唐家沱污泥处理工艺:从引进到融合,本土化创新的示范标杆
发布时间:2024-09-11 11:15:53 来源:中国水网 作者:陈伟浩 浏览次数:

作为国内首批以中文命名的四大污水处理组合工艺之一,唐家沱污泥处理工艺的诞生,不只是技术创新、团队合作和不懈努力的结果,还与当时的历史环境、政策导向、社会需求以及技术进步等多方面因素紧密相连。

从面临困境到找到解决方案,从项目建设的艰辛到成功运营的喜悦,唐家沱污泥处理工艺诞生之路的每一个阶段,都充满了挑战和机遇。

这其中到底蕴含了怎样的故事,让我们穿越时光的长廊,一起感受那段在挑战中绽放、在奋斗中成就的壮丽篇章吧。

与水为“缘” 落地生根

1997年,重庆直辖后,迎来了前所未有的发展机遇。在城市建设日新月异的背景下,饮用水源安全成为了关乎民生福祉的重大课题。

2002年,苏伊士环境集团与重庆水务集团携手,共同成立了重庆中法供水有限公司,从供水开始,二者正式开启了合作大门!

随着重庆居民生活水平和工业生产水平的不断提升,其生活和工业污水的排放量也开始大幅增加。为了应对这一问题,重庆市政府采取了一系列有力措施,不仅加快了污水治理基础设施的建设,同时进一步深化了与苏伊士的合作。

2006年年底,重庆水务与苏伊士将合作触角延伸至污水处理领域,成立了重庆中法唐家沱污水处理有限公司,运营唐家沱污水处理厂。

该厂设计处理能力为40万吨/日,出水水质执行国家一级A排放标准,实际上大部分指标达到地表水准四类标准,是当时中国西部乃至全国工艺技术最完整、配套设施最齐全、自动化程度最高的污水处理厂之一。

唐家沱污水处理厂作为三峡水库污水治理的重要一环,通过高效处理周边汇集的污水,对维护水库水质纯净、保障水环境安全起到了至关重要的作用,不仅有力支撑了三峡库区的生态平衡,还深远影响着长江中下游地区的用水安全,彰显了其在长江流域水资源保护中的战略地位与重大贡献。

重庆中法唐家沱污水处理有限公司总经理楼洪四在谈到该项目建设时表示,“作为国际知名水务集团,苏伊士在污水处理方面拥有着丰富的实践经验,在国内普遍对污水处理中的污泥处置问题重视程度不足时,它就已经提前在唐家沱污水处理项目中预留了相应的污泥处理处置设施的用地和容量”。

在污水处理厂预留污泥处置,这一具有前瞻性的举措,不仅体现了苏伊士丰富的治水经验和先进的管理理念,也为日后唐家沱污泥处理工艺的国际化引进与本土化创新提供了条件。

以他山之石 解本土治泥危机

早期,我国污水处理行业一直都是“重水轻泥”。但随着污水处理厂建设的加速,污泥问题逐渐凸显。如何高效、环保地对高含水率污泥进行无害化处理与资源化利用,成为摆在全国面前的一道紧迫课题。

当时,我国城市污泥的处置工序大体都是三步走。污水处理厂产生的污泥首先在厂区完成简单的稳定脱水处理,然后污泥被运到污泥销纳中心进行中转。最后,只有少部分用作有机肥的污泥被送往田地,大部分被运往垃圾填埋场填埋。

时任北京市市政工程设计研究总院副总设计师的杭世珺在三峡做污水处理工作期间,看到了这样走下去的难点,“简单脱水后的污泥在填埋场搁不住,机器一碾过去像口香糖似的,把机器都弄瘫痪了。”

这个普遍的行业性问题,当时也引起了重庆市政府的高度重视。作为合作伙伴,苏伊士拥有丰富的污泥处理处置经验,以及前期在唐家沱污水处理厂就已经提前做好了充足的准备,很快就提出了解决办法,果断上马污泥处理处置项目,对污泥进行无害化处置。

