廢物排放、收運與處理全過程的綜合信息化平臺，并與水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)相銜接，有效解決武進區(qū)存在有機固體廢物種類多、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”專項行動方案》（263行動）——重點治理太湖水環(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》——大力推進污泥處理處置和資源化利用；建設餐廚垃圾處理示范工程，完善城市餐廚垃圾收運體系和監(jiān)督機制�！短h(huán)境狀況及水質(zhì)修復評估報告》——優(yōu)先建設城鎮(zhèn)污水集中處理設施等環(huán)境基礎設施，對城鎮(zhèn)生活污水、糞便、垃圾進行無害化、資源化處置。  

為滿足國家和地方政府對有效削減和控制區(qū)域內(nèi)污染和有機廢棄物污染負荷、實現(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—研—用”相結(jié)合為特點的研發(fā)團隊，由維爾利環(huán)�？萍技瘓F股份有限公司作為課題牽頭單位，清華大學、同濟大學、上海交通大學、常州錫聯(lián)環(huán)�？萍加邢薰�、江蘇東恒環(huán)境控股有限公司等單位作為課題參加單位。  

張進鋒表示，課題設立在“十二五”水專項研究基礎上，選擇太湖地區(qū)典型重污染區(qū)域（武進區(qū)運南片區(qū)），開展有機廢棄物處理與資源化技術(shù)集成與成套設備研究，緊扣國家和地方落實“十三五”規(guī)劃的需求，滿足新形勢下我國流域治理高標準、快發(fā)展，注重技術(shù)集成與創(chuàng)新、整裝成套設備產(chǎn)出的要求，為國家重大民生工程提供了強有力的技術(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，通過對區(qū)域內(nèi)固體廢物進行地毯式調(diào)研，識別污染物特征，研發(fā)污水處理廠污泥、垃圾填埋場滲濾液、餐廚垃圾、果蔬園林廢棄物、廚余垃圾和河道清淤底泥等領域的廢物處理與資源化技術(shù)與裝備，實現(xiàn)流域內(nèi)污泥、有機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、填埋場滲濾液處理和餐廚垃圾資源化處理3個綜合示范，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，建立有機廢棄物高效收集和綜合處理與資源利用信息平臺，實現(xiàn)流域污染物減排的目標。  

2017年，課題組對武進區(qū)流域內(nèi)污水處理廠、垃圾滲濾液中轉(zhuǎn)站、餐飲店、菜場、花木市場、示范小區(qū)等逐一進行實地走訪，對流域內(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固體廢物的來源、排放、性質(zhì)等進行充分調(diào)研，識別了有機廢棄物減量的關(guān)鍵因素及環(huán)節(jié)，提出了武進區(qū)有機廢棄物清單、源頭減量技術(shù)研究報告。  

2018年，課題組結(jié)合武進區(qū)“263專項行動”，建立流域內(nèi)有機廢棄物分類收運模式，研發(fā)污水處理廠污泥、滲濾液、餐廚垃圾等領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計。  

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、垃圾填埋場滲濾液、餐廚垃圾、果蔬園林廢棄物等有機固體廢物的處理與資源化技術(shù)綜合集成，形成成套設備，提出綜合示范可行性方案和工程實施方案，并開展重污染區(qū)（武進）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)升級改造示范工程，實現(xiàn)總運行成本不超過350元/t,尾氣脫酸率達到95%，煙氣達標排放；建成150m3/d滲濾液處理升級改造示范工程和50m3/d滲濾液膜濾濃縮液示范工程實現(xiàn)滲濾液膜濾濃縮液深度處理出水COD<250mg/L，運行成本不超過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，沼氣脫硫率達到98.5%，沼氣分離后產(chǎn)品氣甲烷含量達到95%，運行成本不超過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，建立有機廢棄物高效收集和綜合處理與資源利用信息平臺，《污泥濃縮干化焚燒技術(shù)指南》《生活垃圾滲濾液噴射環(huán)流膜生物反應系統(tǒng)技術(shù)指南》《餐廚垃圾精細分選—全混厭氧消化處理技術(shù)指南》正式印發(fā)。  

突破三項整裝成套技術(shù)、五項關(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  

張進鋒指出，目前武進區(qū)域內(nèi)有機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—焚燒中存在設備換熱效率低、磨損快、二次污染重等多項技術(shù)難題。高含水率是嚴重制約污泥后續(xù)處置方式選擇的主要問題，目前由于技術(shù)水平和設備的限制，武進污水處理廠污泥濃縮脫水率偏低（出廠污泥含水率80%)，阻礙了污泥進一步無害化、資源化處理，不當處置對當?shù)厮h(huán)境造成巨大的二次污染隱患。  

