污水成效顯著，污泥短板嚴(yán)重

戴曉虎首先從污泥處理的重要意義入手，介紹了污泥無害化處理和資源化利用現(xiàn)狀。

他指出，近年來，我國城鎮(zhèn)污水收集處理能力顯著提升，但污泥處理設(shè)施建設(shè)總體仍顯滯后，短板嚴(yán)重，是世界唯一沒有“泥水”統(tǒng)籌的國家，污泥資源化利用水平仍需增強(qiáng)。

戴曉虎強(qiáng)調(diào)，污泥作為污水處理的過程產(chǎn)物，富集了污水中50%的污染物質(zhì)，如果污泥沒有得到有效的處理，將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染與資源浪費(fèi)，污水處理設(shè)施的減排效益將大打折扣。

中國污泥無害化與資源化，經(jīng)歷了從無到有、由點(diǎn)到線、由線到面的發(fā)展歷程。2022年，《污泥無害化處理和資源化利用實(shí)施方案》出臺(tái)，污泥無害化處理和資源化利用工作站在了新的起點(diǎn)。無害化為目標(biāo)、資源化為手段，減污降碳協(xié)同推進(jìn)、溫室氣體降低排放、資源高效回收利用，污泥無害化處理和資源化利用向著“綠色、低碳、健康”方向發(fā)展。

戴曉虎介紹，目前，我國污泥處理處置形成了4條主流技術(shù)路線：

（1）厭氧消化+土地利用；

（2）好氧發(fā)酵+土地利用；

（3）干化焚燒+灰渣填埋/建材利用；

（4）深度脫水+應(yīng)急填埋。

“碳污雙指標(biāo)”驅(qū)動(dòng)未來污泥技術(shù)創(chuàng)新

戴曉虎指出，污泥具有污染和資源雙重屬性，且具有復(fù)雜特性，這給污泥無害化處理和資源化利用工作提出了新要求。

雙重屬性：污泥既是一種污染物，含有重金屬、病原體和新興污染物；同時(shí)污泥也是一種可以利用的資源，其含有的碳是寶貴的生物質(zhì)能源，氮可回收做氮肥，磷可作為重要的戰(zhàn)略性資源。

復(fù)雜特性：是指污泥具有多介質(zhì)（固-液-氣三相），多組分、易腐�。�類蛋白、類多糖、類脂質(zhì)、無機(jī)物質(zhì)、惰性物質(zhì)、水分），有毒有害物質(zhì)（重金屬、病原微生物、持久性有機(jī)物），多重交互作用（易腐-惰性有機(jī)分子交聯(lián)超分子結(jié)構(gòu)）的性質(zhì)。

基于此，一系列政策出臺(tái)，加快實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)生活方式綠色變革，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展建立在資源高效利用和綠色低碳發(fā)展。

2021年。國務(wù)院發(fā)布《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，循環(huán)經(jīng)濟(jì)助力降碳行動(dòng)，提出加強(qiáng)大宗固廢綜合利用，健全資源循環(huán)利用體系，大力推進(jìn)生活垃圾減量化資源化。

2023年，《甲烷排放控制行動(dòng)方案》出臺(tái)，這是首份對(duì)甲烷排放控制進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)的政策性文件�！斗桨浮诽岢黾訌�(qiáng)垃圾和污水處理甲烷排放控制，推進(jìn)垃圾處理甲烷排放控制，加強(qiáng)污水處理領(lǐng)域甲烷收集利用；推進(jìn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域甲烷排放控制，推進(jìn)畜禽糞污資源化利用，科學(xué)控制腸道發(fā)酵甲烷排放，有序推進(jìn)稻田甲烷排放控制。

2022年，國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合印發(fā)《污泥無害化處理和資源化利用實(shí)施方案》，這是與污泥無害化處理和資源化利用直接相關(guān)的政策方針，直指污泥這一城市環(huán)境治理領(lǐng)域的“老大難”問題，明確了“十四五”時(shí)期我國污泥無害化處理和資源化利用的基本原則、主要目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和保障措施�！秾�(shí)施方案》堅(jiān)持問題導(dǎo)向、注重系統(tǒng)施策，將打開污泥治理新局面。

《實(shí)施方案》提出到目標(biāo)：2025年，城市污泥無害化處置率達(dá)到90%以上，地級(jí)及以上城市達(dá)到95%以上�！秾�(shí)施方案》指出，提升設(shè)施效能，評(píng)估現(xiàn)有工程設(shè)施；建立健全設(shè)施普查建檔制度；優(yōu)化現(xiàn)有處理設(shè)施；補(bǔ)齊設(shè)施缺口，優(yōu)化管網(wǎng)配置，建設(shè)集中處理設(shè)施，提高設(shè)施綜合效益；強(qiáng)化管理措施，因地制宜選擇處理方式，積極推廣污泥土地利用，合理減壓填埋規(guī)模，有序推進(jìn)污泥焚燒，加大推廣污泥能量物質(zhì)回收利用。

