成果简介本技术对现有的陶粒泡沫轻混凝土进行了改进， 获得成本低廉， 环保效果好，保温、 高强、 抗震的轻混凝土及轻混凝土墙板产品。上述轻混凝土加工成本同普通混凝土， 且加工和施工灵活， 可以直接浇注为建筑的轻混凝土构件， 也可以在工厂加工为轻质墙材的墙板和砌块， 配以专门高性能保温砂浆去建造自保温和抗震建筑， 大幅度减轻地基的荷载。该轻混凝土采用我校首先提出的轻质材料改性技术， 具有很大的技术优势，在结构材料的自保温、 抗震、 防火、 防水、 隔音， 以及大幅度降低住宅产业化的建造成本方面极具竞争力， 可使住宅产业化建筑的 PC 装配件的搬运成本降低 1/3以上。 该技术可以直接发展为高强轻混凝土制品， 如现浇轻混凝土、 轻混凝土砌块、 围护和分户隔墙用的系列轻质混凝土墙板， 用于建筑行业， 实现建筑节能70%以上的目标。 另外该技术中的 ECC 技术还可以用于高性能干混砂浆， 污泥陶粒还可以作为污水处理用的生物膜滤料和人工湿地的填充床骨料。成熟程度和所需建设条件污泥陶粒的加工已经完成竖炉和回转窑烧成的中试生产， 六安和镇江某陶粒加工企业已经开始用回转窑加工污泥烧胀陶粒。 用污泥陶粒原位发泡混凝土加工出的轻质墙板已经采用在住宅产业化的示范建筑上， 取得明显的建筑节能降耗的效果。所需建设条件： 1） 附近有污水处理厂和电厂， 分别提供水处理剩余污泥（湿泥） 和粉煤灰粗渣作为加工污泥陶粒的主要原料； 2） 轻混凝土的加工手段同普通混凝土加工手段， 墙板的生产可以采用立模生产工艺和平模浇注生产工艺， 其中平模浇注生产工艺可以自动化连续生产， 上述两个生产工艺设备目前已属成熟生产工艺设备， 安工大提出的平模浇注生产工艺已经申请发明专利。完整生产工艺的主要投资设备有： 1） 搅泥设备； 2） 成球机； 3） 烧成设备（回转窑或竖炉）； 4） 混凝土搅拌设备； 5） 墙板机（平模或立模）； 6） 养护设备。技术指标污泥陶粒的技术指标如下： 粒度 5-10mm； 筒压强度 3-8MPa； 吸水率≤10%，重金属溶出无害。墙 板 的 技 术 指 标 ： 导 热 系 数 ≤0.1W/m· K ； 抗 压 强 度 ≥5MPa ； 容 重≤800kg/cm3， 其余指标满足相关国标要求。市场分析和应用前景目前从建筑节能和节约土地的需要角度出发， 需要使用大量的轻质建筑材料使建筑能满足保温指标合格和使楼层加高需求， 同时多地区处于地震带更需要轻质、 高强、 整体性好的混凝土基建筑材料， 因此对作为轻质建材的主要基础材料轻骨料的依赖性越来越强。正在我国兴起的住宅产业化和目前普遍采用的框架结构建筑需要墙体在构造时结合点少、 整体性好、 建造速度快， 因此围护墙体、 分户墙体、 各类隔墙开始大规模需要低成本高性能的组装式轻质墙板， 因此上述产品的市场需要是越来越大。本项目开发的轻质骨料和轻质墙板都是建立在用水处理污泥和粉煤灰粗渣两种废弃物作为主原料的基础之上， 因此加工成本低廉、 加工过程具有显著的环保效果， 因此污泥陶粒和污泥陶粒基轻质墙板为具有很好市场前景的绿色建材产品， 尤其是在陶粒生产中直接采用湿污泥作为原料进行陶粒坯体加工， 解决了目前污泥干化难的问题， 使整个污泥陶粒及轻质墙板的加工成本比其他陶粒产品降低了 30%以上， 因此具有较好的市场前景。另外污泥陶粒还可以作为水处理用的滤料和各种人造湿地的填料。社会经济效益分析建设一条年产 3 万立方米污泥陶粒的生产线可以基本消纳一个中等城市污水处理厂的水处理湿态剩余污泥的合理处置问题， 彻底根治了水处理污泥的二次污染， 具有极高的环保价值。 后续产品轻质墙板使用后可以使墙体达到建筑节能70%以上的目标， 且可以减轻地基的承载， 使建筑整体性好， 因此具有很强的抗震作用。 污泥陶粒及轻质墙板可以同时解决污泥、 粉煤灰固废的资源化问题、 消除其二次污染问题， 且后端产品的节能降耗和减少二氧化碳排放效果显著， 抗震性能好， 因此社会效益极为显著。知识产权及成果获奖情况（1） “水处理污泥陶粒的低能耗加工” 项目， 2011 年通过了省科技厅组织专家验收鉴定， 评定成绩为优秀。（2）“水处理污泥资源化之陶粒产品的关键技术研究” 项目， 2013 年通过了省教育厅组织专家验收鉴定， 评定成绩为优秀。（3）“水处理污泥陶粒的低能耗加工” 获得了 2012 安徽省科技成果证书。（ 4） “ 一种用废纸造纸污泥制备陶粒的方法”， 发明专利， 专利号：ZL200810155372.6合作方式合作开发、 受托开发联系方式材料科学与工程学院 樊传刚电话： 0555-2311570； 手机： 13855578005； E-mail/ chgfan@ahut.edu.cn。

