无锡新城污水处理厂污泥处理车间
中佳公司微生物生产车间
污泥压滤机
地球——我们美丽的家园。然而,人类过于快速的发展脚步却给它留下了累累伤痕,或许我们曾经努力治理过,但总是留下二次污染……每年有1300万公顷森林消失40%可耕农田遭到长期破坏10亿人喝不到安全的饮用水全球每天有5000多人死于饮用水污染城市污水处理后产生的每年高达3000万吨以上的污泥得不到科学处置
近两年,各地为了治理水环境,兴建了大量的污水处理厂,特别是东部沿海经济发达地区。但由于对相关的技术研究、推广和设施配套预估不足,如何处置源源不断产生的污泥当下成为很大的难题。污泥规范化处置是污水处理的重要环节,也是评价污水处理工作成效的重要方面,由于技术能力不足和成本的考虑造成一些地方污泥随意倾倒的现象时有发生,有些人还打着 “外运制砖”的旗号,把承包处置的污泥倒进农村的坑塘甚至长江,造成了环境的二次污染。
在这种情况下,各种污泥处理方法也应运而生,如:污泥的卫生填埋、污泥的直接土地利用、把污泥制成建材、污泥的焚烧等等,但这些技术都有其这样或那样的缺点。无锡国联环保能源集团有限公司研制的 “微生物法源头减量+调质深度脱水+自持焚烧”市政污泥处置新工艺,是目前国内处置污泥最先进最全面的方法,基本能够做到污泥的 “减量化、无害化、资源化”处理处置,第一次完整地形成了污泥处理的技术链和产业链,完全避免了二次污染。这项新技术新工艺从运行上来看可以说是一条投资省、见效快,能彻底解决问题的一条路线,不仅引领了国内污泥处理的发展,而且开辟了一条污泥减量化、无害化、资源化利用的新方向,为我国绿色环保事业做出了一个企业应有的社会贡献,国家环保部的一些专家领导看过国联环保的污泥处理技术后,认为 “用什么样的语言来描述此技术的先进性和环保性都不为过”。
环保战略:早思、快动、创双赢
我国发展绿色环保经济的总体战略目标是用50年左右的时间,全面建成人、自然及社会和谐统一的、资源节约的环保型社会,资源生产率、循环利用率、废弃物的最终处理率等指标以及生态环境、可持续发展能力达到世界先进水平,极大提高生态环境质量并整体改善生存空间,全面进入可持续发展的良性循环。从发展轨迹来看,无锡国联环保能源集团有限公司完全是按照国家的战略要求来规划自身发展的方向,充分利用自身的技术优势,做到了在环保领域方面早设想、早行动,并且做到了企业与社会的双赢。
在大家的印象中,无锡国联发展(集团)有限公司是以其金融产业出名的,而它的子公司无锡国联环保能源集团有限公司的成立,又为国联集团的不断壮大装上了新的发展引擎,标志着国联从此踏入了环保领域。无锡国联环保能源集团有限公司是以绿色能源、环保与城市公用基础设施建设为产业化发展的国有企业,以高新技术为先导,以环境保护为己任,以清洁能源为纽带,致力于城市生活垃圾、污水污泥的无害化处理及资源综合利用、热电设备设计制造、热电工程建设运营、城市基础设施建设等领域的拓展,在生活垃圾、市政污泥等固废的无害化处理和资源化利用领域,进行了大量的研究开发,并积累了丰富的技术经验,形成了应用前景广阔的产业实力。
国联环保能源集团很早就通过无锡华光锅炉股份与国内著名高校合作,为上海石洞口污水处理厂等单位研制了多台流化床污泥焚烧炉。无锡惠联垃圾热电厂和无锡益多环保热电有限公司承担了无锡市95%左右的生活垃圾焚烧发电任务,均采用循环流化床焚烧工艺。国联环保能源集团旗下无锡友联热电股份有限公司早在2004年就在燃煤循环流化床锅炉中直接掺烧含水率80%左右的市政污泥,开创国内先河。
