作為污水處理中的一部分，污泥處理處置的關(guān)注度在逐步提高。目前，我國“重水輕泥”的現(xiàn)象雖有所改善，但較歐美發(fā)達(dá)國家已近百年的城鎮(zhèn)污泥處理處置歷史，我國的污泥處理處置仍略顯稚嫩。污泥處理技術(shù)呈現(xiàn)“百花齊放”，工藝路線不完善，處理成本高等問題都制約著其發(fā)展，未來污泥無害化、減量化、資源化仍是重點。本期微水會與大家分享污泥生物瀝浸及資源化利用技術(shù)?，F(xiàn)將內(nèi)容做簡單梳理，供大家參考交流。

背景：

由于我國長期“重水輕泥”思想及技術(shù)與資金的短缺，城鎮(zhèn)污水處理的同時污泥的處置了一大難題；而與城鎮(zhèn)污泥相比，我國制革、電鍍等行業(yè)所產(chǎn)生的污泥，成分更為復(fù)雜。污泥的不規(guī)范處置已成為我國水環(huán)境和土壤中一個新的環(huán)境污染源?！笆濉逼陂g我國就投資347億元用于污泥處理處置?！笆濉睍r期，污泥處理處置仍是重點。污泥高含水率和重金屬的存在已成為制約我國污泥處置與資源化的一個瓶頸，而生物瀝浸技術(shù)被證實是一種既能提高污水脫水性能又能去除重金屬的生物方法，也在工程上得到了應(yīng)用。

簡介：

污泥生物瀝浸及資源化利用技術(shù)是將城市污水處理廠的濃縮污泥(含水95-98%)泵入接種有專門復(fù)合微生物的生物瀝浸反應(yīng)池中，并投加少量營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)曝氣處理約48h，使污泥pH降至2～4.5，完成除臭，殺滅病原菌，脫出重金屬及大幅改善污泥脫水性的生物處理過程。處理后污泥不加任何絮凝劑一步壓濾脫水至含水率60%以下，污泥的肥效和熱值卻沒有發(fā)生明顯的損失。脫水后的污泥僅需摻入極少輔料后，就可進(jìn)行好氧堆肥發(fā)酵。腐熟的污泥可作為營養(yǎng)土、有機肥用于土壤改良和園林綠化等。

主題：污泥生物瀝浸及資源化利用技術(shù)話題：1、研究簡介及背景介紹2、市場分析及定位3、污泥生物瀝浸及資源化利用技術(shù)工藝介紹4、案例分享

嘉賓介紹1、周立祥教授，博士，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境工程學(xué)科點點長,固體廢棄物研究所所長，教育部高等學(xué)校環(huán)境工程教學(xué)指導(dǎo)委員會委員(2006~2010)，全國勘察設(shè)計注冊環(huán)保工程師資格考試專家組成員(2009~至今)，中國土壤學(xué)會土壤化學(xué)專業(yè)委員會及土壤環(huán)境專業(yè)委員會副主任委員（2004~至今）。從事市政與工業(yè)污泥處理處置研究近30年(1987~至今)，主編有全國高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)教材《固體廢物處理處置與資源化》（2007）。1999年起研發(fā)污泥生物瀝浸技術(shù)，2004年實現(xiàn)中試工程運行，2010年起成功推向工程應(yīng)用。與北京中科國通環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司合作，該技術(shù)巳在我國許多污水處理廠和工業(yè)企業(yè)得到實際應(yīng)用。該技術(shù)2013年入選《國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》，2015年入選《國家先進(jìn)污染防治示范技術(shù)名錄》。

2、李永紅副教授，博士后，鄭州大學(xué)藥學(xué)院副教授，鄭州大學(xué)環(huán)境生態(tài)工程研究所副所長，鄭州源致和環(huán)?？萍加邢薰靖笨偨?jīng)理，致力于環(huán)境微生物領(lǐng)域研究。為企業(yè)服務(wù)的內(nèi)容包括：用于景觀水、生活污水和工業(yè)污水處理、污泥處理用的微生物營養(yǎng)劑及各種高效微生物菌劑。

精彩內(nèi)容第一部分：分享嘉賓-李永紅老師

一、污泥資源化利用技術(shù)

1、污泥處理方法

現(xiàn)在我國大部分的污泥都沒有得到合理的處置，采用比較多的方式是填埋，而填埋重金屬及其他有害物質(zhì)有可能下滲，進(jìn)一步污染環(huán)境；現(xiàn)在的污泥技術(shù)壓濾之后含水率在80%左右，污泥比較松軟，填埋下去的污泥容易出現(xiàn)皺褶，運輸?shù)臋C械還會發(fā)生滑坡。因此，填埋是不太提倡的一種處理方式。因此尋找其他技術(shù)還具有很大的市場。

