项目成果/简介:市场背景：我国具有世界上最大的有机质废弃物产生量：城镇污泥年产量已经超过4000万吨（以含水率80%脱水污泥计，以下同），以有机垃圾、餐厨废弃物为代表的城市有机质废弃物产量超过1亿吨/年。但我国对有机质废弃物的稳定化处理与资源化处置显著落后于发达国家，目前我国主要处理处置措施仍为填埋和焚烧，对城市环境造成严重的二次污染威胁。随着欧洲等发达国家可再生能源战略的实施、国际能源危机的进一步加深、我国对大气环境及水环境质量要求的进一步提高，城镇有机废弃物的高效生物燃气化技术，尤其可以满足大型城市集中式处理处置与能源资源综合利用需要的有机废弃物干法厌氧生物制气技术，可以把有机质废弃物高效转化为生物燃气，生产清洁能源，实现废弃物的减量化和高值循环利用，已经成为目前国际上有机垃圾、城市污泥等富含有机质废弃物处理和资源化利用的重点发展方向，各国纷纷在该领域投入大量研究，抢占城市有机质废弃物资源化与能源化产业化技术的制高点。由于我国污泥泥质的特殊性，其有机质含量远低于国外、含砂量高、生物反应池负荷低等，国外传统成熟的污泥厌氧消化处理技术在我国无法得到稳定应用，造成国内大量污泥处理处置设施的故障闲置，城市污泥及有机质处理处置技术存在着重大的瓶颈性问题。 国内外现状：国内外有微波强化预处理促进低有机质污泥厌氧资源化、城市低有机质污泥的好氧堆肥研究、温和热处理对低有机质污泥厌氧消化性能的影响等相关城市污泥厌氧化资源化技术，但针对我国污泥有机质低、含砂量高、区域差异大的特点的合适的污泥资源化处理处置技术却鲜少，本技术方案突破了传统厌氧消化要求进料含固率为5%的技术要求，实现了将进料含固率提升至10%~20%实现连续稳定厌氧消化的可行性与调控措施，并在国际上较早报道了脱水污泥直接实现厌氧消化的连续流试验结果，并提出了高含固体系下污泥与餐厨等城市有机质废弃物的协同厌氧消化调控技术，创造性的提出了适用于我国典型低有机质污泥高含固厌氧消化的技术路线。 目前本项目组针对我国污泥低热值的泥质特点，开发了适用于生污泥与消化污泥的热解/焚烧耦合技术，并形成核心装备，解决了污泥及工业固废高效热化学处理的技术难道与成套装备。应用范围:项目已经进入示范运行阶段，在长沙（基于热水解预处理的高含固污泥厌氧消化工程，500吨/天）、镇江（污泥热水解+污泥/餐厨高含固协同厌氧消化工程，260吨/天）、丽水（市政与工业污泥热解/焚烧耦合无害化处理，100吨/天）等地建立了示范工程，取得了良好的运行效果。 通过本技术的应用实行，市政污泥及城市有机质高级协同厌氧消化制气技术的研发及产业化有助于解决我国有机质废弃物处理设施普遍存在的厌氧消化产气率低、降解率低的问题，在原有工艺基础上提供更高的生物质能源利用率。既可以解决城镇污泥及其他城市有机质的处理处置问题，又实现资源的充分利用和能量流的最大化循环，突破了我国在生物质能这一重大国际热点新能源领域的技术与产业竞争力，具有重要的社会和创新效益。项目阶段:其他（进入示范运行阶段）效益分析:技术亮点：该项研究工作突破了传统厌氧消化要求进料含固率为5%的技术要求，实现了将进料含固率提升至10%~20%实现连续稳定厌氧消化的可行性与调控措施，提出了适用于我国典型低有机质污泥高含固厌氧消化的技术路线，解决了我国城市不同废弃物在高含固的条件下实现协同厌氧消化问题，增加消化设施的工程效益，提高反应效率的问题，为我国城市有机质的协同消化提供了机理与技术研究的支撑，突破了国外技术垄断。在此基础上，进一步针对我国污泥低热值的泥质特点，开发了适用于生污泥与消化污泥的热解/焚烧耦合技术，并形成核心装备，解决了污泥及工业固废高效热化学处理的技术难道与成套装备。 技术优势：相较于传统消化技术，解决了我国有机质废弃物处理设施普遍存在的厌氧消化产气率低、降解率低的问题，实现了高进料含固率下的持续稳定运行，提高了单位体积产气率，从而提高了单位体积产能，在原有工艺基础上提供了更高的生物质能源利用率，从而实现市政污泥、餐厨、禽畜粪便、有机垃圾等废弃物中营养物质与能源的协调调配与高值利用。