也就是在2006年初,国联环保能源集团进一步关注、研究污泥无害化处置、资源化利用问题。在2010年3月无锡市 “加快推进污泥安全处置工作协调会议”召开后,公司按照无锡市和国联集团的要求,加快了污泥处置技术开发、投资和处理力度。国联集团董事局主席王锡林非常重视污泥处理问题,对这一项利国利民的绿色事业倾注了大量的心血和精力。他曾经说过,国联集团几年前成立国联环保能源集团就是要在做大做强金融产业的同时调整提升无锡市的环保产业,如今江苏省乃至全国第一个采用污泥自持焚烧技术的焚烧炉已经在惠山区调试投运。王锡林主席认为,企业特别是国企要重视企业的社会责任,挑起为政府解难,为民分忧的重担,市政污泥的处置问题要利用国联现有优势,尽快形成技术链,并进一步形成产业链。用创新举措研究解决污泥无害化、资源化利用问题,摒弃 “重污水处理、轻污泥处理”的传统观念,把污泥处理的研究工作做扎实,尽早上马污泥处置项目,就算早期亏本也要做起来,虽然现阶段对污水和污泥处理费用还不够企业维持运营,但环保事业是需要整个社会协同努力的事业,企业要承担起社会责任,先干起来,在探索中创新、在创新中发展、在发展中壮大,并以实际行动来回馈社会,谋求环境效益、社会效益、企业责任多赢的格局。
目前,国联环保能源集团已与无锡新区、锡山区、惠山区多家污水处理厂达成协议,负责处置无锡新城、东亭、安镇等污水厂产生的污泥。其中,无锡新城污泥处置示范工程历经56天艰苦奋战已经进入正常商业化运营,无锡惠联垃圾热电有限公司已经建成日处理120吨60%含水率污泥的市政污泥焚烧处置工程,标志着国联环保能源正式迈出了污泥处置产业化的推广步伐。
制废新招: 微生物减量
正如王锡林主席所要求的,国联环保能源集团在市政污泥的处理上完全体现出技术的先进性和工艺的可行性,形成了技术链,最终还将形成产业链。国联环保能源集团与东南大学、中佳科技等科研和产业化单位合作研制的 “微生物法源头减量+调质深度脱水+自持焚烧”市政污泥处置新工艺,包括污泥的减量化工艺,即污泥源头减量工艺和调质深度脱水工艺,还有自持焚烧工艺。其中微生物源头减量技术是通过减少污泥形成量来实现污泥的绝对减量,而调质深度脱水技术是通过降低已产生污泥中的含水量来实现污泥的相对减量,每道工序都代表目前我国污泥处理的先进水平。 “微生物法源头减量+调质深度脱水+自持焚烧”工艺技术的推广,可使无锡市每年将减少排放污泥15万吨,无害化处置15万吨,可以从根本上消除污泥对环境所造成的二次污染,对促进经济社会的可持续发展具有很好的经济、社会和环境效益。同时,在污泥处置的过程中,可有效降低能耗,减少二氧化碳和二氧化硫的排放。在创造显著社会效益的同时, “微生物法源头减量+调质深度脱水+自持焚烧”的工艺路线也有着较高的费效比。
无锡国联环保能源集团内的重要战略合作伙伴——无锡中佳科技股份有限公司,早在2005年起就开始研究应用微生物菌进行污水处理的技术开发,并于2007年太湖蓝藻爆发后加快了研究的进度和力度。其研发的用微生物复合菌进行污泥源头减量技术,是在污水处理过程中加入专门的微生物制剂,优化污泥中的 “活性污泥”,因为传统污泥中的 “活性污泥”中含有大量混杂的微生物菌群 (包括有益菌、无益杂菌和有害菌)。在污水处理的过程中加入中佳公司研发的微生物制剂后,可促使有益菌更好地有机物降解、絮凝、氮磷转化的作用,促进有机污染物分解和对死亡微生物菌体不断再分解,达到主要形成污泥的未完全消解的有机污染物、无机杂质和各种微生物菌丝体的总量大幅度减少,污泥绝对量减少50%以上,最终实现了从源头减少污泥的产出量。
