【南京纯水设备行业新闻】结合我国煤化工的污泥处置现状，分析了当前激进污泥处置技术和污泥资源化利用技术的情况，重点介绍了中煤陕西榆林能源化工有限公司污泥资源化利用情况，并对污泥资源化利用作了经济性分析。通过探索污泥资源化利用新方向，提出污泥资源化利用应根据其物理化学特性，纯水设备遵循因地制宜、平安环保等原则，同时为煤化工企业污泥资源化利用提供珍贵经验，共同推动煤化工行业零排放。
关键词：污泥；资源化利用；节能环保；煤化工企业
国民经济和社会发展第十三个五年规划纲 要》以及 能源发展“十三五”规划》以下简称 规划》指出，煤炭是国的主体能源和重要原 料。适度发展煤炭深加工产业，既是国家能源战 略技术贮藏和产能储备的需要，也是推进煤炭清 洁高效利用和保证国家能源平安的重要举措。规 划》提出全面推进能源生产和消费革命，努力构 建清洁低碳、平安高效的现代能源体系，发展现 代煤化工是符合中国国情的煤炭清洁开发利用的道路。南京纯水设备煤化工产业耗水量巨大，发生的污水量也 大，污染物浓度高。而在煤炭资源丰富的地域，往往水资源稀缺，因此水资源和环境问题已成为 制约煤化工产业发展的瓶颈，寻求处置效果更 好，工艺稳定性更强、运行费用更低的污水污泥处置技术 实现 煤化工污水污泥 零 排 放 已经成为煤化工发展的自身需求和外在要求。污泥是污水在处置过程中经絮凝沉淀后产生 絮凝物，其产量大、含水高，同时富集了大量 重金属离子和少量的病原微生物等有害物质，已 被列为危废，若不加处置任意排放，易造成环境的二次污染[1]乡村化和工业发展过程中污水的产量每年急剧增加，全国污水处置能力在每天1.39亿 t以上[2]经过污水处置厂处置后产生了大量的污泥。污泥的主要处置方法是填埋、焚烧以及干 化，而随着环保要求不时提高，保守的污泥处置 方法已经不能满足现代社会发展的需要，因此污 泥资源化利用技术越来越受到重视。本文主要阐 述污泥资源化利用的主要方向，并结合中煤陕西 榆林能源化工有限公司污水污泥利用现状进行分 析，为探索污泥的资源化利用提供参考。
1煤化工企业污泥现状
现代煤化工是以煤为原料，生产清洁能源和化工产品的产业，主要包括煤制气、煤制油、煤 制乙二醇以及煤制烯烃等。现代煤化工是煤炭清洁高效利用的重要方式之一，其生产的油品和天 然气有助于缓解我国在石油和天然气等资源对外 依赖水平，维护我国能源安全。因此，发展现代煤化工具有重要意义。而影响煤化工产业发展的主要问题之一是水，因煤化工废水排放强度 大、毒性强、动摇大等特性，加之煤质特性差 异，造成了很难有特定的工艺技术能够稳定、高效、可靠的处置煤化工废水问题。
随着我国在煤化工领域各项关键技术的突破，多项核心技术已具备自主知识产权，新建煤化工项目遍地开花，煤化工规模的不时扩大，使 得工业污水产量也迅速增长，因污水中含有难降 解、难以脱除的有机物，难以直接利用，从而制约了煤化工产业的快速发展。国环保要求不时 加强，政府和企业近些年也加大了对工业污水的处置投资，因此大型煤化工企业都配套相应的污水处置厂，随着污水处置厂数量迅速增加，处置 污水的能力也迅速提高，导致污水处置过程中产 生的污泥量急剧增加[3]
煤化工的快速发展，虽然对煤炭进行了清洁高效转化，同时也生产了污水污泥。目前企业对污泥的处置方法有限，又因环保政策要求，往往是将污泥外送交由具有危废处理资质的单位进行处置，陕西地区固含17%污泥外送处置费用为 3400元/t局部地区更是高达6000元/t处置污泥极大的增加了企业的生产本钱。据不完全统计，仅水煤浆气化为主的煤化工企业每年发生固含5%污泥高达450万t污泥处置费用约45亿元。煤化工企业的污泥外运处置费用高，无锡纯水设备若实现 污泥资源化利用后，可为企业带来显著的经济效 益，还可节约大量原煤和水资源，因此结合煤炭 气化工艺对污泥进行资源化利用已经成为重要的研究方向。因污泥所含有机质具有一定热值，为 污泥资源化利用提供了基本条件，将其掺入气化 水煤浆中是非常好的资源化利用方向。
2污泥处置技术与资源化利用分析
