在第一季微水會中，我們先是針對污泥概括性的討論了其處理處置方式及未來發(fā)展，后深入到技術。在第15期和16期，分別就污泥生物瀝浸技術和電滲透污泥高干脫水技術做了分享。本期微水會邀請中科博聯(lián)副總經(jīng)理陳俊博士就污泥好氧發(fā)酵技術及案例做分享，好氧發(fā)酵工藝是在傳統(tǒng)堆肥技術基礎上開發(fā)的一種高效的固廢減量化、無害化、穩(wěn)定化、資源化技術;物料以靜態(tài)發(fā)酵為主，并輔以動態(tài)翻拋，保證物料快速充分腐熟?，F(xiàn)將內容做簡單梳理，供大家參考交流。

背景：由于我國的污泥處理歷史欠賬多，工藝技術路線雖多種多樣，但沒有一種得到市場的廣泛認可并推廣。再加上多地陷入“污泥圍城”困境，我國從“十一五”開始逐漸加大了對污泥處理處置的重視。去年11月公布的《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標準》征求意見稿中除新增近50項標準外，對污泥的穩(wěn)定化和無害化也制定了標準。而近日環(huán)保部、住建部聯(lián)合下發(fā)的《關于加強城鎮(zhèn)污水處理設施污泥處理處置減排核查核算工作的通知》，也被認為給污泥處理處置領域帶來了政策暖風，業(yè)內相關預測“十三五”期間，污泥處理處置市場空間近千億。

主題：城市污泥好氧發(fā)酵技術及案例分享

話題：

1、污泥處理處置主要技術路線

2、好氧發(fā)酵技術介紹

3、應用案例分享

嘉賓簡介：陳俊，中科博聯(lián)副總經(jīng)理，博士后，教授級高工，中關村高端領軍人才、北京市科技新星、北京市優(yōu)秀人才。長期專注于污泥好氧發(fā)酵工藝技術、成套設備研發(fā)和工程應用，主持國家科技支撐計劃、北京市科技計劃等項目5項;獲得專利50余項，發(fā)表論文40余篇，制訂行業(yè)標準6項;獲得北京市科學技術一等獎等省部級獎3項;作為技術負責人完成了大型污泥好氧發(fā)酵工程30多項。

關于中科博聯(lián)：北京中科博聯(lián)環(huán)境工程有限公司是一家專業(yè)從事固廢好氧發(fā)酵工藝技術、裝備研發(fā)制造的龍頭企業(yè)，設有全國博士后科研工作站、北京市固廢生物處理裝備工程研究中心、北京市設計創(chuàng)新中心等研發(fā)平臺。先后主持完成了國家863計劃、國家科技支撐、北京市科技計劃等20多項省部級及以上課題，主編或參編10余項行業(yè)和地方標準，擁有70余項專利、軟件版權，自主研發(fā)了智能好氧發(fā)酵成套技術設備、智能生物除臭設備等大型設備等20余種。其中具有自主知識產(chǎn)權的CTB好氧發(fā)酵技術居行業(yè)領先地位。

微水會˙精彩講堂

作為污水處理的產(chǎn)物，污泥的處理處置一直以來是老大難問題。污水經(jīng)過一系列處理過程，最終約有50%的污染物轉移到污泥當中，因此，如果不合理的排放污泥，不采取及時有效的措施進行污泥處理處置，帶來的危害很大。

1、典型的污泥處理處置技術途徑在住建部發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術指南》中給出的技術路線有以下幾種。1)厭氧消化+土地利用2)好氧發(fā)酵+土地利用3)深度脫水+協(xié)同焚燒(階段性方案)4)熱干化+焚燒+建材/填埋5)石灰穩(wěn)定+填埋(應急方案)

2、好氧發(fā)酵技術介紹好氧發(fā)酵技術是在傳統(tǒng)堆肥技術的基礎上發(fā)展起來的，現(xiàn)在的污泥處理處置更強調的是減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化。眾所周知，傳統(tǒng)的條垛式堆肥具有占地面積大、堆肥周期長、不能完全腐熟及臭氣污染嚴重等問題。由中科博聯(lián)開發(fā)的CTB好氧發(fā)酵技術，是一種智能高效的污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化技術。采用基于發(fā)酵過程智能監(jiān)控的靜態(tài)發(fā)酵(主發(fā)酵)與動態(tài)發(fā)酵(后熟發(fā)酵)相結合的組合工藝。處理過程基于溫度、氧氣、臭氣等參數(shù)的實時在線監(jiān)測和反饋控制，實現(xiàn)了發(fā)酵過程的智能化操作。