本技术对现有的陶粒泡沫轻混凝土进行了改进，获得成本低廉，环保效果好，保温、高强、抗震的轻混凝土及轻混凝土墙板产品。上述轻混凝土加工成本同普通混凝土，且加工和施工灵活，可以直接浇注为建筑的轻混凝土构件，也可以在工厂加工为轻质墙材的墙板和砌块，配以专门高性能保温砂浆去建造自保温和抗震建筑，大幅度减轻地基的荷载。该轻混凝土采用我校首先提出的轻质材料改性技术，具有很大的技术优势，在结构材料的自保温、抗震、防火、防水、隔音，以及大幅度降低住宅产业化的建造成本方面极具竞争力，可使住宅产业化建筑的 PC 装配件的搬运成本降低 1/3以上。该技术可以直接发展为高强轻混凝土制品，如现浇轻混凝土、轻混凝土砌块、围护和分户隔墙用的系列轻质混凝土墙板，用于建筑行业，实现建筑节能70%以上的目标。另外该技术中的 ECC 技术还可以用于高性能干混砂浆，污泥陶粒还可以作为污水处理用的生物膜滤料和人工湿地的填充床骨料。

鉴于城市污泥（包括市政污泥和工业污泥）有效、合理处置的必要性和紧迫性以及流化床焚烧技术的先进性，在江苏省建设厅和江苏省科技厅的资助下，东南大学能源与环境学院开发了适合我国国情、具有自主知识产权的“城市污泥流化床焚烧技术”，本技术适用于市政污泥和工业污泥（包括化工污泥、造纸污泥等）的焚烧处理。目前，该技术已实现了工业化大规模应用，已成功用于上海石洞口污水处理厂(2004年10月)的城市污泥、上海泛亚潜力(1998年)、广东东莞玖龙纸业有限公司(2003年)、江苏无锡荣成纸业有限公司(2003年)的造纸污泥，成功实现了城市污泥流化床焚烧技术的工业应用。获得了良好的社会效益和经济效益。