污泥處理其他方法有發(fā)電、干化或其他等。焚燒會產(chǎn)生一些氣體污染，成本也比較高，干化和發(fā)電也是成本比較高；因此，污泥資源化是比較有前景的處理方法，相當(dāng)于是變廢為寶。目前現(xiàn)有的資源化處理方法就是堆肥。

2、生物瀝浸與堆肥相結(jié)合

市政垃圾、餐廚垃圾堆肥運營比較普遍，污泥堆肥應(yīng)用還較少。

通過生物瀝浸將污泥減量后，處理后因為含水率降低，重量和體積都減小，后續(xù)填埋，運輸費用會降低；與干化相結(jié)合，含水量低，需要的能源也低，成本降低；與發(fā)電相結(jié)合，也會降低成本。

現(xiàn)在市政的污泥處理需要加入PAM，將含水率降低到80%，而生物瀝浸處理污泥不要加入PAM，每噸污泥成本會降低50元左右。此外，PAM對自然界和人體也會造成一定的危害。

目前，污泥壓濾還有一種方法，即化學(xué)法加入鐵，污泥含水率也可降低到60-70%，但是這樣處理以后，污泥中無機質(zhì)含量比較多，堆肥效果不太好。此外，污泥的pH較高，亦不適合堆肥。

生物瀝浸技術(shù)處理的污泥可以做到減容，但有機質(zhì)含量沒有減少，因此用于堆肥，是其優(yōu)勢之一。

對于堆肥來講，重金屬是一個問題，這種技術(shù)可以去除重金屬，如果壓濾出來的重金屬超標(biāo)，可以加入堿使重金屬沉淀；另外最近有一種新的納米材料可以吸附重金屬，吸附之后材料還可以回收，通過這一方法，也可將壓濾液中的重金屬除掉。這樣出來的重金屬雖是危廢，但是量非常小。

由于生物瀝浸處理后污泥中的寄生蟲、有害菌、蟲卵能夠被殺死，用于堆肥也能夠解決一個隱患。

3、這一技術(shù)市場分析與定位

生物瀝浸技術(shù)與堆肥相結(jié)合主要適用于市政污泥，因為市政污泥重金屬含量一般不超標(biāo)，用于堆肥比較安全的。另外這一方法還適合重金屬超標(biāo)但用其他方法不能處理的污泥。

生物瀝浸技術(shù)的目標(biāo)客戶：現(xiàn)有的想要改進(jìn)技術(shù)的污泥處理廠，大型的污水處理廠（有能力建立一個污泥處理廠的，特別是與堆肥相結(jié)合的），若是小型污水處理廠且已有一定的污泥處理，考慮這一技術(shù)的可能性會比較小。

就上述幾方面來看，污泥生物瀝浸技術(shù)的市場空間也是很大的。

4、堆肥技術(shù)

經(jīng)過生物瀝浸的污泥，形成的泥餅含水率60%以下，可以直接粉碎，然后對其成分進(jìn)行分析，補入其他的一些材料，若污泥含氮磷多，含碳少（如生活污水處理廠污泥），可以補入秸稈；含氮少，不缺碳（如造紙廠污泥），可以補入畜禽糞便。然后調(diào)整一定的碳氮磷比例、調(diào)整一定的水分，混勻后加入堆肥專用菌劑，便可進(jìn)行堆肥。

污泥資源化利用主要有進(jìn)行堆肥處理。按照堆肥技術(shù)的復(fù)雜程度，堆肥系統(tǒng)可分為條垛式堆肥系統(tǒng)、強制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)、發(fā)酵槽系統(tǒng)（或反應(yīng)器系統(tǒng)）。條垛式系統(tǒng)，應(yīng)用比較多，成本低；槽式系統(tǒng)比較容易控制工藝。如果用條垛式進(jìn)行堆肥就可以控制在很低的成本。目前，這種污泥堆肥還不允許用于農(nóng)田，如果可以采取有效措施除去污泥中的重金屬或者保證堆肥以后產(chǎn)品中的重金屬含量不超標(biāo)，這一產(chǎn)品用于農(nóng)田也不是絕對不可能的；比如用新型納米材料去除重金屬，就有用于農(nóng)田的。

