研究方向：再生水处理、废水处理及回用、给水处理，污泥处理与处 置，恶臭及废气处理。 项目简介： 国家环境保护部颁布的《国家级生态村创建标准》（试行）中规 定了十五项考核指标，15 个指标中 8 个指标都直接或间接与污水和 垃圾处理有关。 南开大学可根据不同地区文明生态村建设的实际情况制定污水 处理技术规范和垃圾处理技术规范，推广与当地经济技术水平相适应、 现实可行的文明生态村最佳污染防治技术和生态保护技术。 生态城镇建设的重点和难点是农村生态环境建设中的垃圾处理 问题。农村生态环境建设的基础是自然村生态环境建设。随着城乡一 体化建设的深入开展，作为生态城镇建设的重要组成部分―污水及垃 圾处理工程建设，是能否建设成为生态城镇的重要内容。 目前，农村采用的小型污水处理工艺主要有：活性污泥法、化粪池、污水的土地处理、分离膜法和生物膜法等，但在推广应用方面仍 然存在许多要解决的技术问题。 农村垃圾主要来源于居民生活、家庭畜禽养殖垃圾、规模化养殖 业固体废物、乡镇工业废弃物及少量危险废弃物。这些都为目前农村 垃圾的集中整治处理提出了新的挑战。 本项目工作目标： (一) 符合国家产业政策、技术政策； (二) 工艺成熟、技术先进、经济合理； (三) 已有两个以上应用实例； (四) 技术适应性强，覆盖面广，可广泛推广应用； (五) 对防治环境污染、改善环境质量和保护生态环境具有重要作 用； (六) 专有技术权属明确。

国家环境保护部颁布的《国家级生态村创建标准》（试行）中规定了十五项考核指标，15个指标中8个指标都直接或间接与污水和垃圾处理有关。 南开大学可根据不同地区文明生态村建设的实际情况制定污水处理技术规范和垃圾处理技术规范，推广与当地经济技术水平相适应、现实可行的文明生态村最佳污染防治技术和生态保护技术。 生态城镇建设的重点和难点是农村生态环境建设中的垃圾处理问题。农村生态环境建设的基础是自然村生态环境建设。随着城乡一体化建设的深入开展，作为生态城镇建设的重要组成部分―污水及

随着经济社会的发展，生活垃圾产生量逐年提高，并在前些年造成了垃圾围城的现象。对于干垃圾的处理，已经从原先的填埋处理走向了焚烧处理为主。而对于湿垃圾，由于其热值低，燃烧不完全，易产生有害物质，所以主要依靠生物技术资源化利用。生物技术主要分为：有氧发酵－堆肥技术、生物转化－生产蛋白质饲料、无氧发酵－沼气利用。其中，生物转化途径存在潜在的、不确定性的传播疾病的风险。无氧发酵技术工艺流程较长，工程投资较大，沼气发电等后端设备维护成本较高，人员要求较高。因此，这种处理方式主要在城市建设。农村比较适合采用有氧发酵技术，其工艺简单、还可以改良土壤，投资也较小，适合小规模、分散化处理。 本项目开发了好氧高温菌剂制备技术，主要包括好氧高温菌的培养和富集技术、有机固体废弃物降解液菌剂制备技术、菌剂载体制备技术。项目还开发了高温堆肥模拟装置，可以在实验室模拟实际效果。最终，项目设计的阳光堆肥房，可以实现太阳能物料加热、自然通气排水，无需额外耗能。

可以量产/n成果简介：针对我国生活垃圾的特点，项目创立了生活垃圾无分拣直接处理新技术，过程简单、快速、无污染及绿色化；建立了生活垃圾制备沼气、生物乙醇和生物有机肥的新技术和新工艺，实现了生活垃圾处理、能源化和资源化利用一体化。（1）原始生活垃圾无需分拣绿色处理技术。处理后的生活垃圾减量30-50％，且完全符合环境的排放标准。实现生活垃圾绿色化处理的目的；（2）清洁能源生产技术。将处理后的生活垃圾转移到发酵罐中生产生物乙醇或转移到密闭容器中，厌氧发酵制沼气。实现生活垃圾变能源的目的。（3）高效生物有机

本发明公开了一种协同处理垃圾焚烧飞灰和垃圾渗滤液的方法，该方法依次将焚烧飞灰、垃圾渗滤液、空气/氧气注入至高温高压反应釜中进行无害化处置，垃圾渗滤液和垃圾焚烧飞灰的液/固比可以根据垃圾焚烧厂实际情况而定，反应温度为150℃-250℃，注入氧气的浓度为垃圾渗滤液原始COD的1.2倍，通过该方法处理，垃圾焚烧飞灰中的二噁英等有机污染物基本降解，稳定化后的重金属的浸出毒性全部达标，同时显著降低垃圾渗滤液中的COD、氨氮、悬浮颗粒和总有机碳等指标，本发明具有处理效率高、处理成本较低、适用范围广，同时不产生有毒副产物等特点，具有良好的应用前景。

