污泥处理处置关键新技术研究和科技项目
工业污水处理技术分析研究
工业污水处理技术分析研究【摘要】本文主要对工业污水处理技术进行分析研究。
在我们介绍了工业污水处理技术研究的背景、意义和现状。
在我们对工业污水的特性进行了分析与分类，探讨了传统和新型的工业污水处理技术，并预测了未来的发展趋势。
我们还通过案例分析来展示工业污水处理技术的应用情况。
最后在总结了工业污水处理技术研究的成果，展望了未来的发展方向。
本文将为工业污水处理领域的从业者提供重要的参考和指导，促进工业污水处理技术的持续创新和进步。
【关键词】工业污水处理技术、污水特性、传统技术、新型技术、发展趋势、应用案例、总结、展望、研究方向1. 引言1.1 工业污水处理技术分析研究的背景工业污水处理技术一直是环境保护领域的重要研究课题。
随着工业化进程的加快和工业生产的不断增加，工业污水排放量也在逐年增加。
工业污水中含有大量有机物、重金属、悬浮物等对人类健康和环境造成危害的成分，对于水质和生态环境的破坏十分严重。
开展工业污水处理技术分析研究，寻找高效、低成本、环保的处理方法，成为当前迫切需要解决的问题。
工业污水处理技术分析研究的背景主要包括以下几个方面：随着我国工业化进程的加快和工业结构的调整，不同性质、规模和行业的工业企业污水排放量不断增加，对水环境的污染问题日益凸显。
国家环境保护政策的不断加强，对工业企业的排污行为和排放标准提出了更高的要求，促使工业污水处理技术不断升级和改进。
随着科学技术的发展和工程技术的进步，工业污水处理技术也在不断创新和改革，为实现工业生产与环境保护的双赢提供了更多可能性。
工业污水处理技术分析研究的背景是多方面的，需要从工业化发展、环保需求和技术进步等多个角度来全面分析和研究，以期找到更有效、更环保的工业污水处理技术解决方案。
1.2 工业污水处理技术分析研究的意义工业污水处理技术分析研究的意义在于提高工业生产过程中的环境保护和资源利用效率。
随着工业化进程的不断加快，工业污水排放量逐渐增大，严重影响了周围环境的水质和生态平衡。
863计划资源环境技术领域“城市污水处理厂污泥处理与安全处置关键技术与设备
附件：863计划资源环境技术领域“城市污水处理厂污泥处理与安全处置关键技术与设备”重点项目申请指南一、指南说明随着我国城市污水处理厂的普及和运行，城市污水处理厂污泥产量快速增加。
如何解决污泥的处理处置出路，已成为我国城市发展过程中亟待解决的重大环境问题。
研发适合我国国情的、拥有自主知识产权的城市污水处理厂污泥处理关键技术和设备，是我国环境保护的迫切需求，同时对提升我国环保产业的国际竞争力具有重大意义。
根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要<2006━2020年）》和“十一五”863计划资源环境技术领域的总体部署，本领域2009年拟启动“城市污水处理厂污泥处理与安全处置关键技术与设备”重点项目，围绕污泥高效脱水、厌氧消化、热解处置、安全堆肥等关键技术与设备，开展技术研发和应用示范。
本重点项目财政专项经费控制额为3000万元，下设4个课题，以课题为基本单元受理申请，每个课题可以由一家单位承担，也可以由多家共同承担。
对于多家共同承担的，由申请单位自行组合形成课题申请团队<同一个课题组只能参加一个申请团队），并提出课题组长和依托单位。
由课题依托单位具体负责课题的申请。
本项目要求产学研结合，体现企业技术创新主体的原则，采取择优委托的方式确定课题的承担单位。
各课题在完成本课题研究任务的同时，有义务与其他课题协作共同实现项目目标。
各课题申报单位须根据项目申报指南中各课题的控制性考核指标提出详细的课题考核指标。