污水污泥的处置是解决乡村和工业发展的重要环节，临时以来随着我国新建污水厂规模不断 扩大，污水处置已取得较快的发展，而污泥处置相对滞后。从全球范围看，保守的污泥处置技术经过多年的发展已经幼稚[4]主要有填埋处理、焚烧、土地利用以及填海等，但土地填埋、露天堆 放等方式，实际运用过程中若处置不当易造成 污泥二次污染等严重后果。随着现代社会对环保 要求不时提高，保守的污泥处置技术已经不是有效处置污泥的最佳方法。污泥资源化利用已经成为污泥处置的主要方向，包括堆肥利用技术、建材化技术、能源化技术、资料化技术、污泥蛋白质利用技术[5]
2.1激进污泥处置技术
目前污泥处置技术主要有3种，卫生填埋、污泥焚烧以及土地利用，污泥处置技术因各国社会 发展和经济水平不同而有所差异，发达国家因工 业发展较早，污泥处置技术比较完善，其中土地 利用占比较大。国污泥处置技术虽起步较晚，但随着政府不时加强执行污泥无害化处置政策，污泥处置技术已与发达国家基本持平。
1填埋处理。污泥填埋技术是最早用于处理 污泥的技术，经过很多年的发展，填埋处理技术 已经比较幼稚。近些年来我国污泥量不断增加，填埋需求量也大幅增加，填埋需要大面积选址占 用土地，因我国乡村化进程加快，可用土地也越 来越少，且污泥填埋处置技术无法防止环境污 染，仅是延缓污染时间，例如有害金属和成分下 渗会污染地下水等，因此填埋处置技术不是处置 污泥的最佳方法。
2污泥焚烧。污泥焚烧也存在这类问题，焚 烧温度低会导致二噁英等有害气体发生，污染环 境。国一些地区依然运用填埋处置技术处理 污泥，可是大部分地区由于填埋场地的选址与运 输花费等相关问题，很大水平上限制了其普遍 运用。因此污泥焚烧填埋处置技术不是处置污泥 最佳方法。
3土地利用。污泥中富含有机质、氮磷钾等成分，具有较强的黏性和吸水性，能够改善土壤 物理化学特性，有利于形成土壤团粒，较少水土流失，提高土壤的肥力和保水能力，实现农业生态环境的良性循环。虽然污泥具有改善土壤特性以及修复盐碱地、沙地等优点，但其含有病原体以及有害物质等，若不经处置直接进行土地利用，浓度过高的有害物质会渗入地下水造成污染，且重金属有可 能通过食物链威胁人类健康，因此污泥土地利用必需先解决上述问题。
2.2污泥资源化利用技术
1污泥燃料利用技术。污泥中含有大量有机物，具有一定热值，通常可与煤或水煤浆混合制 粘结性，按一定比例与煤粉和其他添加剂混合 成型煤燃料或水煤浆燃料。制作型煤是利用污泥 制成污泥型煤。制作水煤浆燃料是将污泥、煤、水和添加剂按比例混合经研磨制成具有流动性的新型污泥燃料，其特点为浆状，可以通过管道用 泵输送，能像液体燃料一样雾化燃烧。污泥燃料 化利用可充分利用其自身发热量，带来显著的经 济效益。同时可替代局部新鲜水，既节约了水资 源又对废水进行了回收利用，具有重要的社会与 环境效益。
2污泥资料化技术。污泥资源利用主要的途 径有污泥建材利用，局部污泥可通过特殊加工制 作成污泥砖、水泥以及粉体掺和料等建材原料，实现污泥的经济效益和环境效益。除此之外，还 有学者研究了污泥制成新型资料，例如生化纤维 板，经过热压处置使污泥中的蛋白分子发生 目前我国在污泥建材利用方面的技术相比发达国家改性作用，再经脱脂和漂白等处置压制成板材，还不成熟，仍需要继续研究。
3污泥堆肥技术。污泥堆肥技术是20世纪 50年代逐渐发展起来的污泥处置技术，通常是利 用微生物的作用将污泥中的复杂有机物降解转化 成比较稳定的有机物，同时将污泥中的易挥发组 分进行降解，使污泥的物理性状得到改善。最终高温处置后的污泥没有了病原体等微生物，形成 堆肥产品能够充任土壤改良剂等。污泥堆肥技 术经过长期的发展，虽然取得较大进步，但仍存 许多待解决的问题，需要继续研究，例如污泥经过堆肥利用后，虽解决了含有微生物病原体、含水量高等问题，但其中重金属等尚未根除，因 此要使污泥成为平安、有效的堆肥资源，还需针 对上述问题进行探索研究。
2.3污泥处置技术发展趋势分析
填埋、焚烧、土地利用等激进污泥处置方法 不只运行费用高，而且不能完全消除污泥对环境 发生的危害。污泥的无害化处置以及资源化有效利用是人类共同关注的问题，污泥的处置与利用 也应当兼顾到经济效益、环保效益和社会效益。国污泥资源化利用与发达国家相比仍然较为落后，利用率不到10%随同着污泥的产量不时增 多，差别仍会扩大。因此结合我国工业进程发展 开发出针对性的污泥资源化利用技术具有重要意义。