CTB好氧發(fā)酵具有發(fā)發(fā)酵和脫水速度快、占地面積小、無害化徹底等優(yōu)點，發(fā)酵產(chǎn)物滿足《城鎮(zhèn)污水廠污泥處置 園林綠化用泥質》(GB/T23486-2009)、《城鎮(zhèn)污水廠污泥處置 農(nóng)用泥質》(CJ/T309-2009)等標準的無害化要求。

好氧發(fā)酵工程一般分為混料系統(tǒng)、發(fā)酵系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)，并配套有鼓風系統(tǒng)和除臭系統(tǒng)。

混料環(huán)節(jié)：主要是將含水率80%的污泥、加入的輔料和一部分堆完后干化的腐熟料進行混合，混合到結構松散的狀態(tài)，能夠容易讓空氣鼓入，進行曝氣。

發(fā)酵環(huán)節(jié)：混合完畢的物料通過輸送設備送到發(fā)酵倉，發(fā)酵倉底部配備曝氣系統(tǒng)，用羅茨風機或離心風機對其進行鼓風曝氣，提供微生物繁殖需要的氧氣，同時也帶走物料中的水分。

在發(fā)酵過程中，除曝氣外，還有一個非常重要的操作環(huán)節(jié)，就是通過翻拋機或翻堆機進行物料的翻動，讓其上下及中間邊緣能夠均勻，使發(fā)酵過程進行的更加快速，發(fā)酵過程比較徹底。

采用動態(tài)—靜態(tài)結合的處理方式。在發(fā)酵初期，物料濕度大、熱量累積和持續(xù)高溫的階段，堆體保持靜止狀態(tài)，采用鼓風機供氧，充分保證堆體的高溫狀態(tài)，加速物料無害化，避免惡臭氣體排放。在堆體維持足夠的高溫期后，為改善堆體的水分分布，對堆體進行勻翻，促進物料后期腐熟，加速水分脫除，確保整個堆體物料充分發(fā)酵腐熟。

篩分環(huán)節(jié)：在目前我國設計的污泥好氧發(fā)酵工程中，發(fā)酵周期一般在20天以上，發(fā)酵完的物料結構是松散的、無臭的，水分一般能降到45%以下，然后送到篩分系統(tǒng)進行篩分;如果不做深加工，也可不做篩分，直接進行土地利用。

除臭系統(tǒng)：在鼓風曝氣和翻拋過程中會產(chǎn)生一些臭氣，這些臭氣通過收集系統(tǒng)送到生物濾池里進行處理，處理達標后予以排放。

好氧發(fā)酵對物料實現(xiàn)無害化、減量化主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1、讓物料的溫度升高到60℃，維持5天以上，把里面的病原菌和雜草種子殺滅掉;2、讓物料里易降解的有機質降解，向腐殖化的方向轉化，實現(xiàn)無害化;3、讓物料里的水分散失出來，這是一個減量化過程。

CTB好氧發(fā)酵技術特色：

1、自動化、智能化程度高;實現(xiàn)了好氧發(fā)酵穩(wěn)定化處理的自動測控硬軟件技術，操作簡單，可實現(xiàn)無人值守和故障的自我診斷。

2、工藝過程快速、穩(wěn)定;