项目概况 污水厂污泥的处理已经成为一个难题，和处理垃圾一样，大部分被填埋。由于城市污水的处理量越来越大（江阴市每天产生的污泥量达到900吨），不仅处理困难，而且污染环境。现阶段，很多污水厂的处理被送到发电厂进行焚烧，在一定程度上解决了污泥处理问题。但是由于污泥的含水量达到80%左右，因此，加入锅炉的污泥量仅仅为20%，从而大大限制了污泥的处理量。实验证明，如果将污泥的含水量降低到30%，送入锅炉的污泥量可以增加到50%。结果是：不仅增加了污泥处理量，而且解决燃煤减少排放，保护环境。 锅炉排放的尾部烟气的温度达到120以上，有些热电厂锅炉的排烟温度达到140℃。这些烟气直接排放到大气，造成大量热损失。为了降低污泥的含水量，设计了一套用锅炉排烟干化污泥的系统装置，利用这部分排烟热量来加热污泥。 该系统装置能够使用锅炉尾部烟气余热加热在锅炉中燃烧的污泥。经过该系统装置加热后污泥的含水量小于30%，从而使加入锅炉炉膛燃烧的污泥的含量增加，不仅节约能源、减少污染排放，而且不需要加热炉。 本系统装置在国内还未有使用先例，各环保电站正积极寻求解决方案。主要特点 该装置系统结合自动控制过程，克服使用蒸汽加热污泥的缺点，使用烟气余热加热污泥。更为重要的是，不采用加热炉床，采用污泥滚动加热法。不仅节约设备投资，而且节约处理空间。充分利用烟气循环的特点，使用烟气余热，对污泥加热。在污泥加热过程中为了防止产生大量的臭气，采用烟气再循环，将加热烟气重新送回锅炉燃烧，去除烟气中的臭气（有机物）。 技术指标1. 使用锅炉烟气余热加热污泥；2. 降低污泥含水量从80%降低到30%左右；3. 去除加热后烟气的臭味，保护环境；4. 不采用加热炉床，采用污泥滚动加热法；5. 可以实现自动控制过程。市场前景     各燃烧污泥发电厂为了增加污泥的燃烧量，都在积极寻求污泥加热方法和装置。而目前的主要加热系统采用蒸汽加热法，不仅耗能，而且装置复杂，占地大。而本装置采用烟气余热加热，不仅节能环保，而且投资少，占地面积小等特点。目前国内没有使用烟气加热的装置，具有很大的投资价值。

近年来，随着我国城市污水处理力度和污水处理设施建设的加快，城市污水处理率不断提高，污泥的安全处理处置问题日益突出。不少城市污水污泥处置未达到减量化、稳定化、无害化、资源化的要求，存在二次污染问题，已经成为污水处理的重要问题。 该技术充分利用锅炉热烟气对污泥进行加热干化，处理后直接回送到炉膛进行燃烧，回收了污泥中的热量，实现了对污泥的最大减量化、高温的环境彻底分解了二噁英等有害物质，充分利用火电厂已有的污染物处理装置，对污泥燃烧后的污染物实现了全部控制。