二、指南内容1．项目名称城市污水处理厂污泥处理与安全处置关键技术与设备2．项目总体目标针对我国当前城市污水处理厂污泥处理处置难题，重点研发污泥高效脱水、厌氧消化、污泥热解、安全堆肥的关键技术及设备，形成4套适合国情的城市污泥处理处置单元技术系统，并通过优化集成进行项目示范，为污泥处理处置及其产业化发展提供技术支撑。
3．项目的课题分解和主要研究内容项目分解成如下4个课题。
各课题的题目和主要研究内容如下：课题1．城市污泥高效脱水关键设备和工艺研发及示范研究目标：针对城市污水处理厂污泥高效脱水的技术需求，研制具有自主知识产权、高效节能的污泥脱水关键设备，开发与之配套的污泥脱水高效预处理技术，形成污泥高效脱水组合工艺，并进行示范应用，为我国城市污水处理厂的污泥高效脱水提供技术支撑。
河北工业大学科技成果——新型污水污泥絮凝剂的制备技术研究
河北工业大学科技成果——新型污水污泥絮凝剂的
制备技术研究
项目简介
作为新型污水污泥絮凝剂，高密度电荷阳离子聚电解质以超强的电荷中和絮凝能力，使其在深度处理污水污泥时充分体现出用量少、絮凝效率高、脱色能力强等优点，使污水中2μm以下的颗粒得到有效清除，在环境保护领域显示出优越的应用性能。
该项目的技术原理为：本项目针对季铵盐阳离子单体反应活性低，聚合能力差，产品分子量较低，阳离子电荷度难以提高等技术问题，探索采用新颖的等离子引发聚合技术，将部分单体转变为等离子态，并产生阳离子单体的活性物种，再由活性物种与单体间发生加成反应，最终可以得到高密度电荷高分子量的阳离子聚电解质。
该项目技术成果经过河北省科技厅组织的专家鉴定，认定技术水平达到国际先进。
市场前景
本项目制备阳离子聚电解质等过程的实验室研究已经完成，高密度电荷阳离子聚电解质可以作为新型高效污水污泥絮凝剂，在日用化工、污水处理、造纸、纤维抗静电等领域具有良好的推广应用前景。
规模与投资按照月生产60吨计算，需要投资80万元。
生产设备聚合釜，干燥设备，粉碎设备。
效益分析按照同类进口产品市场价格计算，应用本技术生产的产品税前利润为1000-1300元/吨。
合作方式技术转让，直接购买技术产品，推广应用。
智慧污泥回收系统建设方案
物联网技术
通过物联网技术实现污泥回收设备的远程监控和数据采集。
大数据分析
运用大数据技术对污泥回收过程中产生的海量数据进行挖掘和分 析，为优化决策提供数据支持。
人工智能技术
引入人工智能算法，对污泥回收过程进行智能优化和控制，提高 回收效率和质量。
数据采集、传输和处理流程
数据采集 数据传输 数据处理 数据可视化
01
市场需求变化风险
随着市场和政策的变化，污泥处理需求可能发生变化。需密切关注市场
动态和政策走向，及时调整系统功能和服务以满足市场需求。
02 03
竞争压力风险
市场上可能存在其他污泥处理技术和系统，对智慧污泥回收系统构成竞 争压力。应不断提升系统性能和服务质量，加强品牌建设和市场推广， 提高市场竞争力。
03
02
一致性
保持界面风格、操作方式等的一致 性，提高用户体验。
可定制性
提供灵活的界面定制功能，满足不 同用户的个性化需求。
04
05
运营管理模式及优化策 略
运营管理模式选择依据
污泥处理处置现状
分析当前污泥处理处置的技术水平、处理成本、处置 效果等，为选择适合的运营管理模式提供依据。
政策法规要求
结合国家和地方的政策法规，选择符合环保要求的运 营管理模式。
03
硬件设备选型与配置方 案
传感器类型及参数设置
污泥浓度传感器
用于实时监测污泥浓度，参数设置包括测量范围、精度和 输出信号等，以确保准确测量污泥浓度变化。
流量传感器
监测污泥处理过程中的流量变化，参数设置应考虑测量介 质、量程和准确度等，以保证流量数据的准确性。
