中国给水排水2020年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会 (第十一届)邀请函暨征稿启事
 
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题目: 污泥安全资源化技术路线与未来发展方向 报告人:哈尔滨工业大学 许国仁 教授 国家“万人计划”专家

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-06  浏览次数:124
核心提示:题 目: 污泥安全资源化技术路线与未来发展方向 报告人:哈尔滨工业大学 许国仁 教授 国家“万人计划”专家
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2020年中国无废城市建设及固废资源化利用可持续高质量发展大会
 
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题  目: 污泥安全资源化技术路线与未来发展方向 

报告人:哈尔滨工业大学 许国仁 教授 国家“万人计划”专家

题  目: 污泥安全资源化技术路线与未来发展方向 (新)

报告人:哈尔滨工业大学 许国仁 教授 国家“万人计划”专家

许国仁 教授,工学博士,博士研究生导师。入选中组部首批“万人计划”。
主持污泥领域“国家重点研发计划项目”,国家“863”重点项目等多项。
担任国际水协(IWA)“污泥专家委员会秘书长”等多项国际学术兼职。
获国际水协(IWA)“全球创新荣誉奖”、国家技术发明二等奖等奖励。

 

 

许国仁,工学博士,教授,博士生导师

教育&工作经历

主要教育经历:

  • 1987-1991 哈尔滨建筑工程学院 学士学位
  • 1993-1999 哈尔滨建筑大学 博士学位

主要工作经历:

  • 1999-2001 哈尔滨工业大学 助理研究员
  • 2001-2003 哈尔滨工业大学 副教授/硕士研究生导师
  • 2003-2005 University College London 博士后研究/高级客座研究员
  • 2003-2007 哈尔滨工业大学 副教授/硕士研究生导师
  • 2007-2008 哈尔滨工业大学 副教授/博士研究生导师
  • 2008-至今 哈尔滨工业大学 教授/博士研究生导师
国内外学术组织及学术期刊任职
  • Water Science & Technology Editor, Water Supply Editor;

  • 国际水协(IWA)小规模水和废水专家委员会 副主席;

  • 国际水协(IWA)污泥专家委员会 秘书长;

  • 国家标准化委员会(ISO)污泥专业委员会工作组专家;

  • 11th IWA Conference on Small Water & Wastewater Systems and Sludge Management 主席;

  • 12th IWA Sustainable Management of Water & Wastewater Sludges 程序委员会主席与执行主席;

  • 哈尔滨工业大学国际污泥研究中心主任;

  • Environmental Science & Technology,Water Research和Journal of Hazardous Materials等评审人。