第二部分：分享嘉賓-周立祥老師

一、污泥生物瀝浸技術(shù)發(fā)展歷史和它的故事

生物瀝浸技術(shù)（bioleaching）其實是源于生物濕法冶金的一個概念。

上世紀(jì)40年代末期，一個名字叫ColmerAR的科學(xué)家在一個煤礦的酸性廢水中發(fā)現(xiàn)一株生長良好的氧化亞鐵硫桿菌。

50年代開始，許多學(xué)者研究將其用于冶金上，來提取低品質(zhì)的礦石或者礦山尾礦和廢石中的目的金屬。因為低品位的礦石用常規(guī)的焙燒方法成本太高，而用這個酸性硫桿菌菌液不斷噴淋破碎后并堆砌成礦石堆的礦石表面來提取目的金屬，則能大幅度降低成本。并由此發(fā)展出一個新的學(xué)科分支——生物濕法冶金學(xué)（Biohydrometallurgy）。從上世紀(jì)80年代中期開始，該生物濕法冶金正式實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，目前全世界，通過該法開采的銅、鈾、金分別占總量15-30%、10-15%、20%。

1988年開始，加拿大Tyagi教授等人開始研究利用該嗜酸性硫桿菌將城市污泥中重金屬浸提出來，發(fā)現(xiàn)該菌的確能夠很好地把污泥中重金屬提取出來，但時間很長，通常要1-2周，且長期運行微生物并不穩(wěn)定。

1999年，我們南京農(nóng)大課題組恰好受托研究處理含重金屬鉻很高的浙江海寧某制革污泥的課題，于是從制革污泥和城市污泥中分離了一系列的化能自養(yǎng)型硫桿菌，研究提取制革污泥中的鉻。在此過程中又分離到系列的耐酸性異養(yǎng)菌。將兩類菌復(fù)合，獲得很大成功，很好解決了嗜酸性硫桿菌在污泥環(huán)境中不穩(wěn)定的弊端。于是我們借用生物浸礦的Bioleaching應(yīng)用于制革污泥重金屬提取上，并將Bioleaching中文翻譯為“生物淋濾”（該名字一直沿用到2006年）。

2004年我們正式建成批處理20噸制革污泥（含水率98%）的生物淋濾制革污泥鉻回收中試基地，鉻溶出率高達(dá)95%，污泥中鉻回收率可達(dá)80%以上，先后處理制革污泥1000多噸?；厥盏你t再生作為鞣革劑復(fù)用于制革企業(yè)，去除鉻的“潔凈”污泥用于園林綠化或焚燒。

在研究過程中，我們發(fā)現(xiàn)如果用于污泥中重金屬的去除或提取，用“生物淋濾”一詞描述Bioleaching這個原本用在生物浸礦上的名詞似乎總感覺到詞不達(dá)意，因為它在濃縮液態(tài)污泥處理上并沒有微生物菌液“噴淋”或“淋濾”的過程，而是微生物與液態(tài)污泥一起混合反應(yīng)逐漸將污泥中重金屬溶解出來的構(gòu)成。因此，2007年以后我們根據(jù)這個意涵再結(jié)合Bioleaching的讀音，意譯（Bio-生物）加音譯（leaching-瀝浸）為污泥“生物瀝浸”。因此，2007年及以后我們發(fā)表的所有文章都將其更名為“生物瀝浸”，這就是我們污泥生物瀝浸技術(shù)命名的最初來由。

在制革污泥無害化研究中，我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，生物瀝浸過程不但能把重金屬提取出來，對消除制革污泥惡臭和殺滅病原菌有極為顯著的效果，而且明顯改善了污泥脫水性能。生物瀝浸后用隔膜廂式壓濾機就可將污泥一步脫水到含水率60%以下，而不需要添加任何高分子絮凝劑。2008年前后，恰好全國城鎮(zhèn)污泥處理問題開始凸顯，其中一個面臨的最大問題就是如何將污泥深度脫水后減量。鑒于城鎮(zhèn)污水處理廠多污泥產(chǎn)量大，又受到高度重視，因此，我們迅速轉(zhuǎn)變了研究思路，專攻城鎮(zhèn)污泥深度脫水的問題。我們意識到，由于是生物方法處理，污泥脫水后泥質(zhì)好，對后續(xù)資源化或處置很有幫助，因此一定會有更廣闊市場。

于是，2009年開始，我們自己募集資金，在無錫市排水處、景津壓濾機集團公司等大力支持下，在無錫太湖新城污水處理廠建立了國際上第一個具有生產(chǎn)性規(guī)模（日處理5萬噸污水所產(chǎn)生的污泥）城鎮(zhèn)污水處理廠污泥生物瀝浸處理的示范工程。