成果与项目的背景及主要用途： 随着经济的飞速发展和生活消费水平的提高，城市生活垃圾大量增加,垃圾 的堆放不仅占用大量土地，而且严重地污染环境，破坏生态平衡。 目前城市生活垃圾采用的处理方法多为：填埋处理、堆肥、焚烧与热解。综 合环境、经济、社会等各方面效益考虑，卫生填埋法工艺简单但占用大量土地， 而且周围环境恶劣，对复原土地的使用和填埋后可能的污染问题也值得推敲。堆 肥法只能处理垃圾中的有机质，垃圾必须经过分拣，肥料可以肥田植树,美化环 境。焚烧法处理垃圾速度快，无害化减量化彻底，但其排放污染情况严重，对人 类健康构成威胁。热解法可为人类提供清洁能源，方便生活，具有广泛前途，但 对垃圾热值的要求较高。 天津大学在天津市科委的支持下，研制的新型城市生活垃圾热解处理装置填 补了国内空白，国际上也刚刚开始研究。在长期实验的基础上开发出第三代垃圾 热解处理装置。 技术原理与工艺流程简介： 热解法也称为裂解法,是把有机废弃物在无氧或贫氧条件下加热 600～900℃, 用热能使化合物的化合键断裂,由大分子量的有机物转化成小分子量的可燃气体、 液体燃料和焦碳的过程。垃圾的热解处理是利用其中有机废物成分的热不稳定性， 在无氧或缺氧的条件下加热，使之在高温下分解，最终成为可燃气、液态焦油和 少量炭状残余物形式的过程。这是一种清洁的处理方法，且减量化程度高。这种 技术与焚烧法相比温度较低,无明火燃烧过程，重金属等大都保持原状在残渣之 中,可回收大量的热能。尤其是此种方式具有二恶英产生的逆条件,较好的解决了 垃圾焚烧技术的最大难题。 天津大学研制的新型垃圾热解资源化处理技术,其装置采用固定床炉型, 属 151天津大学科技成果选编 于上吸式热解制气。供给一定量的空气和水进入反应器,使废物部分自燃,生成热 量将支持热解反应。在垃圾热值足够高时，整个过程可以自动连续运行而无须外 界热量供应。工艺将氧化、还原、裂解及相关技术有机结合,垃圾依次经过干燥 层、干馏层、还原层和氧化层,与气体在逆向运动中进行充分热交换,在不增加烘 干设备和前分选处理设备的情况下对垃圾进行资源化处理,将有机废物在较高温 度下转变为气体燃料,热值接近城市煤气热值,经净化回收装置可加以利用。剩余 物仅为 5 %～8 %的无机灰。900 ℃ 的最高处理温度可基本消灭任何病菌,达到 无害化的处理效果。 成果水平及主要技术指标： 针对不同生活垃圾日处理量可定制不同处理能力的装置设备，以日处理量 15 吨生活垃圾的热解处理设备为例： 1．垃圾热解处理装置每日处理 15 吨生活垃圾，可产生约 2500~3000 立方米 可燃气（前期的试验已经获得此数据），热值约 2000 大卡/立方米（已经检验部 门验证）； 2．垃圾处理后产生 5-8%左右体积的固体无机物，拟用做为小区花草的养殖 土； 3. 垃圾处理过程产生的二恶英低于国际最低标准 0.1ng TEQ/m3，我国制定 的标准是 1.0 ng TEQ/m3。 应用前景分析及效益预测： 以 15 吨装置为例，设备每年产生的经济效益分析指标： 1．15 吨装置的全年生活垃圾处理量为 5,000 吨（按 330 天计算），可获得 825,000m3 的可燃气，折合人民币 40 多万元（按 0.5 元/m3 计）； 2．全年 5,000 吨垃圾就地处理可节省运输车辆 6,000 台次/年，节省交通费 用约 30 万元（按 50 元/台车计）； 3．全年节省垃圾处理费用 15 万元（按 30 元/吨垃圾计）。 每年总计产生经济效益约 85 万元。 主要设备：设备本体、控制系统、垃圾存储仓、垃圾上料系统及相应的附属 设备等； 152天津大学科技成果选编 153 主要原材料及来源：金属、自控； 设备投资：每台 15 吨垃圾处理量的设备约计价格 100 万元； 总投资：总计消耗费用约 116 万元，估计两年运行即可收回成本。 合作方式及条件：技术转让