3、好氧發(fā)酵效率高，工程占地面積小;好氧發(fā)酵時間較國內外同類技術短，占地面積也僅為同類技術的1/2—1/3。

4、無二次環(huán)境污染;該技術通過好氧發(fā)酵過程中氧氣變化過程的監(jiān)測和控制，可以確保好氧發(fā)酵的氧氣含量在8%以上。

5、產(chǎn)品質量穩(wěn)定，符合國家相關標準;好氧發(fā)酵過程對病原菌、雜草種子等有害物質的殺滅率高。

6、運行成本和能耗低;人力成本和工作量降低60%-70%。

7、技術成熟，運行效果穩(wěn)定。

目前CTB好氧發(fā)酵成套技術已經(jīng)成熟，并在山東、天津、河南、長春、上海等地推廣應用。

設備介紹：一體化智能好氧發(fā)酵設備

上圖中的一體化污泥好氧發(fā)酵設備是為了降低污泥好氧發(fā)酵工程的投資，專門為中小城鎮(zhèn)開發(fā)的。將混料、發(fā)酵、翻拋、監(jiān)測、除臭全都集中在一臺設備中予以實現(xiàn);標準的生產(chǎn)線是一臺設備日處理量為10噸。最大的優(yōu)勢是取消了傳統(tǒng)污泥好氧發(fā)酵中的廠房，節(jié)省了人力。這一設備現(xiàn)在陽朔、河池等地的五六個項目中都有應用，運行效果不錯。為了提高這個設備的可復制能力，是做了標準模塊化設計。

這一設備適用于中小型城市污泥、需求糞便、餐廚垃圾、園林廢物和厭氧消化廢物的好氧發(fā)酵處理，尤其適用于固廢產(chǎn)生源較分散，不宜進行大規(guī)模集中處理的場合。具有運行管理方便、占地面積小、建設周期短的特點，且可通過增減設備臺數(shù)調整處理規(guī)模。

大型好氧發(fā)酵工程

應用案例分享

1、長春市污水處理廠污泥處置工程該工程項目于2009年5月開工，2010年10月投入運行，占地11.34公頃，工程投資17843萬元，日處理污泥400噸。好氧發(fā)酵后，臭氣濃度低于國家惡臭污染排放標準(GB14554-93)，發(fā)酵溫度為55-65 ℃ ，污泥穩(wěn)定化率為100%，處理處置前含水率為80-82 %，處理處置后含水率為40 % ，運行成本：80-110 元/噸。

本項目的主要創(chuàng)新點：1)溫度-氧氣-臭氣自動監(jiān)測和反饋智能化控制系統(tǒng)(CTB工藝和CompSoft V3.0);2)采用冬季堆肥輔助系統(tǒng)，解決了長春市冬季氣溫低，堆體升溫慢的問題;3)智能控制條件下工藝參數(shù)監(jiān)控，消除了污泥含水率波動和溫度波動的不利影響;4)通過好氧發(fā)酵過程中的通風策略優(yōu)化，達到快速脫水、生物干化的目的;5)對惡臭氣體的產(chǎn)生、能耗、工藝穩(wěn)定性等關鍵技術參素有明顯改善。

本項目發(fā)酵處理過程采用溫度-氧氣-臭氣耦合智能化控制，可以根據(jù)不同條件下的工藝參數(shù)變化自動調控和優(yōu)化無害化處理過程。進料污泥含水率80-82%，腐熟物料(發(fā)酵產(chǎn)品)含水率40~45%左右;添加15%秸稈。發(fā)酵產(chǎn)品的發(fā)芽率大約90%，糞大腸桿菌值大于0.01，蠕蟲卵死亡率大于95%;發(fā)酵車間NH3、H2S等臭氣低于國家惡臭污染排放標準(GB-14554-93)。解決了長春市的污泥問題，通過生物好氧發(fā)酵干化后，作為垃圾填埋場的覆蓋土或生產(chǎn)肥料的原料(營養(yǎng)土)。

經(jīng)過嚴格無害化處理后的污泥堆肥可以作為基質及土壤改良劑，直接用于退化土地改良、育苗基質、苗圃、觀賞植物、草皮、草地、公園、高速公路綠化帶和高爾夫球場及尾礦堆、采石場、露天煤坑的復墾等;也可生產(chǎn)復合肥，用于農(nóng)田、蔬菜、果樹、草坪肥、花卉等。(注：這是中科博聯(lián)早期的一個好氧發(fā)酵示范工程，與近年來中科博聯(lián)好氧發(fā)酵技術與設備相比，有些稍顯落后，最新的技術水平及設備工藝都大大領先市場。)

