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超臨界水氧化技術處理城市污泥項目簡介

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作者：
日期： 2014-03-15
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負責人：王樹眾
聯(lián)系人：王樹眾
聯(lián)系電話：13991181853
一、項目背景
截至2013年3月底，全國設市城市、縣累計建成城鎮(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300萬立方米/日。產(chǎn)生含水率80%的污泥超過2000萬噸。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，將很快突破3000萬噸。隨著污水處理設施的普及、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。根據(jù)有關內部統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國目前有近17％的城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥去向不明，同時大約67％的污泥以簡單填埋為最終出路。針對目前城市污泥難處理及市場巨大的特點，采用超臨界水氧化技術處理城市污泥，實現(xiàn)城市污泥的無害化處理。超臨界水氧化技術（Supercritical Water Oxidation，簡稱SCWO）是利用水在超臨界狀態(tài)下所具有的特殊性質，使氧化劑和有機物完全溶解在超臨界水中并發(fā)生均相氧化反應，迅速、徹底地將有機物轉化成無害化的CO2、N2、H2O和無機鹽等小分子化合物。相比傳統(tǒng)的城市污泥處理方案，SCWO具有突出的優(yōu)勢，能取得巨大的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。
二、技術創(chuàng)新性和領先性

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

圖1 國內首臺城市污泥SCWO示范裝置（國家863計劃課題資助）

2009年，在西安交通大學建成處理城市污泥3t/d的國內第一套具有自主知識產(chǎn)權的SCWO示范裝置，如圖1所示。該系統(tǒng)集有機物去除、脫鹽除渣、余熱利用/制取富氫氣體、防堵塞、防腐蝕多項功能于一體，能夠同時實現(xiàn)城市污泥等有機廢物/廢水的無害化處理與資源化利用過程。
圖2 863示范裝置SCWO處理城市污泥照片對比（435℃，26MPa, 氧化系數(shù)2.0）
如圖2所示，城市污泥經(jīng)過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，完全能實現(xiàn)達標排放。該裝置實現(xiàn)了城市污泥化學需氧量(COD)減排和脫鹽處理的一體化過程；最大程度地利用反應后液體的熱量，降低了裝置運行成本；在裝置中實現(xiàn)脫鹽處理和泥渣分離；反應后的清潔液體作為裝置的蒸發(fā)壁水進行循環(huán)利用；采用撬裝式結構形式，方便安裝和運輸；可實現(xiàn)城市污泥超臨界水部分氧化/氣化的產(chǎn)氫過程。
三、市場及效益分析
城市污泥完全氧化后的反應熱除去系統(tǒng)自熱所需熱量外，富余的熱量可以用來提供熱水或者產(chǎn)生蒸汽，且反應產(chǎn)生的CO2氣體還可以分離出售，進一步獲得經(jīng)濟效益。這在環(huán)境污染日益嚴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處理65t/d含水率為80%的城市污泥，其處理費用為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行費用（533元/t干污泥）。
且我國含水率80%城市污泥產(chǎn)生量2500萬噸/年，取SCWO市場占有率30%計算，待處理污泥總量為750萬噸/年，設備處理能力取100t/d，總需求量為206套，售價為2000萬/套，利潤為1080萬/套，總銷售額為22.3億元。超臨界水氧化技術處理城市污泥具有光明的應用前景。
四、主要應用領域
城市污泥SCWO技術符合國家產(chǎn)業(yè)和技術政策、有較強的創(chuàng)新性、產(chǎn)品附加值高、市場競爭力強。根據(jù)目前我國城市污泥的巨大產(chǎn)量和增長趨勢，城市污泥超臨界水氧化設備潛在用戶量大，市場前景廣闊。
五、合作條件要求
（1）有獨立承擔民事責任能力的自然人或獨立承擔民事責任的企業(yè)法人。
（2）有一定的投資能力和風險意識，并且具有一定的市場推廣和拓展的能力。
 

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