一、课题来源与背景；

项目来源：广东省科技厅重点领域研发计划项目(2019B110209002)

项目名称：“市政污泥减量及资源化利用关键技术研究及示范”

起止时间：自2019年7月至2023年6月，历时4年。

项目研究背景：

国家发展改革委、住房城乡建设部生态环境部在《十四五城镇污水处理及资源化利用发展规划》中要求，破解污泥处置难点，实现无害化推进资源化。广东省污泥具有有机质含量低、含沙量高、产量大等特点，应开展针对性的研究工作，建立市政污泥减量化资源化的技术体系，实现引领作用，促进我国城镇污水处理厂污泥处理处置工作，最大限度地发挥环境、经济和社会效益的综合作用。

二、技术原理及性能指标；

1.技术原理

根据广州地区污泥泥质特性，针对厌氧消化技术存在停留时间长、效率低等问题，开展“沼液内回流耦合热水解+高效厌氧消化+介质热干化”集成技术研究。

2.性能指标

(1)构建“沼液内回流强化热水解+高效厌氧消化+介质热干化”污泥减量减容资源化利用技术体系1套 。

(2)建立污泥减量工艺的成套化和自动化系统(包括：实现污泥热水解设备在温度、压力、时间和流量等参数，以及厌氧单元温度、搅拌时间、投料比例等参数方面的自动控制)并开展示范应用，示范工程污水处理规模不低于6万m3/d(在本公司337万m3/d处理总量的15家污水处理厂中选择1家污水处理厂实施),污泥减量率不低于30%。

(3)研发甲烷、磷和沼渣基生物炭污泥资源化及能源化回收工艺3项并形成示范应用，研发适宜的污泥减容工艺2项(介质热干化脱水工艺、沼液回流调理的高干脱水工艺)。

(4)建立污泥资源化过程“等离子体+气液传质+生物过滤”多级耦合臭气高效处理系统，气体排放达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)要求。

三、技术的创造性与先进性；

（1）首次建立了基于减量减容资源化的“沼液内回流强化热水解+高效厌氧消化+介质热干化”技术体系。突破了游离亚硝酸（FNA）预处理耦合热水解技术、沼渣基生物炭协同沼液回流强化污泥厌氧消化的产甲烷技术、沼渣介质热干化及沼液高效磷回收技术，揭示了沼渣基生物炭强化种间电子传递的厌氧消化机制。

（2）研发了污泥资源化和能源化技术工艺3项：沼渣基生物炭协同沼液回流强化污泥厌氧消化的产甲烷技术产气量比传统增加113%，成功应用于广州市、中山市的污泥处理实践，沼渣介质热干化生物炭技术回收生物炭50kg/t·vss，沼液高效磷回收技术磷酸盐回收率超过85%。

（3）研发污泥减容工艺2项：“沼液内回流强化热水解+高效厌氧消化+介质热干化”工艺与“污泥浓缩+污泥深度机械脱水+污泥热干化”工艺。

（4）研发了等离子体技术、气液传质技术、酸洗技术、碱洗技术与生物技术的组合工艺1项。通过研究不同硫酸根、pH、溶解氧浓度等影响条件，获得硫化氢的边界释放条件；通过驯化Acidithiobacillus、Thiobacillus、Sulfuricurvum和Sulfobacillus等硫氧化菌，实现了低氧浓度和酸性环境下含硫恶臭气体的稳定高效去除。

（5）建立了污泥减量工艺的成套化和自动化系统示范工程，在猎德净水厂建立了城市污泥处理成套化、自动化与资源化污泥干化示范工程，规模200吨/天(含水率30-40%)。首次集成机械压滤与真空干化实现固液分离、工艺节能和低温干化，创造性地将污泥的脱水与干化技术合为一体，在同一系统中一次性连续完成，可将污泥含水率由90-99%一次性降低到30%以下，最大限度地实现了污泥的减量减容化。

四、技术的成熟程度，适用范围和安全性；

本项目根据广州地区污泥泥质特性，针对厌氧消化技术存在停留时间长、效率低等问题，开展“沼液内回流耦合热水解+高效厌氧消化+介质热干化”集成技术研究并形成工程示范。该技术主要应用于市政污泥减量减容和资源化处理。

五、应用情况及存在的问题；

项目建立了污泥减量减容资源化处理技术集成与工程示范，全系统节能降耗、安全运行、自动控制方式，构建污泥减量、减容、资源化的集成技术体系，在广州、中山开展不同规模与特点的示范工程稳定性与高效性研究，建立基于减量减容资源化的“沼液内回流强化热水解+高效厌氧消化+介质热干化”技术体系与产业化工艺。猎德净水厂示范工程二期工程采用UNITANK处理工艺，采用基于“浓缩+深度机械脱水+热干化”的污泥减量处理工艺路线，对技术设备进行了自动化＋成套化改造，并采用等离子＋气动乳化＋生物法对过程中产生的臭气进行了集中脱臭处理。中山市建立一条污泥处理量为300吨/天的生产线，采用“沼液内回流强化热水解+高效厌氧消化+介质热干化”技术体系，热水解污泥有机物降解率为38.78%，比传统污泥有机物降解率提高了113%。热水解污泥吨泥产气量为29.08立方，比传统污泥吨泥产气量提高了113%。本项目需进一步开展污泥资源化、能源化回收技术研究，实现高含砂等复杂体系的生物质能快速回收。

六、历年获奖情况；