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超臨界水氧化技術(shù)處理城市污泥項(xiàng)目簡(jiǎn)介

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日期： 2014-03-15
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負(fù)責(zé)人：王樹眾
聯(lián)系人：王樹眾
聯(lián)系電話：13991181853
一、項(xiàng)目背景
截至2013年3月底，全國(guó)設(shè)市城市、縣累計(jì)建成城鎮(zhèn)污水處理廠3451座，污水處理能力約1.45億立方米/日，較2012年底新增污水處理廠111座，新增處理能力約300萬(wàn)立方米/日。產(chǎn)生含水率80%的污泥超過(guò)2000萬(wàn)噸。隨著城鎮(zhèn)化水平和污水處理量的增加，污泥的產(chǎn)量以每年10%的速度在增長(zhǎng)，將很快突破3000萬(wàn)噸。隨著污水處理設(shè)施的普及、處理率的提高和處理程度的深化，污水處理廠污泥量急劇增加，且每年仍以10%左右的速度增長(zhǎng)。根據(jù)有關(guān)內(nèi)部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)目前有近17％的城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥去向不明，同時(shí)大約67％的污泥以簡(jiǎn)單填埋為最終出路。針對(duì)目前城市污泥難處理及市場(chǎng)巨大的特點(diǎn)，采用超臨界水氧化技術(shù)處理城市污泥，實(shí)現(xiàn)城市污泥的無(wú)害化處理。超臨界水氧化技術(shù)（Supercritical Water Oxidation，簡(jiǎn)稱SCWO）是利用水在超臨界狀態(tài)下所具有的特殊性質(zhì)，使氧化劑和有機(jī)物完全溶解在超臨界水中并發(fā)生均相氧化反應(yīng)，迅速、徹底地將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無(wú)害化的CO2、N2、H2O和無(wú)機(jī)鹽等小分子化合物。相比傳統(tǒng)的城市污泥處理方案，SCWO具有突出的優(yōu)勢(shì)，能取得巨大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。
二、技術(shù)創(chuàng)新性和領(lǐng)先性

本課題組研究城市污泥SCWO多年，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、“973計(jì)劃”課題、“863計(jì)劃”專題、國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題等20余項(xiàng)，成果豐碩。已經(jīng)獲得國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)38項(xiàng)。在進(jìn)行城市污泥及部分高濃度有機(jī)廢水超臨界水處理研究過(guò)程中，發(fā)表相關(guān)研究論文50余篇，其中SCI/EI檢索30余篇。

圖1 國(guó)內(nèi)首臺(tái)城市污泥SCWO示范裝置（國(guó)家863計(jì)劃課題資助）

2009年，在西安交通大學(xué)建成處理城市污泥3t/d的國(guó)內(nèi)第一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SCWO示范裝置，如圖1所示。該系統(tǒng)集有機(jī)物去除、脫鹽除渣、余熱利用/制取富氫氣體、防堵塞、防腐蝕多項(xiàng)功能于一體，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)城市污泥等有機(jī)廢物/廢水的無(wú)害化處理與資源化利用過(guò)程。
圖2 863示范裝置SCWO處理城市污泥照片對(duì)比（435℃，26MPa, 氧化系數(shù)2.0）
如圖2所示，城市污泥經(jīng)過(guò)示范裝置處理后出水的COD為25mg/L，氨氮為2mg/L及色度可以與潔凈水媲美，完全能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。該裝置實(shí)現(xiàn)了城市污泥化學(xué)需氧量(COD)減排和脫鹽處理的一體化過(guò)程；最大程度地利用反應(yīng)后液體的熱量，降低了裝置運(yùn)行成本；在裝置中實(shí)現(xiàn)脫鹽處理和泥渣分離；反應(yīng)后的清潔液體作為裝置的蒸發(fā)壁水進(jìn)行循環(huán)利用；采用撬裝式結(jié)構(gòu)形式，方便安裝和運(yùn)輸；可實(shí)現(xiàn)城市污泥超臨界水部分氧化/氣化的產(chǎn)氫過(guò)程。
三、市場(chǎng)及效益分析
城市污泥完全氧化后的反應(yīng)熱除去系統(tǒng)自熱所需熱量外，富余的熱量可以用來(lái)提供熱水或者產(chǎn)生蒸汽，且反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體還可以分離出售，進(jìn)一步獲得經(jīng)濟(jì)效益。這在環(huán)境污染日益嚴(yán)重和能源日趨緊張的大環(huán)境下，具有光明的發(fā)展前景。
采用超臨界水氧化技術(shù)處理65t/d含水率為80%的城市污泥，其處理費(fèi)用為48.9元/t（含水率80%）或244.4元/t（干污泥），顯著低于上海市石洞口污水處理廠的城市污泥焚燒裝備的運(yùn)行費(fèi)用（533元/t干污泥）。
且我國(guó)含水率80%城市污泥產(chǎn)生量2500萬(wàn)噸/年，取SCWO市場(chǎng)占有率30%計(jì)算，待處理污泥總量為750萬(wàn)噸/年，設(shè)備處理能力取100t/d，總需求量為206套，售價(jià)為2000萬(wàn)/套，利潤(rùn)為1080萬(wàn)/套，總銷售額為22.3億元。超臨界水氧化技術(shù)處理城市污泥具有光明的應(yīng)用前景。
四、主要應(yīng)用領(lǐng)域
城市污泥SCWO技術(shù)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)和技術(shù)政策、有較強(qiáng)的創(chuàng)新性、產(chǎn)品附加值高、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。根據(jù)目前我國(guó)城市污泥的巨大產(chǎn)量和增長(zhǎng)趨勢(shì)，城市污泥超臨界水氧化設(shè)備潛在用戶量大，市場(chǎng)前景廣闊。
五、合作條件要求
（1）有獨(dú)立承擔(dān)民事責(zé)任能力的自然人或獨(dú)立承擔(dān)民事責(zé)任的企業(yè)法人。
（2）有一定的投資能力和風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，并且具有一定的市場(chǎng)推廣和拓展的能力。
 

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