2、上海松江污水廠污泥處理處置工程該工程日處理污泥120噸，總投資7200萬元。采用雙層結構，建有參觀通道，除臭裝置建于二層，車間部分屋頂采用好氧發(fā)酵后的污泥進行綠化。于2011年開工建設，2012年2月調試運行。

答疑及討論

1、中科博聯(lián)目前做的最大的污泥處理處置工程，是日處理多少噸?有怎么樣的技術優(yōu)勢?答：2010年我們完成的長春項目日處理400噸，是當時從規(guī)模上比較大的項目;最近正在建設武漢漢西項目，設計規(guī)模435噸。

2、污泥好氧消化需要投加營養(yǎng)嗎?需要哪些養(yǎng)料?答：好氧發(fā)酵在發(fā)酵前是需要投加其他外源物質的，最主要目的是調節(jié)污泥的水分到60%左右，調節(jié)孔隙度，讓空氣能夠進入，調節(jié)碳氮比。投加的物質一般是因地制宜的，比如秸稈、蘑菇渣、鋸末等，不需要添加其他的營養(yǎng)物質。

3、調理劑主要是什么，做什么用?答：調理劑的作用是調節(jié)水分、增加孔隙、調節(jié)C/N。

4、重金屬問題是大家所關心的，康碧的廖總提出要進行源頭控制，您有什么建議?答：在國際上主流的污泥處理工藝路線中，基本上沒有哪條路線能夠解決重金屬問題，因此從源頭上控制污水中的重金屬可能是最根本的一個辦法，希望在污泥處理設施中解決重金屬問題幾乎是不可能的。在好氧發(fā)酵過程中，污泥中的重金屬有向惰性態(tài)的方向轉化，有利于降低土地利用的環(huán)境風險，但是并不能減少重金屬的總量。

5、有沒有做養(yǎng)殖場的好氧堆肥?答：除了污泥堆肥處理外，也做了幾個畜禽糞便的好氧發(fā)酵工程，最近在做的是雙匯集團一大型養(yǎng)殖場的雞糞堆肥項目，日處理規(guī)模是300多噸。

6、溫度怎么控制?答：溫度是發(fā)酵過程最關注的一個參數(shù)，一方面我們要追求高溫讓無害化進行的更徹底，而過高的溫度又會讓微生物休眠，不利于物料的降解。解決這個矛盾是通過曝氣或翻拋，來控制溫度在合理的區(qū)間。對于無害化要求，我們在實際工程中，一般是將堆體溫度維持在55℃以上，維持7天。如果溫度過高，就要增大通風曝氣量;溫度低時，減少曝氣量，減少翻拋，減少熱量損失。

7、處理周期多長?答：在目前的工程中一般都采用20天的發(fā)酵周期。

8、處理噸泥費用多少?答：在各地差異比較大，運行費用在80-200元/噸的區(qū)間內，因地區(qū)而異。

9、中科博聯(lián)好氧發(fā)酵技術或設備對于污泥的來料有怎么樣的要求?同時，好氧發(fā)酵與厭氧發(fā)酵在工藝選擇上有怎么的優(yōu)勢或者適用性?答：要求有幾個方面：含水率盡量能低些，有機質含量不低于20%，pH值呈中性。對常規(guī)市政污水廠產(chǎn)出的污泥，這幾個要求一般都能滿足，當壓濾系統(tǒng)做到位，水分低時，運行成本會降低。

10、請問發(fā)酵后重金屬含量大概在多少范圍內?答：根據(jù)對全國近150個污水廠的調查，重金屬在污泥里的超標率是很低的;隨著監(jiān)管力度的加大，污水產(chǎn)生的污泥重金屬含量在持續(xù)降低。在超標的重金屬中超標率最高的是鋅，其他的重金屬超標分險是比較低的。

11、重金屬污泥可不可以添加到建筑材料中去，比如磚塊?答：對于重金屬超標的污泥，不建議進行農(nóng)業(yè)利用，但對重金屬含量較低，養(yǎng)分含量還較高的污泥，是鼓勵進行不同途徑的土地利用的。