一、技术原理和应用对象原油中都含有不同数量的氯化物（氯化镁、氯化钙、氯化钠等）、含硫化合物〔硫醇、硫醚、硫化氢、噻酚等〕、含氧化合物（环烷酸、脂肪酸、酚类等）和杂质（金属、灰分等），为避免原油加工过程催化剂中毒、减少设备腐蚀、避免堵塞管路，提高石油产品质量，必须在原油蒸馏前进行脱酸、脱水与脱盐处理。在原油蒸馏过程中，我国常采用一脱四注工艺防腐，指的是脱盐、注碱、注氨、注水、注缓蚀剂。脱盐是一脱四注工艺防腐的基础。由于原油所含的盐类溶解在原油的水中，原油脱盐实际上和脱、表面活性物质、环烷酸等天然乳化剂，它们使原油极易形成乳化液，给原油除原油中的水分紧密相关。另外原油中含有固体物、胶质、沥青质、某些盐类脱水造成困难，故要使原油脱盐、脱水，首先应使原油乳化液破乳。原油破乳通常可采用物理破乳、化学破乳、电破乳，目前炼油厂较多采用卧式脱盐罐的电脱盐流程。但仅采用这些方法处理原油乳化物，并不总是能够有效地完全破坏乳化物，脱去水分。例如处理水包油乳化原油、污水回收油、老化油、某些进口原油等，由于它们具有复杂的化学成分和乳化结构，难以用化学方法与电法较好地破乳脱水。如将它们混入电脱盐罐会破坏电场，造成跳闸。如采用化学破乳，效果较差且成本很高。随着我国很多油田进入二、三次采油，提供给炼厂的原油品质逐渐变差，化学成分和油水乳状结构变得更为复杂，采用加热、高电压场和破乳剂的常规脱盐脱水方法将愈来愈难以达到炼油厂的脱水脱盐要求。电脱盐设备经常因电流负荷大而跳闸，使未达质量要求的原油流入后续生产工序。对于重质原油，粘度高、密度大，其破乳脱水比轻质原油更困难。粘度在5000mPas以内的稠油仍采用电－化学脱水，即以化学破乳剂为主，电脱为辅的常规破乳脱水工艺；对粘度更大的稠油，采用常规方法已显困难。目前国内各炼油厂经电脱盐处理后原油的含盐含水量控制常有不稳定现象，受原料影响较大；也有为保证原油脱水效果，致使常减压电脱盐切水含油量超标现象。超声波是一种波动形式，同时超声波又是一种能量形式，当其声强超过一定值时，就可以通过它与媒质的相互作用，去影响、改变或破坏后者的状态、性质及结构。超声波破乳是将超声波能量辐射到原油乳状液中，使之产生一系列超声效应，如搅拌、碰撞、聚集、空化、加热、负压等，从而达到破坏油水界面膜，可不加或少加破乳剂仍能起到破乳脱盐脱水的作用。由于超声波在油和水中均具有较好的传导性，故这种方法适用于各种类型的乳状液，对于三次采油采出的水包油型乳化原油、污水回收油、老化油等，由于其化学成分及乳状结构的复杂性，难以用常规方法破乳脱盐脱水，声化学法可用于此类油的脱盐脱水，且具有较好的结果[40-44]二、关键技术和创新点在石油化工生产过程中，常需要对原油乳化液的进行破乳脱盐脱水和对污油进行破乳脱水。目前的石油工业中，破乳技术除了传统的化学破乳脱水法、电脱盐脱水法和热沉降等方法外，超声波作为一种新型的破乳方法具有广阔的应用前景。超声波破乳脱水技术是一种共性技术，可用于简单的各类油品破乳脱水，也可作为原油电脱盐过程的强化预处理，以达到原油精细脱水、脱盐目的。超声波破乳脱水主要是利用其位移效应，它可对油和水等介质产生凝聚、破乳、气泡、振动等作用．随着油和水滴的振动位移、使小油珠和小水珠聚集成大的油、水珠。因油和水的重力差异、大水珠迅速下沉，油珠上浮。达到油、水破乳脱水之目的。另外一方面是超声波可使油水界面膜张力降低，提供了破乳的良好条件。主要创新内容为南京工业大学超声化学工程研究所根据前期研究的超声破乳机制，开发国内最大的新型超声驻波场破乳装置，超声换能器也采用国内最新开发的多频（20kHz、40kHz等）、径向振动、大功率超声组合技术，使声波作用距离远、声场颗粒聚并效果好、处理量大；超声振动有利于破乳剂的分散，减少或不用破乳剂。超声频率组合产生频率协同作用，不同超声频率能与不同粒径范围的水滴产生共振，使超声能量得到充分利用，加大水滴碰撞几率，促进不同粒径水滴凝聚。另外驻波声场可使水粒子不断向波腹和波节移动、碰撞，然后生成直径较大的水滴，可直接沉降分离出部分水，减轻电脱盐负荷，显著提高原油脱水脱盐效果。新设计超声换能器及其放大技术，使得设计大型工业化超声处理器成为可能，提高了处理量与效率，减少设备制造成本。

