水看世界|日本污泥处理技术应用 / 开普饭

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随着城镇污水处理规模的扩大，污泥作为副产物也大量产生。目前我国共有城镇污水处理厂4000余座，年均污泥产量5000余t。然而污泥处理在我国仍然相对滞后，亟待发展。2016年，全国污泥处理率仅达到33%。十三五期间，我国将更加重视建设资源型及生态环保型社会，根据《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》的颁布规定，计划到2020年底前，我国地级及以上城市污泥无害化处理处置率应达到90%。污泥产业面临前所未有的机遇与挑战。日本在污泥处理处置方面起步较早，经验较为丰富，可为我国污泥处理处置提供借鉴。

日本污泥处理技术研发/应用情况

目前，日本污泥处理的典型技术包括焚烧、熔融、碳化等，其中焚烧为主，碳化的利用率在逐年增大。日本不断尝试新技术，对污泥进行减量化、无害化、稳定化处理，并包括转化为沼气和固体燃料等能源，进行建材利用、制作肥料等资源化的利用，在提高能源利用、防止全球变暖方面做出贡献。以下为日本的主要污泥处理技术及应用情况。

1.污泥碳化

通过加温和加压释放污泥中的水分，同时最大限度地保留污泥中的碳质，碳化产物可以用于土壤改良剂、肥料、燃料添加物和炼钢加炭材料，从而实现资源化利用。目前该技术在日本多地应用。

2.污泥熔融

将污泥高温熔化，再冷却固化，这样处理后的污泥熔渣性质稳定，重金属和有毒物质不会溶出，属于污泥稳定化技术。

3.油温减压型干燥技术

利用热媒介油减压干化污泥。将脱水污泥和预先加热废食用油混合，在减压状态下进行加热干燥。该技术脱去水分的同时有效地将有机废弃物转化为饲料、肥料、辅助燃料等有机可再生资源。具有占地小、利用效率高的有点，但处理费用较高。

4.发电机余热污泥干燥技术

利用发电机的烟气余热作为污泥干化的热源，同时利用污泥焚烧产生的蒸汽推动蒸汽发电机组发电，实现能源梯级利用，减少大气污染物的排放。干燥后污泥可以用作肥料。

5.生物天然气化装置

消化气体在在0.9 Mpa左右的中压环境下和循环水接触，消化气体中硫化氢被水吸收，形成纯度97%以上的甲烷气体，可作为城市天然气使用。该项技术在神户和上田等地已经建设投入使用。

6.电渗透脱水机

厌氧消化产生的污泥施加直流电压的同时压榨脱水，使含水率78%~ 82%的一次脱水污泥含水率下降到60%左右。

7.差动旋转式高效螺旋压力机

差动旋转式高效螺旋压力机是将污泥和高分子混凝剂混合后，通过螺旋机进行脱水，螺旋机内筒和外筒差速旋转。

8.表面凝固型污泥干燥器

表面固化污泥干燥装置是将脱水污泥成形到棒状，利用200℃左右的暖风，使污泥干燥到含水率25%以下的污泥干燥装置。本装置属于低温干燥，可有效控制挥发性有机物，同时降低粉尘发生量，抑制恶臭。

9.SA方法的固体燃料生产技术

污泥经过45天发酵干燥处理后与废旧塑料混合形成固体燃料的技术。目前该技术已在福井县应用。

日本污泥处理中心案例

大阪舞洲污泥处理中心

大阪舞洲污泥处理中心污泥中心由奥地利环保艺术家设计，外观像童话的城堡，每年都吸引众多的游客参观，成为大阪市的地标性建筑之一。污泥处理工艺：污泥浓缩→消化→脱水→熔化或碳化。消化气体中含有大量甲烷，可作为发电和加热的燃料。碳化形成固体燃料，并火力发电的燃料；熔融后形成黑色颗粒状熔渣，可用作混凝土骨料等建筑材料，也可作为筑路的填充材料。

占地面积：大约33 900 m2；

污泥熔化设备：目前750 t/日；

污泥脱水设施：目前300 m3/h；

烟囱：高度约为120 m，直径约为14 m。

东京东部污泥处理厂

东京东部污泥厂处理污泥处理工艺：浓缩→脱水→焚烧或碳化，工厂内设置蒸汽发电设施，可以利用污泥焚烧炉的余热加热蒸汽发电进行区域供热和制冷。

占地面积：129,465 m2；

烟囱：高度约为150 m；

污泥焚烧炉（流化床型）：300 t/日；

污泥碳化炉（回转窑型）：100 t/日；

余热锅炉（水管式）：10.3 t/h；

汽轮发电机：2500 kW

大阪平野污泥处理

平野污水处理厂的污泥处理工艺为浓缩→消化→脱水→熔化或碳化。污泥固体燃料化设施采用200~350℃的低温碳化技术，制成的固体燃料具有发热量高、低臭气的特点。每天可处理脱水污泥150 t，制成的燃料送往火力发电站，与煤炭混合燃烧用于发电。

污泥消化脱水的过程中产生高浓度氨氮的脱水分离液，平野污水厂采用厌氧氨氧化（Anammox）进行处理，可以有效除氮，同时降低电力成本和化学成本。

福冈西部污泥处理

福冈西部污水处理厂采用AO工艺，污泥处理工艺：浓缩→消化→脱水→焚烧，污泥的焚烧灰可以用作水泥原料、道路铺装材料、透水砖等，脱水液中添加镁形成MAP颗粒（30%的磷酸、5%的氮、15%的镁），可以作为化学肥料使用。

对我国的启示

推进技术开发

日本非常重视技术的创新，在污泥处理处置行业研发和应用多项创新技术，例如东京都在排水系统方面先后制定了“经营计划2004”、“经营计划2010”和“经营计划2016”主要是进行技术创新研发。

追求可持续性发展

日本政府在循环可持续战略的指引下，推进资源节约和环境影响小的可持续性发展的措施，包括采用温室气体削减技术、可再生能源技术，在污泥处理处置方面重视能源的阶梯利用和资源的重复利用。东京都政府于2010年制定了防止全球变暖计划“地球计划2010”，计划要求在2030年要实现比2010年减少30%二氧化碳排放的目标；2014年东京都制定了基础能源计划“聪明计划2014”。

强化各方合作

为了实现更高效地业务运营，日本很多污泥处理厂采用了PFI(Private Finance Initiative)，即私人主动融资，提高管理和技术能力。各部门合作推进困难中国污泥处理与处置困境的症结所在，不同部门间协作困难。而日本部分地区污泥处理处置是直接采取市长负责制，简化了部门间的合作管理。

重视宣传教育

日本政府在环保宣传和普及方面投入很大精力，污泥处理厂厂区环境建设得非常怡人，通常设置对外开放的展示厅，加强对市民环保意识的宣传。

参考文献

http://www.metro.tokyo.jp/chinese/index.html 东京都

http://www.city.yokohama.lg.jp.c.sj.hp.transer.com/kankyo/ 横滨市环境创造局

http://www.city.fukuoka.lg.jp/doro-gesuido/ 福冈市道路和下水道局

https://www.city.osaka.lg.jp/kensetsu/ 大阪市建设局

https://www.jiwet.or.jp/archives/research_pub/annual 日本下水道新技术机构

http://www.gesui.metro.tokyo.jp/ 东京都下水道局

翻译汇编 | Eva

说明：本文素材主要来源于上述日本各政府官网。本文为翻译汇编作品，翻译作品著作权归上海《净水技术》杂志社所有。

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