温度传感器
用于监测污泥处理过程中的温度变化，参数设置包括测量 范围、精度和响应时间等，以确保及时反映温度变化对污 泥处理的影响。
加大城市污泥处理技术创新研究力度的建议
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州 科 技
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左 明 （ 州市城 市建设科 学研 究所 ） 杭
处置 问题 愈加 突 出 。
、
浙 江 省 日趋 突 出 的 城 市
对 于 污 泥 的 有 效 处 理 处 置 是 一 个
类 循 环 需 引 起 人 们 注 意 ，一 是 污
泥 处 理 是 污 水 处 理 工 艺 不 可 分 隔
在 高 度 重 视 。最 近 由省 科 技 厅 组 织 了对 《 市 污 泥 无 害 化 资 源 化 城 处 理 的 技 术 和 示 范 》 科 研 课 题 的 科 技 项 目招 标 ， 杭 州 市 科 技 局 也
有 人 提 出污 泥 制 砖 的 技 术 来 解 决城 市 污泥 问题 ，认 为它 具有
处理 成 本 低 适 合 浙 江 省 的 实 际 ， 其 实 然 。 污泥直接或干化后制砖 ， 存 在严 重 污染环 境 问题 。 由于在烧
理 技 术 ， 由 于 缺 少 污 泥 处 理 和 处
第
期
是 污 水 处 理 中 不 可 避 免 的 副 产 品 。它 具有 高含 水率 、 致 病 菌 、 高 高 物 理 稳 定 性 和 重 金 属 集 聚 的 特 征 ， 使 得 污 泥 处 理 和 处 置 技 术 至 今 尚未获得 根本 性 的突破 。
日前 浙 江 省 城 镇 污 水 处 理 率 ４ ． ％ 已建 成 运 行 的 污 水 处 理 能 １２ ， 力 为 ３９ ５ ３ ． ２万 ｍ／ ， 建 污 水 处 。ｄ
置 环 节 ， 泥 仍 停 留 在“一 扔 了 之 污 等 待处理 ” 状况 。 的 随 着 浙 江 省 城 市 化 进 程 的 加 快 和 生 态 建 砹 目标 的 逐 步 实 现 ， 城 镇 污 泥 问 题 将 口趋 突 出 。 污 泥
氟化钙污泥处置技术研究进展
氟化钙污泥处置技术研究进展林子增; 陈慧明【期刊名称】《《应用化工》》【年(卷),期】2019(048)009【总页数】4页(P2171-2174)【关键词】氟化钙污泥; 处置; 研究进展【作者】林子增; 陈慧明【作者单位】南京林业大学土木工程学院江苏南京 210037【正文语种】中文【中图分类】TQ09无机和有机氟化工企业、特种玻璃生产企业以及光伏企业在生产过程中排放出大量含氟离子和悬浮物的含氟废水，后续的混凝/钙盐沉淀处理会产生大量的氟化钙污泥[1]。
据2017年统计数据，仅台湾光伏行业一年脱水压滤后的氟化钙污泥就达到45 286 t[2]。
氟化钙具有低毒、极易被植物吸收的特点，直接填埋会使其中的氟元素迁移至土壤中，进而对植物生长和人类健康构成威胁。
氟化钙微溶于水，处置不当会引起地表水中氟化物浓度增加，超出《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)1.0 mg/L 的限值。
因此，氟化钙污泥的妥善处置至关重要。
氟化钙污泥干重较低，钙盐成分复杂，硅元素含量高，资源化成本高，工艺条件严格，严重制约着氟化钙污泥处置与资源化利用的发展[1]。
目前，许多学者对如何利用氟化钙污泥进行了充分的研究，并取得了一系列积极的进展，为了更好的推动技术发展，对氟化钙污泥处置技术加以总结很有必要。