生活垃圾本征无害化高温处理技术是一种超低二噁英的生活垃圾高温处理（焚烧或热解）工艺方法。在我国已建成的垃圾焚烧装置多数都无法做到。本项目研发的生活垃圾本征无害化高温处理技术，其核心技术包括：延时燃烧系统、烟气超净处理系统和渗滤液资源化系统。这三个系统是本质上区别于传统焚烧技术的核心技术，均已获得国家发明专利。 渗滤液资源化系统是本项目对生活垃圾资源化的科学诠释。垃圾渗滤液通常被业内视为最难处理的高COD和BOD、高盐废水，处理设施投资大、成本高。但在本项目中，垃圾渗滤液被视为一种资源。

针对垃圾渗滤液中的COD、BOD5及氨氮浓度较高，水质水量变化大，污染物种类繁多，可生化性差的问题，研究开发的垃圾渗滤液全量化处理工艺实现了零浓缩液排放，出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)，该工艺基本不受水质水量变化的影响，自动化程度高，投资成本和运行成本为目前普遍采用的膜处理工艺的1/3。该工艺已经在渭南垃圾渗滤液处理场进行中试，取得良好效果。该工艺技术申请国家专利2项，已授权1项。

在对我国城市生活垃圾焚烧飞灰污染性质全面表征的基础上，针对其污染特点，对 飞灰稳定化处理药剂和工艺进行了比选与实验研究，开发了具有自主知识产权的飞灰稳 定化组合处理技术。该技术组合应用基于化学机理的稳定过程和物理机理的固化过程， 使飞灰中的重金属转化为具有地质化学稳定性的极低水溶性化合物，处理后飞灰污染物 浓度低于《生活垃圾填埋场污染控制标准 GB16889-2008》规定的进入卫生填埋场处置的 限值，满足在卫生填埋场中处置的长期环境安全性要求。 基于上述发明专利工艺，通过关键设备的比选改进、设计和操作参数优化，本成果 实现了我国生活垃圾组成背景下的焚烧飞灰化学稳定化处理工程的长期运行，成为 GB16889-2008 标准颁布后国内首次工程应用实例，达到了飞灰无害化处理的领先水平。 与国外同类技术比较，本成果稳定化处理后的飞灰产物具有长期环境安全性、填埋 操作方便、增容比小的优势，重金属稳定化指标更优。工程实践表明，飞灰稳定化处理 及后续卫生填埋处置综合成本合计为 540 元/吨，与目前主流的飞灰固化或稳定化处理 后去危险废物安全填埋场处置综合成本比较，节支达 400 元/吨以上；填埋容积亦减少 20%。本成果以卫生填埋替代成本昂贵且容量十分有限的安全填埋处置，具有明显的经 济和环境效益。

渗滤液处理仍然是目前尚未彻底解决的世界性难题。本项目创新性地以矿化垃圾为 生物填料开发出了矿化垃圾生物反应床，并极其成功地用于渗滤液和畜禽废水的高效处 理。 矿化垃圾生物反应床处理畜禽废水时，COD 及 NH3-N、TP 平均去除率分别为 92%、95%、 99％以上，处理出水达到了现行《畜禽养殖业污染物排放标准》。矿化垃圾生物反应床 处理以生物降解为主要机制，磷在矿化垃圾介质中不积累，而是以极易沉降的污泥形式 排出。废水中氨氮通过硝化过程去除，总氮去除率在 40－50％。研究成果在 5 个养殖场 大规模应用后，多年来一直非常稳定运行。 矿化垃圾生物反应床应用于渗滤液的处理时，能够适应 COD 浓度和 NH3-N 浓度大幅 度的波动，抗冲击性能强。当进水 COD 4000-11000 mg/L、NH3-N 800-1600 mg/L 的条件 下，三级出水的 NH3-N、TSS、BOD5、TP、色度、嗅味、重金属含量等污染指标全部达到 渗滤液国家二级排放标准，三个重要指标 COD、BOD5和 NH3-N 的总去除率达到 90%、99％ 和 99%以上。机理研究表明，渗滤液中的污染物主要以生物降解过程为主，其中硝化菌 占优势。研究成果在 11 座生活垃圾填埋场大规模应用，多年来一直非常稳定运行。与 传统工艺相比，本工艺基建投资和运行费用分别降低 40％和 70％以上。研究成果已经 得到广泛应用，取得明显的效益。