研究领域
  1. 水质安全保障理论与技术
  2. 污泥安全资源化理论与技术
  3. 生物质资源化能源化利用理论与技术
  4. 污水高效低碳处理理论与技术
  5. 水循环理论与技术
部分在研项目
  • 国家“创新能力建设”专项 污泥安全处置与资源化技术国家工程实验室 2017-2019
  • 国家″863″主题项目课题 污泥处置风险控制技术系统与示范 2012-2015
  • 国家″863″重点项目 城市污水处理厂污泥处理与安全处置关键技术与设备 2009-2011
  • 国家自然科学基金重点项目 基于污泥资源化回用的污水强化处理工艺与原理 2011-2014
  • 教育部新世纪优秀人才计划 北方寒冷地区污水高效强化处理工艺研究 2009-2011
代表性学术论文
  1. Xu, G. R.; Zou, J. L. and Li, G. B., 2010. Stabilization of Heavy Metals in Sludge Ceramsite. Water Research, Vol: 44(9) 2930-2938.
  2. Xu, G. R.; Zou, J. L. and Li, G. B., 2009. Stabilization/Solidification of Heavy Metals in Sludge Ceramsite and Leachability Affected by Oxide Substances. Environmental Science & Technology, Vol: 43(15) 5902-5907.
  3. Xu, G. R.; Zou, J. L. and Li, G. B., 2009. Ceramsite Obtained from Water and Wastewater Sludge and Its Characteristics Affected by (Fe2O3+CaO+MgO)/ (SiO2+Al2O3). Water Research, Vol: 43(11) 2885-2893.
  4. Xu, G. R.;Yan, Z. C; Wang, Y. C. and Wang, N., 2009. Recycle of Alum Recovered from Water Treatment Sludge in Chemically Enhanced Primary Treatment. Journal of Hazardous Materials, Vol: 161(2-3) 663-669.
  5. Xu, G. R.; Zhang, Y. P. and Li, G. B., 2009. Degradation of Azo Dye Active Brilliant Red X-3B by Composite Ferrate Solution. Journal of Hazardous Materials, Vol: 161(2-3) 1299-1305.
  6. Xu, G. R.; Zou, J. L. and Li, G. B., 2008. Ceramsite Made with Water and Wastewater Sludge and Its Characteristics Affected by SiO2 and Al2O3Environmental Science & Technology, Vol: 42(19) 7417-7423.
  7. Xu, G. R.; Zou, J. L. and Li, G. B., 2008. Solidification and Leaching Behaviours of Cr6+ in Sludge Ceramsite. Journal of Hazardous Materials, Vol: 153(3) 1031-1035.
  8. Xu, G. R.; Zou, J. L. and Li, G. B., 2008. Stabilization of Heavy Metals in Ceramsite Made with Sewage Sludge. Journal of Hazardous Materials, Vol: 152 (1) 56–61.
  9. Xu, G. R.; Zou, J. L. and Li, G. B., 2008. Effect of Sintering Temperature on the Characteristics of Sludge Ceramsite. Journal of Hazardous Materials, Vol: 150(2) 394-400.
  10. Xu, G.R.; Zhang, W.T. and Li, G.B., 2005. Adsorbent Obtained from CEPT Sludge in Wastewater Chemically Enhanced Treatment. Water Research, Vol: 39(20) 5175-5185.

部分荣誉与奖励
  1. 2014年,“万人计划”首批“科技创新领军人才”,中组部;
  2. 2013年,“创新人才推进计划”首批“中青年科技创新领军人才”,科技部;
  3. 2008年,“新世纪优秀人才”,教育部;
  4. 2012年,“全球创新荣誉奖”,国际水协(IWA);
  5. 2003年,“国家技术发明二等奖”,国务院。

哈尔滨工业大学市政环境工程学院许国仁教授介绍,东北向来以黑土地闻名,是因为含有大量腐殖质,即经过腐熟的有机物,但近年来化肥大量施用,部分黑土地已变为黄土地。他介绍对秸秆等生物质资源进行热解反应生成生物炭,可有效恢复土壤中的腐殖质成分,保持土壤中的水分和肥力,促进农业丰产丰收。浙江大学环境与资源学院吴伟祥教授认为,易腐垃圾占农村垃圾的60%以上,处理易腐垃圾主要是用来堆肥,但目前所用的机器成肥技术普遍面临能耗过大、废水废气污染严重、肥料腐熟度极低、规模小而分散等短板,希望加强相关研发,尽快弥补这些短板,在对环境无害化的同时,生产出品质过硬的有机肥。





污泥安全资源化利用发展方向与对策 报告人: 哈尔滨工业大学 市政与环境学院 许国仁 教授 

污泥安全资源化利用发展方向与对策 报告人: 哈尔滨工业大学 市政与环境学院 许国仁 教授

污泥安全资源化利用发展方向与对策

报告人: 哈尔滨工业大学 市政与环境学院 许国仁 教授

非常高兴今天有这样一个机会,这也是我们第一次以污泥安全处置与资源化技术国家工程实验室向各位专家报告我们一些研究工作。这是一个污泥安全处置领域一个非常好的平台,希望大家能够很好的利用这个平台。这个平台也是大家共享的平台,后面我们要介绍。