填埋場滲濾液有機物濃度高、鹽分大，處理工程存在運行穩(wěn)定性差、能耗高、達標難度大等問題，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、二次污染嚴重、產(chǎn)品附加值低等問題。河湖底泥產(chǎn)量大、還原性強、去除污染難度大，存在二次污染等問題。為此，課題針對性的凝練了6個子課題，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廢棄物的生物處理技術(shù)及設備開發(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。  

子課題一研究團隊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渣無害化處理三方面進行技術(shù)優(yōu)化研究與設備開發(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，為實現(xiàn)重污染區(qū)（武進）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化機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)、污泥焚燒殘渣資源化技術(shù)，實現(xiàn)了污泥焚燒系統(tǒng)能效分析與運行控制優(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械深度脫水與增效干化技術(shù)推廣應用至處理規(guī)模100t/d的武進區(qū)濱湖污水處理廠一期工程污泥深度脫水系統(tǒng)項目，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擴建項目，處理規(guī)模200t/d的武進區(qū)武南第二污水處理廠一期工程污泥深度脫水系統(tǒng)項目。該技術(shù)成果的推廣應用，較好地解決了傳統(tǒng)機械壓縮設備夾布器壽命短，運行阻力大，效率低的問題，實現(xiàn)了裝備改進后螺旋分配器脫水污泥含水率可低于60%的考核指標。  

子課題二研究團隊從滲濾液末端出水達標、滲濾液膜濾濃縮液深度處理兩方面進行技術(shù)優(yōu)化與設備開發(fā)，研究了惡劣水質(zhì)滲濾液脫氮和脫鹽預處理技術(shù)，滲濾液濃縮液多級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)，并在遠程監(jiān)控及運維智能化的集成上開展示范應用，形成了高效節(jié)能穩(wěn)定達標滲濾液處理整裝成套技術(shù)。  

研究的成果—滲濾液濃縮液多級物料膜減量化設備，其運行連續(xù)性好、穩(wěn)定性高、COD去除能力強，集成度高、占地面積小，已通過常州檢驗檢測標準認定研究所質(zhì)量檢測，并獲得常州市高新技術(shù)產(chǎn)品認證，目前該裝置推廣應用于化州市綠能環(huán)保發(fā)電項目、武漢深能環(huán)保新溝垃圾發(fā)電項目、東部環(huán)保電廠滲濾液處理項目、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目、長沙市生活垃圾深度處理項目，累計產(chǎn)生5000余萬元產(chǎn)值的直接經(jīng)濟效益。  

子課題三研究團隊針對現(xiàn)有餐廚垃圾厭氧消化預處理工藝中大物質(zhì)堵塞和設備磨損問題，開展適用于餐廚垃圾成分復雜特點的高效均質(zhì)預處理技術(shù)與成套設備開發(fā)。針對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)和裝備成功推廣應用至寧德、紹興、桐廬和西安等地餐廚項目，實現(xiàn)年產(chǎn)值323.24萬元。  

子課題四研究團隊基于廢棄物有機質(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，解析有機廢棄物高值化利用限制因素，重點突破機械生物處理技術(shù)、有機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)。  

子課題五研究團隊針對河道清淤底泥產(chǎn)量大、難處理、污染差異大等問題，進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。針對底泥中有機污染物較高開發(fā)了微壓沸騰氧化技術(shù)；針對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)化為有潛在市場價值的建材使用，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)，并同步實地排查污染源，形成了流域典型有機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，通過進行流域典型有機廢棄物對流域水體污染貢獻的計算，以及項目示范工程實現(xiàn)有機廢棄物水體污染負荷減排量的計算，建立了具有流域典型有機廢棄物收運、處理過程監(jiān)控和水體污染負荷減排量計算功能的有機廢棄物智能化信息管理平臺，最后通過與區(qū)域水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)相銜接，實現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)有機廢棄物的高效管理，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)改善精細化管理  

張進鋒強調(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、餐廚垃圾處理三個示范工程，依托有機廢棄物物流網(wǎng)收集，實現(xiàn)了各種典型有機廢棄物高效集中處置及綜合處理，建立了有機廢棄物高效收集和綜合處理與資源化利用信息平臺，但要想實現(xiàn)流域水質(zhì)和生態(tài)改善精細化管理，針對有機固體廢棄物對流域水質(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)建高時空高精度的水污染源排放清單，全面實施流域內(nèi)有機廢棄物的精準收集、高效處理和資源化利用。在習近平生態(tài)文明思想指導下，堅持問題導向和結(jié)果導向，強化政府監(jiān)督執(zhí)紀要求，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)�？萍技瘓F股份有限公司

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