2008年,唐家沱污泥处理处置项目正式开工,该项目位于中法合资重庆市唐家沱污水处理厂厂内西南角,占地面积150亩,主要处理本厂产生的脱水湿污泥,建设规模为日处理污泥320吨(含水率80%)。

在污泥处置技术工艺方面,该项目基于重庆水务与苏伊士之前良好的合作基础,以及多次国内外的实地考察与测试,最终引入了苏伊士两段式组合干化工艺(INNODRY),并由中国市政工程中南设计研究总院设计建设。

据了解,该工艺的发明人是一位瑞士的老专家,一生与污泥打交道,见证过很多污泥干化厂的事故,比如粉尘自燃和爆炸,所以自90年代初就致力于研发一种新的干化工艺,既安全稳定,还要节能,经过几年的探索实践,于1996年首次将这种新工艺用于工程实践,从此开创了独具一格的组合式干化工艺,这也是唐家沱污泥处理工艺的雏形。

磨砺以须 艺满瓜熟

2009年,住房和城乡建设部、环境保护部、科学技术部三部门联合发布了《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》,成为了污泥处理处置政策层面的第一声枪响,这也标志着我国

污泥处理工艺正式开启了自主化创新之路。

同时,唐家沱污泥处理处置项目也正式投入运营,并开启了自己的本土化改造之路。

唐家沱污泥处置项目是同类型工艺在亚洲的第一条生产线,也是当时全球应用规模最大的项目,设计规模一期三条生产线共处理湿污泥(80%含水率)240吨,远期第四条生产线建成后日处理能力可达320吨,最终出泥含水率10%-35%可调,减量成效显著,备受业界广泛关注。

作为该项目设计方,中国市政工程中南设计研究总院第九设计院副院长(中南院重庆分院)、高级工程师贾建青回忆起那段时光,感慨万千,“当时国内污泥处置刚刚提上议事日程,有不少国外的技术引进来,但却都遭遇了‘水土不服’的问题,很多国外的技术就都不灵了”。

在唐家沱污泥处置项目使用苏伊士两段式干化工艺时,国外尚无同等规模的案例,这是该工艺在全球最大规模的应用,也是在国内的首次尝试,对于设计方和技术提供商而言,都是巨大的挑战,等于是在“摸着石头过河”。

国内的污泥跟国外不一样,特别是重庆地区污泥含砂量比较高,而且泥质不稳定,所以引进国外的技术工艺,还需要进行一定的技术调整和优化。除了要让技术提供商全面掌握基础资料外,同时在设计上,也要求尽量提高系统的冗余度和灵活度。

楼洪四满怀感慨地表示,“在该工艺进行本土化改造的过程中,有着无数令人印象深刻的人和事。有的技术人员为了一个数据日夜坚守,有的团队为了一个方案争论不休,也有大家为了一个小小的技术突破而欢呼雀跃“。

比如,苏伊士两段式干化工艺薄层干化的性能取决于刮片布置型式,在国外应用时,很少需要在运行过程中调整刮片,但在唐家沱污泥处置项目上应用,一线技术人员为准确掌握第一手资料,就不得不根据变化的泥质经常调整刮片布置,付出很多辛苦。

此外,该工艺采用了很多进口设备,特别是一些损耗件的维修更换,面临维修困难,备件周期长、价格高等问题。

为此,唐家沱污泥处理处置项目的技术团队针对各种问题,组建专项攻坚小组,全力以赴攻克疑难项目,包括干化线零损耗启停、薄层蒸发器风冷改造、中水系统自动过滤装置、沼气利用、消化系统高含砂与高纤维的应对、国产化备件、涡凹气浮自动调节装置等项目,通过不断探索前沿技术,尝试多种新型材料和先进工艺,最终实现了苏伊士两段式干化工艺的本土化改造,形成了“中温厌氧消化+离心脱水+两段式热干化”的本土化处置路线。

