超临界技术如何“除”污泥而不染？

一种新技术，利用自身的能源处置污泥，有机质转化率超过99%，从根本上实现污泥的无害化、减量化处理和资源化利用。随着中国城镇化水平不断提高，污水处理设施建设得到快速发展，但污水处理后所产生的污泥也随之增多。截至2014年，中国城镇污水处理厂所产生的污泥量已突破3500万吨/年，平均每天产生近10万吨，并以8%的年增长率上升。

现有处理办法各有缺陷

“污泥作为城市污水处理后的产物，有害物质富集，如果不进行彻底无害化处理，随意堆放或简单处理会存在较高的二次污染风险，破坏土壤、大气和水资源。”新奥能源研究院院长、国家“千人计划”专家朱振旗博士在接受科技日报记者采访时一针见血指出，“目前污水处理行业，重水轻泥现象严重。不处理污泥，污水处理几乎是无用功，无非是污泥物在污水处理厂转了一圈，又回到环境中。部分污泥中的重金属渗入水体后还可能通过鱼、虾等食物链，回到餐桌上。”最新出台的“水十条”，已将污泥处理作为水污染治理的重中之重。

“现在除了焚烧没有太好的办法，但污泥的含水量非常高，达到80%以上，因此，污泥进焚烧炉之前要有一个干化过程，无论是烧煤还是烧燃气，燃料成本都要200多元钱。由于污泥中含有大量重金属，焚烧还会带来严重的污染排放。”朱振旗介绍说，“除了焚烧，另外的办法就是填埋或堆肥。填埋，有的地方可以，但像京津冀、长三角、珠三角等地区，地皮太贵，填埋成本很高。污泥填埋除了占地，更严重的问题是存在污染隐患，污泥中的有害物质，在雨水循环作用下有可能渗透、污染地下水系。”污泥堆肥方式也存在占地面积大、周期长、产生温室气体、重金属污染等缺点。

近年来，国内有不少污泥再利用的示范技术，但都只能在小范围内使用。朱振旗说：“有人拿污泥来养蚯蚓，有的人来种树，做各种东西的都有，但是量都很小。就像是二氧化碳可用来做汽水，做苏打水，这是一种资源化利用，但这种利用的量太小，和排放量相比不占什么分量。”

由于我国垃圾分类制度不完善，很多国外通用的技术在中国并不适用，甚至会造成二次污染。我国污泥的含砂量很高，有机质很多，面临的环境容量和所负荷污染间的矛盾相当突出。所以，找到并推广适合国情的无害化处理技术是关键。

创新超临界技术实现破局

针对传统污泥处理方式普遍存在土壤、地下水及大气污染的现状，新奥能源研究院历经七年自主研发出国内首个对污泥废水无害化处理的超临界水处理技术，可广泛应用于污泥、危废、难降解废水的处理，仅申请的专利技术已达到70余项。

所谓超临界，是指流体物质的一种特殊状态。“当水的温度达到374摄氏度以上，压力达到220个大气压以上，水达到超临界状态，能与有机物完全互溶。”朱振旗通俗地解释，“超临界就跟高压锅差不多，高压锅把所有有机的东西，全部给蒸烂了，把分子都打碎，打成最小了，就是气体了。同时又可回收利用压力和余热。所注意的就是要解决好装备的耐腐蚀问题，新奥在这方面进行了大量的新材料研究和试验。”

超临界水处理技术充分利用污泥中的有机质热量，实现污泥中污染物彻底处理，免去了传统技术的高能耗干燥过程。与焚烧法、生化处理等传统处理技术不同，超临界水处理技术利用超临界水对氧气和有机物完全互溶的特性，消除了气液界面的传质阻力，对有机质进行完全氧化处理。

今年5月，由新奥投资1.2亿元兴建的廊坊市政污泥处理项目已正式运营，污泥处理能力达到240吨/天。该项目采用超临界水处理技术，将污泥中的有机质彻底分解，杀灭有害病菌，稳定重金属成分，处理后的污泥有机质转化率超99%，减容率超90%，出水清洁，可达国家一级排放标准，不产生有毒气体，不污染土壤和地下水，从根本上实现污泥的无害化、减量化处理和资源化利用。

“加钙固化填埋的成本大概是350块钱/吨，填埋场现在要收200多块钱，然后要加一些钙，还有人工和运费。”朱振旗介绍，“现在通过超临界水技术处理的成本大概是300—350元/吨，不仅成本降低了，而且实现了彻底无害化处理，排放的气基本上98%是二氧化碳，1.7%左右的氮气，百分之零点几的氧气，整个系统排气非常干净。”

各类高浓度危废均可“秒杀”

比污泥处理难度更大、形势更严峻的是危险废物的处理。我国现已超越美国成为世界第一的农药生产大国。在农药生产过程中会产生大量残渣和高浓废水，这些都属于危险废物。目前国内农药高浓废水的处理方式主要有预处理+生化、焚烧、湿式氧化等传统处置技术，工艺流程长，成本高，二次污染难以消除。

“我们以超临界水处理技术为核心，整合相应的预处理技术，可实现对农药危废的无害处理。”朱振旗满怀自信地介绍，“与传统处置方式相比，超临界水处理技术反应效率高、处理效果干净彻底、占地面积小，成本也不贵。”

超临界水处理技术不仅适用于农药行业，还适用于化工、造纸、制药、石油开采等行业。据不完全统计，我国每年的危废产生量达3000万吨以上。“各行业的危废，不管是水、是渣、还是泥，都可以根据危险废物的品类和特性，整合相应的预处理技术，实现无害化处理和再生利用。”朱振旗说。