本文在分析氟化钙污泥性质基础上，综述了氟化钙污泥的常见处置方式，分析了技术主要优缺点，并就未来发展提出了建议，以期促进技术创新与发展。
1 氟化钙污泥性质氟化钙污泥来源较为复杂，不同来源的氟化钙污泥的含水率、主要成分、环境毒性各不相同。
不同氟化工产生的污泥含水率不同，一般无机氟化工产生的污泥含水率在35%～60%，而有机氟化工产生的污泥有机质含量高，导致污泥粘度较大，更难脱水，压滤后含水率在46%～65%。
由于含氟废水的钙盐沉淀效果好，污泥中氟化钙含量普遍较高，通常情况下，两类氟化工所产生的污泥中，氟化钙成分均占60% 以上，其次为碳酸钙和二氧化硅，含量分别约为10%和5%，以及其他少量有机物杂质等[3]。
江南大学科技成果——城市污泥厌氧发酵产酸及产酸发酵液强化污水生物脱氮除磷技术
江南大学科技成果——城市污泥厌氧发酵产酸及产酸发酵液强化污水生物脱氮除磷技术成果简介将城市污水处理厂的脱水污泥利用中水调制到适当浓度，然后对污泥进行热碱预处理，使污泥细胞破壁，充分释碳。
在中温条件下进行碱性厌氧发酵生产VFAs（挥发性脂肪酸），发酵后污泥在利用木屑和氯化镁联合调理后通过板框压滤机进行高干脱水实现发酵液的回收并去除发酵液中部分的氮和磷。
回收得到的富含VFAs的发酵液添加到城市污水处理厂的生物处理单元，作为补充碳源，强化污水的生物脱氮除磷，从而达到去除污染物的目的。
具体技术内容包括污泥预处理、污泥厌氧发酵产酸、污泥深度脱水以及有机酸强化污水脱氮除磷技术。
关键技术脱水污泥经过碱性厌氧发酵后酸产率为280-340mgCOD/gVSS。
发酵后的污泥经过高干脱水后泥饼含水率能够降低至56%-70%。
通过前置脱氮除磷技术能够去除污泥发酵液中81%-89%的总磷和24%-32%的总氮，降低后期系统压力。
向城市污水处理厂生物处理单元投加发酵液能增强系统脱氮除磷效果，投加发酵液作为碳源使污水SCOD增量为40-60mg·L-1。
COD、NH4+-N、TN和TP去除率分别达到了78%-85%、86%-94%、61%-69%和86%-91%，相对应的出水浓度均能达到我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002所规定的一级A标准。
知识产权项目组先后申请专利17项，获授权6项，发表相关论文65篇，其中27篇已在SCI收录期刊出版；累计被国内外科技工作者引用超过850次；通过教育部组织的科技成果鉴定1项，科技部组织的课题验收1项，江苏省科技厅组织的项目验收2项。
应用情况本技术已完成示范工程应用，在无锡市高新水务有限公司硕放水处理厂通过工程示范进行运用。
本示范工程从2014年11月开始正式启动，目前已持续运行近4年。
示范工程由污泥碱性厌氧发酵系统、发酵污泥高干脱水系统和污泥发酵液强化污水生物脱氮除磷系统三个部分组成。
武汉市污水处理厂污泥处理处置项目
武汉市污水处理厂污泥处理处置项目环境影响报告书1总论1.1项目由来武汉市区2010年已建污水处理厂的总污水处理规模达171万m3/d，规划至2020年将建设13座污水处理厂，总的污水处理规模将达358万m3/d，其污水处理厂采用浓缩+脱水的污泥处理方式。
污水厂出厂污泥含水率80%左右，需进一步处理处置，保证污泥处理处置的“无害化、减量化、稳定化”，并为逐步“资源化”创造有利条件。
根据武汉市区污水处理厂的分期建设规划及固体物质计算，预测武汉市污水处理厂2015年污泥产量为795 t/d，2020年为1543 t/d。
随着污水处理厂规模的不断扩大，污水处理厂产生的污泥也会不断增加，大量污泥的妥善处理处置问题更为突出，如果不能采取有效的措施进行妥善处理和处置，必然对城市的环境造成严重影响，因此武汉市政府决定抓紧建设污泥处理处置工程以改善城市的环境。