《實(shí)施方案》還提出主要措施：

1、因地制宜選擇處理方式，遵循“綠色、循環(huán)、低碳、生態(tài)”理念，合理化技術(shù)路線，因地制宜合理選擇污泥處理處置全鏈條技術(shù)路線；

2、鼓勵(lì)土地利用，源頭控制污泥品質(zhì)，提升污泥穩(wěn)定化和衛(wèi)生化水平，鼓勵(lì)處理后污泥用于土地利用；

3、壓減衛(wèi)生填埋，推廣衛(wèi)生填埋處置，鼓勵(lì)采用資源化利用等替代方案限制污泥填埋處理，合理壓減填埋規(guī)模；

4、有序推進(jìn)焚燒，有序推進(jìn)污泥單獨(dú)焚燒，對(duì)于具備協(xié)同焚燒條件的地區(qū)采用協(xié)同焚燒的方式，發(fā)揮協(xié)同效益；

5、加強(qiáng)能量、物質(zhì)回收利用，加大推廣污泥能量和物質(zhì)回收利用，積極鼓勵(lì)污泥綠色固液分離、高效厭氧/好氧、高參數(shù)焚燒等資源化新技術(shù)的開發(fā)。

戴曉虎強(qiáng)調(diào)，污泥處理處置傳統(tǒng)技術(shù)路線有種種弊端，生物轉(zhuǎn)化效率低、深度脫水能耗高、氮磷資源浪費(fèi)、填埋高碳排放，這些都是低碳背景下需要解決的瓶頸和難題。在“碳污雙指標(biāo)” 的驅(qū)動(dòng)之下，污泥處理處置技術(shù)需高效回收生物質(zhì)能、需低耗固液分離技術(shù)、需營養(yǎng)物質(zhì)資源回收、需提升資源化處置水平，因此，污泥無害化處理和資源化利用的新要求將推動(dòng)污泥技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步。

圍繞污泥全鏈條處理處置與資源化持續(xù)攻關(guān)

同濟(jì)大學(xué)戴曉虎教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜的“污泥全鏈條處理處置與資源化關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用”曾獲評(píng)2021年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進(jìn)展。多年來，團(tuán)隊(duì)圍繞污泥全鏈條處理處置與資源化深耕細(xì)作，基于厭氧消化、固液分離、熱解炭化、生物自養(yǎng)脫氮、氮磷資源回收、生物基燃料等工藝原理及處置方式，開展了一系列研究工作。

1、厭氧消化：提出污泥高級(jí)厭氧調(diào)控理論方法

團(tuán)隊(duì)通過對(duì)污泥復(fù)雜結(jié)構(gòu)解析，揭示了污泥生物抗降解機(jī)制，突破了重構(gòu)固液界面、誘導(dǎo)電子-質(zhì)子傳遞新原理，率先提出了污泥高含固厭氧消化理論，創(chuàng)建了污泥高級(jí)厭氧消化增效調(diào)控理論體系。

2、厭氧消化：攻克污泥高含固/協(xié)同厭氧消化技術(shù)

這一技術(shù)揭示了污泥假塑性流體特性，構(gòu)建了高含固污泥流變本構(gòu)方程，提出了高含固厭氧消化理論，突破了高含固抑制反饋調(diào)控方法，實(shí)現(xiàn)高含固厭氧工程推廣應(yīng)用，高含固厭氧消化有機(jī)負(fù)荷提高2-4倍，反應(yīng)器容積為傳統(tǒng)厭氧消化的1/3，現(xiàn)已成為主流技術(shù)。

3、固液分離：拓展了污泥水分分型理論

通過建立基于水分分型的梯級(jí)脫水模型方法，發(fā)現(xiàn)結(jié)合水的空間位阻和界面親和是污泥水-固分離關(guān)鍵礙阻因子，突破了污泥水-固微尺度賦存狀態(tài)的原位可視化、無損定量化瓶頸。

4、固液分離：基于液相極性調(diào)控的水-固分離新方法

基于液限極性調(diào)控的污泥新型調(diào)理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了污泥水-固分離由非選擇性破壁溶胞向界面極性力靶向削減的變革式創(chuàng)新。

5、固液分離：基于水分結(jié)晶的污泥脫水調(diào)理新技術(shù)

基于水分結(jié)晶的污泥新型調(diào)理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了污泥水-固分離由顆粒混凝/絮凝向水分定向遷移的變革式創(chuàng)新。

同濟(jì)大學(xué)戴曉虎教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜的“污泥全鏈條處理處置與資源化關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用”曾獲評(píng)2021年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進(jìn)展。多年來，團(tuán)隊(duì)圍繞污泥全鏈條處理處置與資源化深耕細(xì)作，基于厭氧消化、固液分離、熱解炭化、生物自養(yǎng)脫氮、氮磷資源回收、生物基燃料等工藝原理及處置方式，開展了一系列研究工作。

6、固液分離：開發(fā)梯級(jí)高壓壓濾污泥固液分離新方法

將污泥固液分離過程抽象為多孔體系中水的滲流過程，轉(zhuǎn)盤式擠壓油缸，適用多種污泥，無需熱源蒸汽，常規(guī)藥劑調(diào)理，含水率低至30%，無臭味無粉塵。