3中煤陕西公司污泥利用情况
中煤陕西榆林能源化工有限公司设计年产烯 烃 60万 t采用水煤浆气化技术，每年发生固含 5%污泥高达12万t污泥作为危废外送处置费用极高，因此中煤陕西公司临时以来不时探索污泥 资源化利用的方式，因污泥自身含有一定热值，高温高压条件下将其含有的危害有机质和可燃物进行气化，既能充分利用其热值又能替代局部水资源，可最大程度的维护环境，同时可为中煤陕西公司大大降低污泥处置费用。中煤陕西公司 对现场脱水后的污泥进行了分析，具体分析见表 1
从表 1可明显看出，污泥含水量高、挥发分高，且具有一定热值，可掺入至煤浆中再送入气 化炉高温气化。
3.1直接掺烧法
原煤破碎后，与水、添加剂经过研磨混合制 得水煤浆，制备出的水煤浆再送入气化炉高温气 化。制备水煤浆主要设备为棒磨机，中煤陕西公司曾尝试将污泥水直接加入到棒磨机中，与煤浆 混合后进行气化，实际运行过程中发现，由于污 泥水的加入，造成煤浆粘度急剧增加，煤浆流态变差，使得煤浆堵塞棒磨机的出料筛网，设备故障率提高，生产过程自愿降低煤浆浓度，极大地降低了气化经济性。主要原因为污泥比表面积 大、含水率高、含有起到增粘作用的聚丙烯酰胺。
3.2煤浆提浓掺烧法
污泥直接掺入煤浆方法影响了气化经济性，中煤陕西公司采取污泥外送交由具有危废处理资 质的单位进行处置，固含17%污泥处置费用高达 3400元/t极大提高了企业生产本钱。同时调研过污泥减量化再进行外送处理的方法，但该技术新增污泥干燥设备，占地面积大、利息高，干燥过程中会发生废烟气污染环境，因此未采用污泥减量化技术。
中煤陕西公司通过共同开发煤浆提浓新技术，使三峰分形级配提浓工艺技术得到示范，煤浆提浓系统投用后，细磨机和超细磨机通过高速 剪切和温升作用对污泥进行改性，改性后的污泥不影响煤浆浓度，系统每年可处理 12t固含为 5%污泥，既解决了污泥处置难题，又替代了局部制浆用水，为企业带来了可观的经济效益。
3.3污泥资源化利用经济性分析
煤浆提浓系统投用后，系统每小时可处理15t固含为 5%污泥，每年达 12万 t中煤陕西公司购买新鲜水价格为 12.4元/t外送处置固含为 17%污泥费用为 3400元/t可计算出污泥资源化利 用产生的经济效益。节约处置费如下 污泥量 固含17%=15t/h5%÷0.17=4.41t/h污泥处置费用=4.41t/h3400元/t=14994元/h节约新鲜水费用为 15t/h95%12.4元/t=176.70元/h可节约污泥处置费和新鲜水费用合计 12136.56万 煤化工企业年生产时间以 8000h计算，每年 元。污泥资源化利用后，为中煤陕西公司大大降 低了生产本钱。中煤陕西公司将污泥资源化利用 化工企业提供珍贵经验，共同推动煤化工行业零污染，探索污泥资源化利用的重要尝试，可为煤 后，既降低了企业生产本钱，又减少了环境污排放。
4结 语
污泥的处置与利用是当今环境科学中的重要课题，从经济发展、资源开发利用、环境维护等 当前能源结构和环保政策调整的背景下，污泥各方面来看，污泥最理想的出路是资源化利用。资源化利用技术是重要的发展方向，符合国家节 能环保政策导向。国煤化工从装备和工艺技术已处于国际领先水平，实现零排放将是增强企业竞争力的主要方向，煤化工企业未来应不断推进 能源产业技术升级，构建清洁高效的能源体系中发挥重要作用。
污泥资源化利用应根据污泥特性，遵循“平安环保、循环利用、节能降耗、因地制宜、稳妥可靠”基本原则。中煤陕西公司结合企业自身特点和地域特性，发挥煤化工企业天然优势，常州纯水设备将污泥制备成高浓度的污泥煤浆再进行气化，既解决了污泥发生的环境污染问题，又充分回收了污 泥中的热值和水分，实现了污泥资源化利用的目标，从企业角度大大节约了生产本钱。中煤陕西 公司的污泥资源化利用方式可为西北地区水资源 匮乏、污泥处置难度大的煤化工企业提供经验，同时为我国乡村和工业污泥资源化利用起到示范作用。
综上所述，探索适合我国国情的合理处置和 利用污泥技术具有重要现实意义，研究污泥资源 化利用技术既能解决污泥带来的环境污染问题，又能节约能源资源和水资源，对促进我国城镇化 和工业快速发展具有重要作用。