国外厌氧消化工艺的大面积推行，其原因首先是将污水污泥当做资源的理念越来越成为共识。 资料图片

　　◆中国环境报记者 陈湘静

　　在国内，一直备受冷落的污泥厌氧消化技术，正在被重新“捡起来”。业内专家透露，北京目前在多项目推进污泥厌氧相关工程和技术探索。不过这一轮项目不再应用传统工艺，而是要在强化污泥预处理、高级厌氧消化方面寻求突破，着力解决此前我国污泥厌氧消化设施建成后遇到的运行管理难度大、产气量少且不稳定、经济效益差等问题。

　　同济大学环境学院副院长杨殿海表示，技术复杂、运营管理难度大、投资大、缺乏政策标准等是厌氧消化在我国屡屡受挫的原因。据他透露，国家将开始着手建立重点实验室，针对此前运行中的问题，对相关技术、装备、规范、污泥处置去向等问题展开研究。

　　高温预处理有哪些效果？

　　有利于有机物充分溶出，杀死致病菌，降低粘滞度，提升卫生安全性

　　由于传统厌氧消化普遍存在消化速率低、停留时间长、处理效率低等不足，为改善这种现状，近年来业界对污泥的预处理技术开展大量研究。据杨殿海介绍，传统厌氧消化确实存在成本高、效率效益低等问题。为此，需从提高污泥含固率、处理效率和产气（甲烷）率等方面入手。

　　“目前业界研究的方法有很多。我认为热水解是其中比较好的手段之一，有利于有机物充分溶出，杀死致病菌，降低粘滞度，提升卫生安全性。目前在长沙、湛江等地已经开展试点。”他说。

　　清华大学环境学院教授王凯军也表示，污泥破壁问题是污泥厌氧技术发展的瓶颈之一。“细胞壁结构稳定、难以生物降解。需要解决细胞壁的破壁难题，才能保证污泥的有效降解。而在相关的技术探索方面，大家比较认同热水解，热水解确实可以帮助污泥实现破壁，同时使得不流动的厌氧污泥变得具有流动性。” 据他介绍，美国康碧公司、法国威立雅以及清华大学都在进行相关的技术攻关和实践。

　　对此，不少业内人士表示，污泥高温预处理技术具有强化污泥降解、杀灭部分病原菌的功能，具有良好的应用前景。但是高温预处理技术能耗高、运行管理较复杂，有待进一步完善。

　　协同是提升厌氧消化效率的途径之一

　　只有协同考虑，厌氧消化设施的规模效益、经济效益、包括碳减排的效益才能够体现出来

　　为提升厌氧消化的效率，不少发达国家在厌氧处理中采用了协同厌氧的方式。据业内人士介绍，协同厌氧消化在欧美等地发展非常迅速，很多污水处理厂都在应用这一技术。比如，美国加州的EBMUD污水处理厂，就是由于采用协同厌氧消化而成为美国能量自给污水处理厂的典范。

　　近年来，同济大学环境学院院长戴晓虎曾在多个场合表示：污泥和餐厨垃圾等城市有机废弃物厌氧消化设施的协同考虑，是很好的事情。“很多城市一边建设了餐厨垃圾厌氧消化设施，一边又建设了污泥处理的设施，如果两者统筹考虑，可以提升污泥厌氧消化的效果。”

　　“每次开会我都在呼吁协同厌氧消化，只有协同考虑，厌氧消化设施的规模效益、经济效益、包括碳减排的效益才能够体现出来。怎么把城市的有机质集中起来回收稳定化，然后再很好地加以资源综合利用，是需要政府和企业都重视的事情。但很遗憾，现在这条路还是打不通。”

　　他说的“打不通”，主要是指污泥和餐厨垃圾属于不同的管理部门，协同处置面临部门职能条块分割的现实难题。

　　杨殿海也非常推荐污泥与城市其他有机废弃物（餐厨厨余垃圾）的协同处置。他建议地方政府可以在相关的循环经济园区实现协调统筹。而据记者了解，已经有不少企业在提供给地方政府的园区方案中，重点推荐了类似的协同处置方案。

　　不可回避的问题也是机遇所在

　　泥质问题不可回避，呼唤深入研究技术创新，目前还缺乏针对低有机质污泥有效的处理技术等

　　“有机质含量低、高含砂量是制约我们在污泥处理处置方面采用国际上传统技术的一个瓶颈。”戴晓虎表示，有机质低直接影响厌氧等处理方式的效率；而我国污泥不仅含砂量很高，更重要的是砂粒径分布比较小。“我们经过分析，发现含砂的成分就像面粉，这与国外的差异也是比较大的。”

　　在他看来，一方面，我国污水污泥泥质的差异带来了处理技术应用方面的难度，但另一方面，对泥质的研究也还不够。“说直白一点，是在污泥的泥质研究、污泥的统计分析等方面还比较缺乏。”

　　针对这一现状，戴晓虎认为是挑战也是机遇。“因为我国污泥泥质的特殊性，要解决问题，必须要在技术上有更好的创新。这对于相关企业是个全新的机遇。”

　　首先是相关的技术和装备有待提升。这其中包括：目前还缺乏针对低有机质污泥有效的处理技术；传统的污泥预处理技术，好氧发酵、厌氧消化等，在技术本身和装备方面，还有较大的提升空间。

　　杨殿海表示，目前国内4000多座污水处理厂中有60余座建了厌氧消化设施，但运行的也就约20个。“和国外相比，这个比例是很不相称的。而国内在厌氧设施上确实遇到了不少技术问题。”但他同时强调，为什么国外用得不错的技术在国内就是做不好，除了泥质的差异外，还有不少原因。

　　“国外厌氧消化工艺的大面积推行，其原因首先是将污水污泥当做资源的理念越来越成为共识。其次是从一开始就将污水污泥的处理处置加以统筹考虑。第三，不断上涨的填埋费用发挥对技术应用的倒逼作用。第四，出于对可再生能源和低碳的重视等。”他说，这些都是需要相关各方予以重视的。

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　　厌氧消化

　　污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将污泥中可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到稳定的处理过程，是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。

　　污泥厌氧消化是一个多阶段的复杂过程，完成整个消化过程，需要经过3个阶段，即水解、酸化阶段，乙酸化阶段，甲烷化阶段。

　　热水解

　　热水解是污泥预处理的一种方式。污泥经高压蒸汽预处理，溶解污泥中的胶体物质，破碎细胞物质，水解大分子物质，使污泥性质发生相应的变化。

　　协同厌氧

　　协同厌氧消化是污泥高级厌氧消化的一种，可以与餐厨垃圾协同处置，将大大提高产气率，从而提升产气效益，降低厌氧消化的高成本。

　　有机质含量低、含砂量高对厌氧消化的负面影响

　　有机质含量低将直接影响厌氧消化过程的产气率指标，从而影响系统能耗和运行成本，这也是我国大部分厌氧消化池停运的主要原因之一。据保守粗略估计，有机质含量低于60%的污泥很难在日后厌氧处理运行过程中实现设计经济指标。

　　在污泥处理系统中，由于砂粒具有流动性差、易沉积的特点，会引起污泥管道堵塞、消化池底部积砂，从而影响消化池的正常运行和沼气产量，并且磨损设备尤其是机械式搅拌器。


来源： 中国环境报