1.1.1委托书武汉市污水处理厂污泥无害化处理处置项目环境评价委托书（附件1）。
1.1.2工程资料及有关批复文件（1）《武汉城市污水厂污泥处理处置工程可行性研究报告》，2010.8；（2）武汉市发展和改革委员会关于北京恒通信达环境科技有限公司投资建设、经营污泥处置项目情况的汇报及指示（附件2）；（3）武汉市发展和改革委员会关于同意开展武汉市污水处理厂污泥无害化处理处置项目前期工作的函（附件3）；（4）武汉市城市管理局关于恒通公司投资建设、经营污泥处置项目意见的回复（附件4）；（5）武汉市环境保护局关于恒通公司投资建设、经营污泥处置项目的回复意见（附件5）；（6）武汉市农业局关于征求恒通公司投资建设、经营污泥处置项目意见的复函（附件6）；（7）武汉市水务局污水处向局领导关于北京恒通信达环境科技有限公司投资建设经营武汉市城市污泥处置项目工作情况汇报及批示（附件7）；（8）武汉市新洲区人民政府阳逻街道办事处关于请求解决阳逻街工业园用地的请示（附件8）；（9）新洲区人民政府办公室重要事项报告单及批示（附件9）；（10）武汉市新洲区阳逻街道办事处与北京恒通信达环境科技有限公司武汉分公司签署的意向协议书（附件10）；（11）武汉市农业局关于北京恒通信达环境科技有限公司投资建设武汉市污水处理厂污泥无害化处理处置项目生产的有机肥进行跟踪的意见函（附件11）。
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收，土地有机质利用，建材无机质利用）
以处理处置为前提的国际传统通用技术
先进污泥处理处置技术
污泥处理处置技术发展与进步： 主要因素：全球气候变化、能源资源短缺、粮食安全 主要目标： 能源高效回收 降低环境风险，安全处置 资源循环利用利用
污泥处理处置关键技术研究及
科技项目介绍
戴晓虎 教授 Prof. Dr.-Ing. Xiaohu DAI
同济大学环境科学与工程学院 College of Environmental Science and Engineering, Tongji University
国家城市污染控制工程研究中心 National Engineering Research Center for Urban Pollution Control
污泥污染物利用的潜能
C资源化利用
N资源化利用 P资源化利用
作为污水除磷脱氮补充碳源 产甲烷 产氢 制PHA
开发微生物燃料电池（MFC） 制生物柴油 制生物碳土 提取蛋白 制氮肥 制磷肥
总氮和磷去除率平均提高约30% (Xiang Li et al., 2011)
1g COD理论上能转化成0.35m3甲烷，即 12530kJ/g COD (Daigger, 2009)
科技创新和资源循环是核心
物质流 能量流 区域系统
物能 质量 流流
污染物（水、固体、气体）
能物 量质 流流
能量流 碳、氮、磷 …
二．中国污泥泥质和国外的差异
6
污水生物处理过程主要污染物物质流
100%COD 100%N 100%P
化学药剂 N2: 50-70%N O2，能量 CO2: 35%COD （0.9-1.0
有机物
30%-70% （通常50%） 国外平均
65%-75%
比例与进
水含砂量
无机物
和污泥泥
龄有关
8 8
城市污泥中重金属的分布
中德两国污泥中重金属含量的对比
元素 中国(2006) 平均值 德国(2006) 平均值
Cd Cu 2.01 219 1.0 300
Pb 72.3 37
Zn 1058 714
内容
一、未来先进污染控制技术的特征 二、中国污泥泥质和国外的差异 三、污泥处理处置科技创新 四、污泥处理处置科技项目
2