2006年，全国环境污染治理投资为2567.8亿元；07年太湖蓝藻爆发，江苏省“铁腕治污”并投资40多亿元治理太湖，截至07年底，太湖地区已累计关停化工生产企业1894家，08年继续关停600家小化工企业；可见废水处理意义重大。传统方法无法处理高含盐量有机废水，电化学法在常温、常压下能彻底降解有机污染物为CO2，无二次污染，是处理废水有效方法。本技术

成果与项目的背景及主要用途： 随着经济发展，我国能源需求快速增长，富煤贫油少气的能源禀赋决定了我国仍需以煤为基础能源，直接燃煤则造成了严重的环境污染。使用清洁燃料，煤制油、煤制天然气是解决东部地区雾霾污染的重要措施。然而煤制气装置会产生大量高有机物含量的废水，不能直接生化处理。内蒙新疆等地区，煤资源丰富但环境脆弱，水匮乏。煤制气、焦化、兰炭等煤化工企业的废水治理已成为制约其发展有瓶颈之一。煤化工废水主要来源于煤气化或焦化炉后的急冷洗涤及净化等工段，气化及焦化过程产生的焦油、酚、氨等物质大部分进入洗气废水中，含有氨氮、硫化物、（硫）氰化物等无机物及焦油、酚类等有机物。其特点是水量大、污染物浓度高成分复杂。目前对煤化工废水进行处理的要求是去除废水中的粉尘、焦油、硫化氢、二氧化碳、氨氮、酚等无机和有机物，经过深度净化，进行达标回用。一般流程为：隔油除尘→脱酸蒸氨脱酚→生化处理→深度处理。首先通过重力沉降，旋流气浮等隔油除尘措施进行初级处理，然后进行物化处理，通过汽提进行脱酸脱氨以及萃取脱酚，再经过生化，通过 RO、蒸发结晶等过程，实现水的深度净化及达标回用，实现零排放。 技术原理与工艺流程简介： 本技术主要从煤化工废水处理技术流程的前三步——隔油除尘、脱酸蒸氨脱酚及生化处理进行工艺设计改进。 （1） 隔油除尘 我们通过重力沉降及离心力场，使与水不相溶的与水密度有差别的游离油及尘与水进行初步分离。为提高处理效率，通过 CFD 模拟计算与实验测试，对装置进行优化设计，开发了平流隔油与旋流气浮结合的隔油除尘工艺与设备。 （2） 脱酸蒸氨脱酚 A、脱酸蒸氨，我们开发了专门适于脱酸蒸氨的板式形式，在提高传质效率的同时，可显著防止结垢堵塞，延长检修周期（一年以上），该塔板形式已成功用于工业实践。 B、萃取除油脱酚，经过脱酸蒸氨后的废水，不能直接进入生化系统，还需要脱除其中的油及酚类。通常仍用萃取的方法。我们经过大量筛选与测试，开发出了性能优良的萃取剂，在核心设备—萃取塔方面，开发了专门用于萃取的专利填料，显著提高了萃取效率，降低了过程能耗。 （3） 生化处理 为提高生化处理效率，我课题组专门筛选和优化了适于酚类染污物的微生物菌群，提高了生化速度，降低了处理成本。 技术水平及专利与获奖情况： 通过与企业的合作，可在我们已取得成果基础上，做进一步开发与优化，以继续降低废水处理成本。形成新的具有知识产权的工艺技术，并进行工程示范。 合作方式及条件：具体面谈