据中佳科技公司总经理赵晓鸣介绍,中佳科技公司克服了菌种的安全性问题及其变异问题,培育出了曼斯微微生物复合菌,并通过了上海市环保局审核。当曼斯微 (Mixmicrobe)微生物复合菌与活性污泥协同作用后,复合菌将产生大量的酶和抗菌肽 (可降解无残留),以抑制无益菌和有害菌的生长,并强化与促进有益菌净化污水的作用。
在无锡芦村水处理厂,记者亲眼在二沉池边见证了中佳公司的微生物复合菌制剂只要添加少量就可以满足污水处理的需要,基本上1万吨污水只要添加5公斤菌粉,使污泥量减少40%~70%,且处理后的污水水质达到国家二类标准,可以直接排入江河中。目前,中佳科技已经形成了年产5万吨微生物复合菌的生产能力,远期将会形成10万吨的生产能力,基本满足本地及周边城市的污泥处理需求。
重大突破:调质深度脱水
据统计到2010年,我国城镇污水处理率达到70%左右,而全国城市污泥产生量达到3000万吨 (含水量80%),可以说降低污泥含水量、降低污泥重量和体积的问题已经相当紧迫。长期以来,国内污泥机械脱水工艺与设备以带式压滤机和离心脱水机为主,只能将含水率97%以上的污泥脱水至80%左右。但80%(高)含水率的污泥产生量非常大,并带来以下问题:①堆放占地面积大;②不便于运输且运输成本高;③渗滤液极难处理因而不能直接填埋;④易产生恶臭并孳生蚊蝇等环境问题;⑤污泥的后续处理极其困难而且费用很高,提高污泥的脱水率是传统机械脱水工艺很难突破的技术瓶颈。
为了大幅降低污泥含水率,无锡国联环保能源集团有限公司与东南大学等高校合作,反复进行了市政污泥泥水分离、无害化焚烧的技术研发和工艺实验,并取得了较为理想的成果,污泥的泥水分离工艺达到设计要求。其显著特点在于:一是大大节约运输成本,将97%以上的污泥直接脱水至60%,在国内绝无仅有;二是减少污水处理成本,不要再将污泥用传统方法脱水。可以说不论从技术或经济角度来看,国联环保能源集团的泥水分离技术都是国内领先的。
2010年6月,无锡市国联环保能源集团有限公司在无锡惠联垃圾电厂建成的深度脱水示范工程,可日处理200吨含水率80%的生活污泥。这项工艺对污泥进行调质处理后用板框压滤机进行压滤,使污泥的含水率降至60%以下,热值在每千克450卡路里左右,满足污泥自持燃烧的条件,即经深度脱水至60%含水率的污泥,在焚烧过程中能实现热量自持平衡,一次性能源零消耗,不添加煤、油、燃气等。截止2010年10月底已处理来自无锡高新水务公司和惠山污水处理厂的80%含水率污泥共计13850吨。
如果说惠联垃圾热电的污泥还要靠卡车将80%的生活污泥运到厂内焚烧,而已经于2011年1月16日经过56天建设调试的无锡新城水处理厂污泥处置工程正式投入商业运营,标志着无锡市范围内污泥无害化处置工作进入了一个崭新的污泥处理新模式。它运用了先进的 “泥水一体化”污泥处理处置工艺技术及设备,直接从源头上将污泥减量,“泥水一体化”技术首次将化学调理和机械脱水相结合,可以直接将污水处理厂含水率为93%以上的污泥 (即污水处理厂二沉池或浓缩池污泥)一次性脱水至60%以下,脱水后污泥呈干饼状,体积减少了一半,没有恶臭产生。新城污水处理厂污泥处置工程日处理污水能够达到15万吨约1000立方米 (含水量98%),解决了脱水率达不到80%以下的问题,也开创了我国直接在污水处理厂进行污泥深度脱水处理的先河。