2010年8月24日該示范工程正式投入運行，一周調(diào)試后達(dá)到預(yù)期處理目標(biāo)，隨后接受了環(huán)保部、住建部和許多省市主管部門的領(lǐng)導(dǎo)以及行業(yè)專家的現(xiàn)場考察。加拿大Tyagi教授在2011年5月初也來到現(xiàn)場考察，他說國際上之所以沒有污泥生物瀝浸的實際工程，包括他自己課題組后來之所以沒有繼續(xù)做污泥生物瀝浸的研究，是源于當(dāng)?shù)匚勰嘣絹碓健案蓛簟保ㄖ亟饘俨怀瑯?biāo)），認(rèn)為用這個方法去除重金屬已經(jīng)沒有實際應(yīng)用價值。而我們卻正是得益于利用中試工程平臺研究制革污泥重金屬去除時，偶然發(fā)現(xiàn)生物瀝浸在脫水上有很大功效才最終發(fā)展和推動了污泥生物瀝浸技術(shù)的應(yīng)用。為使得該工藝更加優(yōu)化和發(fā)現(xiàn)問題，我本人帶著我的幾個博士生和碩士生，就住在生物瀝浸反應(yīng)器旁邊的工棚中8個多月，既當(dāng)研究者又當(dāng)操作工（我們當(dāng)時沒有請工人），獲得了大量的第一手寶貴資料，我們就是在工地現(xiàn)場迎來了2011年的春節(jié)，也是我們畢生不會忘記的一次春節(jié)。因為我們是用研究生的手機在生物瀝浸反應(yīng)池邊看的春節(jié)聯(lián)歡晚會，看完后又需要測試各指標(biāo)和做好第二天進(jìn)泥等準(zhǔn)備，大年初一，無錫市排水處領(lǐng)導(dǎo)專程來現(xiàn)場慰問了我們。

2011年5月，我們正式將生物瀝浸專利技術(shù)連同這個已經(jīng)連續(xù)運行8個來月的示范工程以獨占許可形式完整地移交給合作伙伴——北京中科國通環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司。在雙方的共同努力下，該技術(shù)在全國各地開始應(yīng)用，截止目前，通過該技術(shù)，污泥處理量達(dá)到2200萬/日，預(yù)計今年年底達(dá)到3000噸/日。

二、生物瀝浸技術(shù)基本原理

基本概念：

生物瀝浸是一種源于微生物的技術(shù)，污泥生物瀝浸工藝是在城市污水處理廠的濃縮污泥(含水97%左右)中接種復(fù)合微生物，在運行中投加一定少量的營養(yǎng)物質(zhì)，曝氣處理約48h，使污泥pH降至2～5（取決于是否要去除重金屬），完成生物瀝浸過程。

復(fù)合微生物組成：

1）嗜酸性自養(yǎng)菌以硫桿菌為主，是生物瀝浸技術(shù)的主要工作微生物，如嗜酸性氧化硫硫桿菌、鐵氧化鉤端螺旋菌等等。這類菌以二氧化碳做碳源，不能利用和分解有機物，這些菌除需要常規(guī)的N,P,K,Ca,Mg等外，還需要利用還原性硫如硫代硫酸鈉、硫磺粉、硫化鐵（FeS2）、亞鐵等做能源物質(zhì)。

2）嗜酸性異養(yǎng)菌包括耐酸性的紅酵母菌、地霉屬、絲狀真菌等等大概有五六種。這些菌以污泥中溶解性小分子有機物為碳源，不能利用二氧化碳做碳源。

兩類微生物復(fù)配原因：主要工作微生物為嗜酸性硫桿菌，為自養(yǎng)菌，自身是不分解有機物，不以有機物為碳源，以二氧化碳為碳源。特別是污泥中的小分子水溶性有機物，是對自養(yǎng)菌有毒的。污泥與礦石的區(qū)別，就是礦山有機物含量低，而污泥有機物含量高，如果長期運行就會使自養(yǎng)菌退化，不穩(wěn)定。因此污泥中的有機物特別是水溶性的小分子有需要匹配一部分耐酸性異養(yǎng)菌，在酸性條件下，將污泥中小分子有機物作為碳源供自身代謝并分解成二氧化碳，消除對第一類微生物的毒性，放出的二氧化碳又供給第一類微生物做碳源，促進(jìn)第一類微生物更好在污泥環(huán)境中生長和發(fā)揮作用。