一．未来先进污染控制技术的特征
3
现状 矛盾？ 目标
经济高速发展 城镇化发展 全球气候变化 能源资源短缺 污染复合性 生物多样性丧失 环境要求的提高
污染控制 健康安全 资源保障 可续性发展
污泥热水解装备 污泥热解装备 污泥提蛋白装备 污泥电渗析脱水装备 沼气提纯装备
强化厌氧消化手段—高含固厌氧消化技术
kWh/kgCOD）
初沉池
二沉池
<10% COD 5-15% N 10% P
35%COD 10-15%N 10-15%P
转入污泥的COD约30-50% 转入污泥的N约30-45% 转入污泥的P约90%
20%COD 20-30%N 75-80%P
CH4: 28%COD
沼液+上清液: 0.1%COD 15-20%N
最大能达到0.27 l H2/g COD (Prasertsan et al., 2008)
转换效率高达36.9% mg C/mg C (Takabatake et al., 2002; Yan et al. 2006)
理论上1kg COD能转化成4 kWh电能 (Halim, 2012) 研究表明美国的污水厂每年可产生大约 1.4*106 m3的生物柴油，相当于全美柴油 需求量的1% (Dufreche et al., 2007)
脱水
脱水污泥:
27%COD
5-10% N
水处理过9程0% 中P 相当部分污染物转移
到污泥中
污泥不得到妥善处理，节能减排目
标大打折扣
7
城市污泥的性质
营养物质：污泥类型
* 占污泥干基的%
总氮 TN
磷P
钾K
有机物组成：
中国污泥 2.7±1.4 1.4±1.2 0.7±0.3
德国污泥 4-5 2-3.5 0.2-0.3
先进污泥处理处置技术
污泥高效厌氧消化技术
高含固厌氧消化技术 污泥热碱处理发酵产沼气 污泥厌氧消化产氢 沼液氨氧化技术
污泥磷回收技术 污泥热解 超临界水解 重金属去除技术 污泥提取蛋白技术
污泥处理处置新装备
污泥干化焚烧
喷雾干化焚烧 污泥带式干化焚烧一体机 污泥转盘，桨叶干化 污泥板框真空脱水机 污泥高干离心浓缩机
0
50
100
150
200
粒度/（μm）
王小郢 望塘 小仓房 十五里河 塘西河 经开区 朱砖井
各污水厂砂 中值粒度小 于50μm， 粒度小于 200μm颗粒 均在90%以 上。
完善排水系统的国家，污泥中砂的粒径一般都大于200μm
10
三．污泥处理处置科技创新
11
污泥处理处置技术现状
污泥处理处置技术
1998
63 1.4 49 289 27 1.0 835
2006
37 1.0 37 300 25 0.6 714
1977-2006减量比 例（%）*
17
4
6
79
19
13
33
9
城市污泥中砂的粒径分布
颗粒累积密度分布/（%）
合肥城市污泥中砂的粒度累积密度分布
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
碳减排12% (Woolf et al., 2010)
蛋白能最大化回收80-90% (Chishti et al., 1992; Hwang et al., 2008)
若污水中的氮全部利用，可占氮肥产量 的30% (WERF, 2011) 日本测算，若将污水中的磷（每年5万 吨）回收，解决本国磷矿石进口量的 20%。
Cr 93.1 37
Ni 48德国污泥重金属变化
*1977 = 100%
元素/年份 1977
Pb
220
Cd
21
Cr
630
Cu
378
Ni
131
Hg
4.8
Zn
2140
1982
190 4.1 80 370 48 2.3 1480
19861990 113 2.5 62 322 34 2.3 1045