“泥水一体化”技术将含水率93%以上污泥直接脱水至60%左右,可以为污泥的后续处理带来诸多好处,并大大降低污泥最终处置的难度和处置成本。60%含水率的污泥为固态,不产生渗滤液,可直接进填埋场。与传统机械脱水处理相比,污泥产生量减少50%以上,显著提高污泥减量化水平,同时降低运输难度,节约运输成本。这项技术更为重要的是对污泥稳定性起到从量变到质变的飞跃,突破了污泥的 “粘胶相区”。污泥含水率在60%~65%之间时呈粘浆状,水分子被一层胶体包裹,这个区域称之为污泥的 “粘胶相区”,是污泥脱水最难的阶段。突破污泥的 “粘胶相区”使污泥有了较好的分散性,为污泥无害化处置和资源化利用奠定了基础。此外,污泥含水率降至60%后,进行堆肥处理可减少一半的发酵周期,增加经济效益。干泥饼还可以制作固体燃料,经调配后直接进行焚烧处理,回收能源,或作为制砖和水泥的辅料,可以直接资源化利用,节能减排效果显而易见。
变废为宝: 无害化焚烧
目前无锡市区每天产生污泥约650吨,只有能力干化焚烧200吨,另有400吨左右无法在本地区处置。而无锡国联环保能源集团有限公司在采用新工艺后,将使污泥处理能力达到每天1200~1500吨,完全能够无锡市污泥处理的要求。无锡惠联垃圾热电有限公司徐振华总经理告诉记者,目前无锡惠联垃圾电厂已建成深度脱水200吨80%含水率的市政污泥示范工程;同时循环流化床污泥焚烧炉系统工程也已经在惠联垃圾热电厂投入运营。
调质深度脱水后的污泥进入循环流化床垃圾焚烧炉与生活垃圾混烧,或在专用污泥焚烧炉内自持焚烧。焚烧后污泥中所含有的病菌、病原体被彻底杀灭,有毒有害的有机物被彻底氧化分解,烟气排放也满足生活垃圾焚烧排放标准。
在污泥焚烧过程中,也体现新技术的环保性。在污泥燃烧过程中产生的炉渣由炉底排出,随烟气飞离焚烧炉的细灰则由烟气净化系统中的布袋除尘器分离、捕集。烟气净化系统采用的烟气净化工艺是使用熟石灰和活性碳作为反应剂的干法吸附系统。整套系统主要由烟气系统、吸收剂处理系统、工艺用水系统、布袋除尘器等系统组成,去除HCl和SO2的效率最高可达95%。该烟气净化系统能满足焚烧炉的负荷变化需要。含水率60%左右的污泥送入垃圾焚烧炉中焚烧,经过几个月连续运行数据显示,锅炉的性能正常稳定,烟气在线监测达标,表明污泥脱水后已能自持燃烧、满足热平衡要求。实际运行表明国联环保能源集团的这套焚烧设备实现了污泥自持焚烧不消耗一次性能源,设备各项运行参数完全正常,烟气排放指标在线检测完全符合国家环保标准,完全达到了无害化和减量化处置效果。
通过 “微生物法源头减量+调质深度脱水+自持焚烧”的独特工艺,无锡国联环保能源集团有限公司最终实现了市政污泥的减量化、无害化处理,是一项节能减排、绿色环保技术,形成了一条污泥处置的技术链和产业链,在为政府和社会解决了发展的后顾之忧的同时,也为自身发展环保事业打开了一个广阔的空间。据测算,广泛使用这一技术后,可使无锡市每年减少排放污泥30万吨,节约用电3000万千瓦时。
国联环保的每一项工程都是以防治环境污染为目的,以改善生态环境为己任,在打造企业核心竞争力的同时,也彰显了国联环保的社会责任,企业不仅踏准了中国节约型社会发展的节奏,还与市场需求产生了共鸣。国联环保能源公司目前不仅与合作伙伴开展合作,还成立了环境工程研究院,未来五年致力于进一步完善、改进、提升污泥泥水分离技术工艺和污泥干化焚烧技术,并将进一步探索污泥的资源化利用,推动实现水、汽、渣三方面联动利用的产业化,并通过战略合作和并购实施多元化发展,从而在 “泥海淘 ‘净’”的基础上更上一层楼,向 “泥海淘 ‘金’”阔步前进!(本报记者 严峻 严盘成)