中温厌氧消化可实现污泥减量,提高脱水效果,同时产沼气用于污泥干化,降低干化成本;两段式干化是把两种不同类型的干化工艺组合起来使用,第一段采用间接加热的薄层干化,第二段采用直接加热的带式干化,解决了污泥热干化的两大难题:一是安全性,巧妙的利用污泥特性和干化型式避免了干化过程的粉尘问题;二是低能耗,在系统内完成了余热的最大化再利用,即第一段干化的余热用于第二段的干化。

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图为污泥处理前、中、后的样品,生物污泥含水量为99.2%,脱水污泥含水量为80%,干化污泥含水量为10%。

唐家沱污泥处理工艺不仅解决了重庆当地的污泥处置难题,也为其它城市污水处理和环境保护提供了宝贵的经验和借鉴。目前,唐家沱污泥处理工艺已陆续在重庆鸡冠石污水处理厂、苏州工业园区等全国多个项目中实现稳定运营。

从引进国外技术时的艰难磨合,到本土化改造中的不断创新,唐家沱污泥处理工艺取得了巨大的成功,它为引进国外技术提供了重要示范:表明在引进技术时,充分考虑国内实际情况和需求的重要性;同时也展示了针对国内污泥特点进行技术调整和优化的可行性。

名扬四海 绽放新芳华

当前,国内污水处理新增规模有限,污水处理“走出去”的需求十分强烈。然而,长期以来国内外污水处理组合工艺的命名方式多沿用英文或工艺环节的组合,这一做法无形中制约了我国污水处理工艺品牌形象的塑造与国际竞争力的增强。

因此,中国迫切需要有自己的污水处理组合工艺命名方式。

站在企业运营的角度,楼洪四表示,“品牌是企业无形的价值资产。相对国外,我们的污水处理事业发展时间比较晚,从过去重规模、重数量,到现在的高质量发展,迫切需要品牌效应来引领我国污水处理事业高质量发展”。

2022年,E20环境平台以及双百联盟提出开展《城镇污水处理组合工艺命名规范》标准的研制工作。在标准编制的过程中,编写组深入调研了165座污水处理厂的工艺情况,充分展示了中国在污水处理领域丰富的组合工艺应用创新经验和技术储备,并确定了以人名或地名为主要要素的命名方式。

E20环境平台首席合伙人/E20研究院院长傅涛表示,“该项标准的核心思想在于对污水处理行业丰硕成果的深度凝练与固化,旨在为行业的高质量发展构筑起坚不可摧的基石,全面抬升行业整体的技术水平与服务标准。它不仅是对现有成就的认可与传承,更是对未来污水企业实现服务品牌化、产品化转型的战略布局,为企业构建起服务创新与市场拓展的强大大本营”。

2024年8月9日,首批以中文命名的四大污水处理组合工艺正式发布,唐家沱污泥处理工艺便是其中之一。这不仅是对唐家沱污泥处理工艺本身的认可,更是对中国污水处理行业整体技术进步和创新能力的肯定。

同时,这一荣誉也标志着唐家沱污泥处理工艺在工艺创新和实际应用方面达到了国内领先水平,彰显了中国在污水处理和污泥减量化、资源化利用领域的自主创新能力。

目前,该项目已稳定运行近15年,最高时单日可产沼气约16000m³,经处理后的污泥还可以协同发电厂、水泥厂进行焚烧(具备一定热值)、土地利用、污泥农用、建材利用等,实现了污泥的资源化处置,获得了多项行业主管部门的嘉奖和肯定。

该组合工艺不仅是唐家沱污水处理厂的骄傲,也是中国污水处理行业的一项杰出成就,为水务行业引进国外技术并进行本土化改造提供了重要的示范意义,更是为全球环境保护事业注入了来自中国的智慧与力量。

唐家沱污泥处理工艺的成功,如同春日里绽放的新芳华,将激励更多污水处理厂与企业内心深处的创新火花,促使他们加速技术与管理创新的步伐,不断提高自身的竞争力和影响力。同时,这也将促进整个行业形成比学赶超、竞相绽放的良好氛围,推动整个行业的健康发展。

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