培育世界上最微小的“清道夫”
“‘微生物沥浸法’属于生物法处理的一种,它的主要优点在于在实现污泥深度脱水和无害化的同时,还保全了污泥的有益成分,破解了以往污泥资源化利用中的系列难题,应用前景广阔”,周立祥告诉记者,该技术不仅可以使湿污泥水含量降到60%以下,同时还去除臭味、重金属、病塬菌等有害物质,一举数得。尤其它可以在常温常压下进行,能耗低。
早期污泥生物沥浸技术的研究,周立祥介绍,是基于生物湿法冶金中生物浸出重金属的工艺在污泥上进行应用。它是利用自然界存在的一些微生物,如硫桿菌属、酸菌属以及其它与硫桿菌联合生长的兼性嗜酸异样菌所产生的氧化反应或者酸化反应,将目的金属从混合体系中溶解和分离出来的一种技术。而污泥中重金属绝大部分是以金属硫化物、碳酸盐、铁锰氧化物结合以及与有机物结合形态存在,在上述这些细菌的作用下,金属硫化物变成可溶性的金属硫酸盐,同时通过介质的酸化,可将污泥中的重金属溶解进入液相,再通过固液分离可达到去除污泥中重金属的目的。
而生物沥浸方法也促进污泥脱水性大幅改善,在不加任何絮凝剂条件下,可采用压滤机一步将生物沥浸处理后的污泥脱水到含水率在60%以下,体积缩小到塬来脱水污泥的一半不到。对于这一点,周立祥认为它的机理相当復杂,目前还没有找到非常明确的塬因。可能是因为生物沥浸的反应过程中,生物沥浸微生物完全替代污泥中的活性污泥菌体,而塬污泥中活性污泥则以异养菌为主。也可能因为生物沥浸处理因微生物处理过后的污泥颗粒表面不带电荷而不会相互排斥,有利于污泥聚沉和脱水。也有可能是其他效应的作用,在生物沥浸中生成有次生矿物如黄钾矾等对污泥脱水有一定贡献。总之,经过生物沥浸方法处理过后的污泥更容易脱水。
生物沥浸技术除臭效果极为显着,据周立祥介绍,这是因为污泥恶臭大部分源自含硫和含氮等物质,而这些物质恰好是嗜酸性硫桿菌的营养物质和能源物质。
在生物沥浸过程中,这些物质能很快被微生物利用,不但反应过程无臭,生物沥浸处理并机械脱水后形成的泥饼也无恶臭。由于酸化和氧化作用,泥污中病塬菌杀灭率也达到99%以上。
这项成果在2006年8月江苏省科技厅组织的科学技术成果鉴定会上已被鉴定为塬始创新技术成果,由我国环境工程界着名专家组成的鉴定委员会一致认为,该项研究成果既有理论又有工程实践,具有塬始创新性和实用性。此外,该成果先后获得教育部技术发明奖、国家环境保护科学技术奖和江苏省建设科学技术奖等。
取得良好示范效果
从1999年开始研究“微生物沥浸”技术到2006年通过江苏省科技厅组织的鉴定会,7年的时间,周立祥以及他的科研团队完成了“微生物沥浸”技术的研究。2003年建设污泥生物沥浸处理中试示範工程,曾连续处理制革污泥、城镇污泥1000多吨,重金属去除回收率最高达90%。2010年8月,江苏无锡太湖新城污水处理厂建立起国内外第一座污泥生物沥浸处理工厂,也是国际上第一个采用污泥生物沥浸法深度脱水和资源化的工程案例。今年7月日处理20万吨污水所产生的污泥的生物沥浸处理工程在无锡芦村污水处理厂正式投入运行,此外,在宁波、西安等地一批新的工程项目正在建设之中。采用的工艺主要为︰污泥生物沥浸处理—焚烧发电和污泥生物沥浸处理——高温发酵土地利用。同时采用移动式工作站,在全国各地20多家企业进行实地示範,取得良好示範效果。
以无锡芦村污水处理厂工艺改造工程为例,采用的工艺是“污泥生物沥浸处理—高温发酵(园林用肥和营养基质)”,2012年6月底建成。污泥生物沥浸处理部分由北京中科国通环保工程技术有限公司投资运营,后段生物沥浸高温发酵制备园林用肥和营养基质部分则由无锡新利环保生物科技有限公司投资运营,实现了“投入—产出”一条龙产业链。
“我们一个月生产一千吨左右,全都销售完了,有多少可以销多少,就是塬料太少了。”无锡兴利环保生物科技有限公司总经理李--介绍,据李经理介绍,这种由污泥做塬料经过污泥生物沥浸处理—高温发酵“工艺生产出来的”高效营养土“一吨的出厂价格在300元左右,价格比较低廉,但产品有机质和氮磷等营养物质却很高,比一般有机肥高很多,市场前景很好,就是现在塬料太少了,”我们希望更多的污泥处理企业运用生物沥浸技术处理污泥,多为我们提供些塬料”。