今天跟各位专家、同行报告的是“污泥安全资源化利用发展方向与对策”。什么叫污泥的安全资源化,我们过去只听说过污泥的资源化,但是“污泥的安全资源化”这个词是在09年左右提出来的。但是一直没有对外公开的讲,为什么呢?这个理论还不清晰,也不成熟。问题在哪,前面我也讲了。我们现在看一下,我们国家的污泥大规模进展的是最近十几年刚刚开始。国外发展非常好,在很多报告一上来就提国外是怎么样发展的,今天我也借这样一个方式跟大家报告一下对国外污泥安全处置的认识。

2015年国外发表在Environmental Science & Technology上面的一篇非常好的论文。它把整个国外的污泥,没有讲中国的污泥,国外的污泥发展历程跟大家报告一下。大家可以看一下,最早是土地利用和海洋倾倒。88年以后禁止海洋倾倒,我们看到我们国家发展跟国外的差距。93年之后,503出台,鼓励农用。在2000-2015年之间,后面我跟大家介绍一下国外的情况。到底出现的一些什么问题?为什么在2000-2015年之间国际上对污泥整个的认识发生了一些剧烈的变化。从2015年以后,大家可以看到实际上是理念已经发生剧烈的变化。社会和经济以及环境的可持续发展这方面更为重视。为什么这么讲?首先来看一下污泥中到底什么样的污染物质导致的我们污泥出现的这么多的争议和争论?可以看到,实际上污泥过去的理解最大的问题是在微生物和重金属。

新的物质,包括人工合成的纳米材料,和其它的污染物给我们提出很多新的思考。更多的问题实际上是随着我们检测技术进步,和我们工业的发展,那么污泥中的检测出这样一些物质,多环芳烃,二噁英,表面活性剂,半挥发性有机物,杀菌消毒剂,药物,激素类等位置。在水中70年代开始检测,污泥是2000年之后进行非常强烈的关注,这是在国际上。而我们国内实际上大家还是在2000年以后污泥的问题才引起很大的重视,实际上是面临的是一个我们理论不是很清晰,很完整。我们技术也不是很清晰,很完整,我们装备也不是很清晰,很完整,我们系统也不是很清晰,很完整。我们对技术的评论、评估也不清晰,也不完整。但是污泥的问题从2000年以后开始,这些问题是积聚而来,我们引进消化模仿国外的一些技术,处在没有很好准备的“遭遇战”这样一个阶段。

我今天跟大家报告的情况从另外一个角度把我们现代存在的问题跟大家解释一下。我引用的数据,国内基本上是缺乏系统性的研究的。我只能把国外的一些顶尖杂志上的数据跟大家报告一下,供大家参考。因为国内很多数据有一方面原因不能完全公开,我们也做了很多的工作。这是一些污泥中的典型的持久性污染物,在检测和环境中的问题。这是另外一些代表性污染物,这是在2014年发表在Environmental Pollution杂志发表壬基酚情况。

这是我们做有机物分析研究很多方面的典型污染物,其中一种就是双酚A。污泥中的污染物在土壤中是怎么样迁移转化的。我们是以土地利用,因为国外在土地利用是在前些年是鼓励特别多的。它的应用也特别广,评估的数据也非常多,因此我们就把这个数据给大家拿过来,供大家参考。当然还有污泥焚烧,热化学处理,它在环境中各种污染物的转化。现在这个数据还没有,我们也做了这方面的工作。比如说填埋,在整个过程中污染物的迁移转化,也缺乏,我们只把国外的数据进行整理,供大家参考。我们的对策和污泥处理处置的方向到底是什么?我想提出一些,供大家来思考。我们未来的工艺走向到底是什么走向?