12、每天10噸處理量，得多少投資?答：日處理10噸規(guī)模約650萬。

13、請問好氧發(fā)酵對比厭氧消化的優(yōu)勢在哪里?答：兩種工藝各有優(yōu)缺點，都是可以實現(xiàn)資源化利用的工藝路線。就兩者來講，好氧發(fā)酵的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下兩方面，發(fā)酵完的物料能夠直接進行土地利用，厭氧消化的沼渣進行土地利用使用不便;從運營管理來講，這套系統(tǒng)冷凝度比較高，運營管理更方便。通過考察發(fā)現(xiàn)，厭氧消化系統(tǒng)對運行參數(shù)、設備的工況、控制的精度等要求都比較高，因此，運行管理的難度會增大一些。

14、污泥處置的一個局限性就在于運行成本，您可以介紹一下前期投資多大?后期運營成本，能耗，電耗問題?答：就大型污泥好氧發(fā)酵工程來講，噸投資范圍大概在25萬-60萬(以含水率80%的濕污泥來計);電耗大概在30kWh/噸的范圍。

15、關于重金屬的問題，您剛才是說不用處理或者根本含的某一種元素還不夠?還是說源頭降低了貴公司的設備就不考慮處理了?答：好氧發(fā)酵工藝可以促進重金屬向惰性態(tài)轉化，降低重金屬的環(huán)境污染風險，但無法削減重金屬總量。

16、平時運行對微生物進行監(jiān)控嗎?答：發(fā)酵過程主要檢測溫度、氧氣和臭氣指標，不監(jiān)控微生物。

17、之前一直接觸污泥，好氧發(fā)酵技術，最關鍵是工藝設計，過程控制，這一塊有怎么樣的建議呢?答：關于污泥好氧發(fā)酵的設計，最近公司正在與上海污市政院一起編寫《污泥好氧發(fā)酵技術規(guī)程》是行業(yè)標準，預計會在明年發(fā)布，是專門針對工程設計領域的。

18、有機質在這個過程中轉化的過程是怎么樣的?答：具體轉化過程可見下圖。

19、這種污泥與正常干化直接用于園林利用有什么大的區(qū)別?答：污泥熱干化后直接用于園林沒有進行穩(wěn)定化，存在燒苗的風險，生物毒性也比較強。

20、產(chǎn)生的臭氣怎么處理?處理完的發(fā)酵產(chǎn)物到哪里去?答：臭氣的處理在兩個方面，一個是發(fā)酵過程中調節(jié)工藝參數(shù)，少產(chǎn)生臭氣;二是產(chǎn)生的臭氣收集后送到除臭裝置當中，除臭裝置現(xiàn)在全世界70%以上采用的是生物濾池工藝，運行成本低，處理效果也不錯。目前，用的最主流的方向是做園林綠化，或者是作為肥料廠的原料，將其做成肥料，當然在不同地方針對做肥料這一途徑給出的政策也有所不同。

結束語

在第二季首期微水會中，我們了解了電滲透污泥高干脫水技術、設備及應用案例。本期微水會中，中科博聯(lián)的@陳俊 博士為我們帶來了關于污泥好氧發(fā)酵技術的精彩分享，講解了中科博聯(lián)基于傳統(tǒng)好氧堆肥技術自主研發(fā)的CTB好氧發(fā)酵技術的優(yōu)勢，介紹了專為中小城鎮(zhèn)開發(fā)的小型一體化好氧發(fā)酵成套設備，分享了其早期及現(xiàn)今成熟的工程案例。針對群友提出的重金屬、溫度控制、運行成本、對污泥的要求等問題給予了詳細解答。

在環(huán)保部、住建部聯(lián)合發(fā)布的《關于加強城鎮(zhèn)污水處理設施污泥處理處置減排核查核算工作的通知》中，將首次把污泥處理納入污水總量減排，業(yè)界預測這回促進污泥處理處置的發(fā)展。相信隨著政策的不斷向好，污泥處理處置也會日漸走向規(guī)范化，任何一項技術都不是完美的，需要在后續(xù)發(fā)展歷程中不斷探索創(chuàng)新，并結合地域、綜合因素等選擇因地制宜的工藝路線。

再次感謝@陳俊 博士的精彩分享，感謝中科博聯(lián)的支持，感謝積極參與本期微水會的群友，我們將努力做專業(yè)的技術交流平臺，也希望大家能夠多參與，多分享交流。敬請關注我們微水會每期的精彩內容。相約下期。