本技术针对高含水有机固废提出无需干化、直接阴燃的技术路线，从原理上克服了低热值固废焚烧处置的技术劣势。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 我国城镇有机固废具有高含水率、低热值的特点，传统的焚烧处置技术往往能耗高、投资大，难以推广应用。本技术针对高含水有机固废提出无需干化、直接阴燃的技术路线，从原理上克服了低热值固废焚烧处置的技术劣势。

本工艺采用染整废水集中处理，把棉、毛、丝、麻、毛巾、床单、丝织等各种各样的染整废水集中在一起进行处理。①稳定了水质，有利于生产管理；②对处理系统中一群混合的微生物来说，多种多样的营养可以培养多种多样的细菌，提高了系统的处理效率；③大规模集中处理具有规模效应，克服了各厂单独处理废水时，由于水质波动而引起的冲击以及污泥膨胀、处理效果不佳、处理成本高等弊病。特别是染整废水生物处理后排出的剩余污泥，一般采用化学处理，将含水率99％的剩余污泥浓缩至含水率为98~97％，然后投加大量无机化学凝聚剂、高分子混凝剂、石灰进行机械脱水成含水率70~80％的泥浆、泥饼，外运填埋或是焚烧。一般很难找到出路，且易造成二次污染。 本成果在集中处理的基础上，提高单元处理设备的能力，把一个曝分成三段，通过改变污泥负荷来控制污泥指数，减少剩余污泥产生该成果获中国纺织总会科技进步三等奖。

化工、制药、农药等行业排放的高盐废水是最难处理的一类工业废水，目前国内大多数企 业仍采用稀释生化法处理此类废水，只有少数企业采用蒸发脱盐。稀释生化不仅要消耗大量的 淡水资源，而且还增加废水的排放体积，不符合国家的污染减排政策。而蒸发脱盐不仅设备投 资高，而且运行成本也很高，且蒸发析出的盐往往会带有一些有机污染物，不能作为一般的工 业盐使用，甚至可能还要视为危险固体废物，必须委托有资质的单位进行无害化处置，费用非 常高。为了彻底解决高盐废水处理问题，本项目研究开发了高盐废水的资源化技术，即首先通 过催化氧化技术去除高盐废水中的有机污染物，然后将处理过的高盐废水用作氯碱厂生产氯气 和烧碱的原料，即实现了氯化钠的资源化利用。

造纸、化工、石化、纺织等行业用水量大，在水资源越来越紧张的当下，控制这些行业的 用水是大势所趋，这些行业进行废水深度处理与回用是降低水耗的关键。最近几年，华东理工 大学环境工程研究所针对不同行业废水的特点，研究开发了一些废水深度处理与回用技术，如 催化氧化技术、催化氧化-曝气生物滤池组合技术、催化氧化-生物活性炭技术、催化还原-生物 组合技术、双膜工艺等。

本工程设计规模为 7000 m3 /d，总投资 1380 万元，总占地面积约 5000 m2。 设计进水 COD 2500 mg/L，BOD 1200 mg/L，固体悬浮物（SS）500 mg/L，pH 5-12，氨氮 30-50mg/L，磷酸盐 15 mg/L；处理后的出水水质达到《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）、广东省《水污物排放标准》DB44/26-2001第二时段一级标准：COD≤45 mg/L，BOD≤15 mg/L，固体悬浮物（SS）≤20mg/L，pH 6～9，氨氮≤5 mg/L，磷酸盐≤0.5 mg/L。