污泥中典型的污染物,我就不说污泥中大量的其它的物质,我们就说污染物质,它在土壤中到底是应该怎么转化的。我们可以看到,一部分是微生物的富集,一方面是微生物的降解或者失去活性。另外通过植物食物链进入人类,还有通过地表水,进入鱼类,被食物链串起来的物质,进入食物链进入人类。还有经过牲畜经过食物链进入人类,还有经过大气进入人类。

这是国际环境里面期刊之一,他的研究发现污泥土地利用导致土壤和蚯蚓体内有较高POPs的升高。在牲畜里面,这是Environmental Science & Technology的一个研究结果,它的认为牛奶和牛肉的问题也比较严重。当然我今天说的所有的问题不是说针对污泥,将来土地利用不行了,我们要怎么样想办法降低这样的危害和威胁,是这样一个情况。通过地表水,也是这样一个Environmental Science & Technology的文章,它的研究表明,土地利用可能成为地表水中激素类污染物的一个重要的来源。在其它环境研究的情况,它认为对人类消化系统影响有所提高。对牲畜是这样认为的,这是一个Nature杂志上在08年研究这样一个结果和报道,主要是当地的有数百头奶牛死亡,打的一个官司,经过多年的官司之后,这个案件胜诉了。这里面有一个问题,我们想是有毒污泥进来了,还是污泥前期没有处理好,直接进入土壤,还是其它的问题呢?不敢讲,大家存在这样一个问题。在其它方面先不说了。

上面给大家报告一系列的问题是基于什么样目的呢?过去我们中国前一阶段在污泥领域做了很多的研究工作,工程实践和实际应用,也取得很好的效果,但很多处于单一技术的研究,整体研究和评估的技术没有从系统性方面入手,我们后面怎么做,我想对一个技术研究和应用,我们不要片面的放大它的某一方面的亮点,而忽视他其他方面的两面性。这个方面尤其提醒大家要注意,因为污泥一旦进入环境中之后,对环境的危害和长久的影响不是我们能想象到的。尤其在座的环境技术人员,政策和标准制定者一定要注意,千万不要做不可持续的工作。未来十年二十年之后,我们发现这个问题之后,可能到时候就晚了。

我们现在,实际上大家看,从技术角度讲,和国外相比没有太大的差别,我们一些方面做的很适合中国国情,很多方面还有自己的突破和创新,这就是非常好的。但是如何进行整个技术的评估和适用性的评估,安全的评估,我们做的还不够。和国外比,大体上处在国外1993-2000年初期的阶段。国外2000-2005年是对整个污泥,对环境风险认识阶段,是重新再思考的阶段,我们这个阶段还没有进入到,或者一些前沿的研究人员已经进来了,但是工程实际和技术设计标准制定者,研究人员还没有完成进入。这方面我们未来国家应该朝哪些方面走,应该怎么样吸取国外的经验教训,这是我今天跟大家报告的一些主要的想法。

大家可以看到这是到20142015年的数据。大家可以看到只是在2000年以后,我们的问题才逐渐引起重视。之前我们的积累都没有很完整,我们在这方面做了很多的技术积累。今天为什么不讲技术,我讲一个宏观上的一个东西,和整体上的一个把握,供大家参考。

现在总结了一下我们国家面临的一些问题,上面的数据不一定准确,因为各种数据统计的口径完全不一样,只是大体上知道。实际上中国的污泥从毒性和有机质,无机质的比例,国家的公民素质,我国的经济状况,我们国家的行政方面的管理的体制,方方面面跟国外都不一致。我们应该怎么做,这是第一个问题,没有很好的总结的几类的方案和方向。污泥各类的人才实际上是严重缺乏,很多在座的同行同事,我相信有很大一部分是由于污泥确实是难点,或者从工业角度,装备角度,或者从商业角度,应用角度是一个新的热点,或者新的机遇来进到这个领域,实际上是这样一个情况。各种人才都缺乏。同时,我们相关的政策标准体系目前还是照搬国外来走。我们做的时间积累和深度和国外还是不可同日而语的。产业链也不完善。污泥最重要的问题比如说一些新型污染物质的问题,没有引起重视。一些新的技术也没有引起很好的重视。