为适应原油重质化对电脱盐脱水技术的迫切需求，联合企业共同开展了双进油双电场原油高效电脱盐脱水研究，该技术已应用于500万吨/年重质原油两级电脱盐脱水装置，运行数据表明：装置运行安全、稳定，操作方便，原油脱后含盐<3mg/L、脱后含水<0.3%、排水含油>150mg/L，符合相关标准要求，并在国内外多套装置上得到推广应用，社会效益和经济效益显。已通过了中国石油和化学工业联合会的科技成果鉴定。

研发了小城镇城市污泥消化处理的 集成技术。主要包含两类集成技术，即内循环污泥浓缩消化(ICSTD)和两相 一体式污泥浓缩化反应器(TISTD) ICSTD反应器提出了污泥浓缩消化一体化的新工艺，实现了污泥在浓缩过 程中消化，在消化过程中浓缩，且浓缩功能与消化功能相互促进，是污泥浓缩 与污泥厌氧消化领域的一个突破。ICSTD反应器启动时间快。高负荷启动时， 35天启动完成，比普通厌氧消化反应器提前了至少10天。ICSTD反应器的消 化效果良好，具有较好的浓缩效果。具有较强的抗冲击负荷能力温度对ICSTD 反应器的影响较大。通过试验研究表明，在中温条件污泥的厌氧消化效果明显 好于在常温条件下，中温下有机物去除率在54. 1%〜86. 3%,常温下有机物去除 率在36. 5%〜72. 8%。TISTD反应器外反应室一定的推流形态的存在有利于降低出水的SS值，确 保外反应室的浓缩效果；内反应室的完全混合流形态有利于厌氧菌群与剩余污泥 基质的接触，强化了传质过程，提高了反应器的处理效能。在中温条件(33~37。0 下，反应器运行状况良好，在最优投配率30%的时候，即水力停留时间为3. 33 天时，当进泥含水率在99. 43^99. 69%之间，进泥VS/TS在0. 62~0. 77之间，排 泥含水率在89. 52%~93. 51%之间,排泥VS/TS在0. 21~0. 28范围，排水SS在 0. 15~0.6g/L之间。其浓缩效果、消化效果优于普通浓缩池、消化池。TISTD反 应器在一定程度上实现了产酸相和产甲烷相的分级；生物相检测结果表明，运行 起来后反应器内厌氧生物种类繁多，内反应室形态上类似产甲烷丝菌和甲烷八叠 球菌的厌氧菌较多。因此，消化效果良好，经济效益显著。

作为一种生态型的生活污水处理方法，蚯蚓生物滤池具有处理成本低廉、运行管理 简便、占地面积小及污水污泥同步资源化的技术特点。处理好的污水完全达到国家《城 镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）相应标准，可直接用于灌溉农田；产 生的蚓粪污泥可作为有机肥还田。该技术资源化程度高、二次污染低、管理要求低、工 程造价及运行费用低、占地面积低，操作管理简便，无异味，无噪音，十分符合农村日 常管理。 

超声波强化污水、污泥处理技术将高低强度超声波结合应用于强化污水、污泥生物处理。根据高强度超声波的空化效应和自由基氧化特性可将其用于高效处理难降解的有机废水如焦化、染料、农药、制造工业废水，高强度超声波作用于污泥还可以有效促进污泥减量化和稳定化；而低强度超声波作用于污水生物处理过程，由于其促进传质、增加微生物的酶活力以及加速细胞生长的作用，可有效提高微生物去除有机物和脱氮除磷的效率。 本技术可同时强化污水、污泥的生物处理而不需增加额外土建设施，因此是非常经济和高效的污水强化处理方法；采用物理强化手段，而不需投加任何化学药剂和生物菌剂，易于实现自动化控制，简便易行。因此，该强化技术非常适应我国污水处理事业的发展需要，应用前景非常广阔。