我们看就是污泥的减量化,稳定化等等,最终它要变成资源化。这个资源化,我的理解如果从另外一个角度借鉴,比如说我们常讲有正能量,有负能量,这里借用一下,我们有正的资源化利用,或者负的资源化利用,什么叫负的资源化利用,就是对环境,周边的事务这边的发展起的负作用,起的反作用,起的危害的作用,那么就是负的资源化,你进入环境中就是环境的一员,无论是污泥,还是人,你对环境的影响有正的有负的。那么负的我们应该怎么避免。有关污泥方面“正负”的理解,我们总结的一下,大体上可以有几种是“负的”:含水率比较高,重金属,有毒有害有机物,致病微生物,这是对环境负的影响,我叫它负的资源化,是否适当大家可以批评。“正的”资源化理解:它含有植物的营养元素,还有生物质能,有有机质、无机质能够被环境利用起来。对环境有正的促进作用,对环境植物、动物和其它的周边环境最终的发展,最终影响到人类,对人类的健康各方面起到很好的支持和保障作用。这是正的资源化。实际上污泥安全资源化是这样一个概念。

我们想污泥的处置它首先是一个系统工程。更主要的问题是一个系统管理的问题,围绕目标的一个管理的问题。那技术是一个支撑,大家千万不要过分强调技术而我们希望能够强调系统的角度来做这个事情。对环境是否有危害这个角度来关注这个事情,是这样一个理解。

我们讲污泥安全资源化在国外的概念,跟国外的同行介绍过很多次,得到国外专家学者的认可,反过来在国内跟大家也报告一下。我们在国外介绍这个词是污泥安全资源化是Sustainable重点就是可持续的这样一个资源化利用。请大家看看这个理念是否正确,我把这个东西抛出来供大家批判。

中国的污泥问题按照安全资源化方向发展是可行的,那么它有几大问题需要我们来关注来解决。第一个实际上是污泥中水的问题,水的问题实际上是阻碍污泥作为资源化的,是很大的一个瓶颈,它的根本的问题是污泥水的脱水和干化,把水从污泥中分离出来,怎么有效率,同时又对环境没有危害。第二个污染物的控制,过去理解是重金属如果没有问题了,就对环境没有危害了。这是不对的,其中还除了重金属还有其它的污染元素。有机污染物安全转化。这些问题解决掉了,污泥就是环境有利的资源。其实有两方面可以看,第一是能源化利用,比如说污泥的生物制高效利用,生物质燃气燃料等等可以做能源化的利用。第二个,污泥材料化利用,但是感觉有一点窄,大家讲资源化利用,资源化利用和能源化利用,跟大家保持一致叫“资源化利用”,可以生产更多附加值的材料或者原料,还可以作为植物营养元素等进行循环。

这个里面做一个广告。我们国家污泥工程实验室它是一个开放的平台,国家投入购置大量新的仪器设备,包括实验的平台,评估的平台都要在里面进行建设。我也欢迎在座的各位同仁能够充分利用平台,为大家在污泥领域解决一些问题提供更好的支撑。

主持人(杭世珺总工): 谢谢许教授的发言。许老师给我们今天做了一个宏观的发言报告。他实际上想给我们解决一个安全资源化的问题,我理解他用美国的案例和我们中国的对比看看我们污泥进入土壤以后,目前我们中国处于什么样的阶段,和美国逐渐的对进入土壤后的污泥如何去认识的。另外特别提出来,我们要对适用性和安全性的评估,就是污泥资源化的适用性,安全性的评估,提出注重系统性,特别我的理解就是他的安全资源化利用实际上就是一个可持续的资源化利用,不是短暂时间的一个行为。不知道我理解的对不对。





 
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