無廢城市｜《環(huán)境經(jīng)濟》“無廢上海”系列報道⑩：復(fù)潔環(huán)保創(chuàng)新技術(shù)讓污泥變廢為寶
2025-01-24 16:41
長久以來，污泥的無害化處置和資源化利用始終為業(yè)界所關(guān)注。以上海市“無廢城市”建設(shè)為契機，上海復(fù)潔環(huán)�？萍脊煞萦邢薰荆ㄒ韵潞喎Q復(fù)潔環(huán)保）作為國內(nèi)首家以污泥處理為主營業(yè)務(wù)的科創(chuàng)板企業(yè)和國家專精特新“小巨人”企業(yè)，勇于創(chuàng)新，持續(xù)攻關(guān)，助力污泥變廢為寶。
污水廠搖身變?yōu)橹茪湔?/div>
“城鎮(zhèn)污水廠‘制氫—儲氫—熱電聯(lián)供’全鏈條中試試驗應(yīng)用研究項目”（以下簡稱項目），是面向未來能源格局和“雙碳”目標(biāo)，在聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織的指導(dǎo)下，由復(fù)潔環(huán)保、城投水務(wù)等多家企業(yè)聯(lián)合立項實施的引領(lǐng)性示范項目。
項目選址在亞洲最大的上海白龍港污水處理廠，依托上海市政污泥處理及資源化利用技術(shù)裝備研究與驗證基地，通過利用污水廠光伏發(fā)電的電能電解再生水制氫，以及利用污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣制氫，后續(xù)銜接安全儲氫技術(shù)裝備、氫燃料電池及高效用氫場景（比如固態(tài)儲氫觀光車），在全球范圍內(nèi)首次實現(xiàn)污水廠“綠氫制備—固態(tài)儲氫—熱電聯(lián)供”的全鏈條應(yīng)用與循環(huán)經(jīng)濟示范。
據(jù)了解，項目分別利用污水處理后的兩大產(chǎn)物——再生水和污泥厭氧沼氣制氫。在電解水制氫方面，利用廠區(qū)內(nèi)光伏裝置產(chǎn)生的綠電作為能源，每小時可制氫50標(biāo)方。與此同時，利用污水處理廠的污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣制氫。白龍港污水廠污泥厭氧消化裝置每天會產(chǎn)生近3萬立方米沼氣，其中約10%被納入這一項目，每小時可制氫100標(biāo)方。
項目通過金屬固態(tài)儲氫技術(shù)裝備，經(jīng)儲氫單元緩存后的氫氣既可送至裝機規(guī)模30kw的氫燃料電池單元發(fā)電供熱，也可直接為金屬固態(tài)儲氫觀光車加氫。該技術(shù)在常溫條件下，實現(xiàn)了氫氣的加注和釋放，能適用于更多應(yīng)用場景。此外，項目的主產(chǎn)物和副產(chǎn)物都能帶來一定的經(jīng)濟效益。
據(jù)悉，項目于2023年3月27日進入試運行階段，截至5月31日，已累計制備綠氫超過34000nm³（純度為99.9999%），累計發(fā)電超過15700kwh，累計實現(xiàn)熱能回收超過56500mj，累計減少碳排放超過8970kg。
據(jù)了解，復(fù)潔環(huán)保還在研發(fā)更先進的、儲氫密度能力更強的金屬合金材料，這些材料后續(xù)都會在項目得到應(yīng)用。此外，在污泥沼氣的各組分中，不僅甲烷是綠色的，二氧化碳也屬于“可再生碳”范疇，不會被納入碳排放統(tǒng)計。復(fù)潔環(huán)保正計劃在這一中試項目基礎(chǔ)上，進一步添加甲醇合成裝置，利用沼氣中的可再生二氧化碳及現(xiàn)場制備的綠氫為原料，由此制備的綠色甲醇，其減排的效應(yīng)將更為顯著。
在第25屆中國環(huán)博會上，復(fù)潔環(huán)保攜手鉑陸新能源等合作方，通過氫能中試研究項目電子模型，直觀展示了“城鎮(zhèn)污水廠‘制氫—儲氫—熱電聯(lián)供’全鏈條中試試驗應(yīng)用研究項目”概況，受到了與會各界的高度關(guān)注與認(rèn)可。
全面創(chuàng)新成套設(shè)備為污泥“瘦身”
伴隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，工業(yè)企業(yè)和城鄉(xiāng)生活所產(chǎn)生的污泥與日俱增。這些污泥體積龐大、難運輸、易擴散，因此，將污泥實施固液分離，進行減量化處置尤為重要。
復(fù)潔環(huán)保通過自主攻克低溫真空脫水干化一體化處理的“卡脖子”技術(shù)，創(chuàng)造性地將機械壓濾脫水與真空干化技術(shù)合為一體，填補了國內(nèi)外技術(shù)空白，可將污泥含水率由“90%~99%”一次降到30%以下，并具有“綠色低碳、節(jié)能降耗、安全可靠、環(huán)境友好、智慧高效、運營成本低”等特點，能夠?qū)崿F(xiàn)水泥氣同步治理。
據(jù)了解，傳統(tǒng)的污泥處理工藝可將污泥含水率降至60%~70%，如果需要進一步降低污泥含水率，則需要進行“污泥干化”工藝處理。復(fù)潔環(huán)保研制的低溫真空脫水干化一體化技術(shù)裝備，可將污泥含水率在此基礎(chǔ)上進一步降低至30%以下。針對特殊行業(yè)物料處理的需求，濾餅含水率甚至可降至1%以下。
相比傳統(tǒng)脫水+干化“兩段式”工藝，復(fù)潔環(huán)保的低溫真空脫水干化一體化技術(shù)裝備進行了全面創(chuàng)新，主要利用環(huán)境壓強減小、水的沸點降低的原理，通過真空加熱，進一步實現(xiàn)泥餅水分低溫汽化，大幅提升污泥“瘦身”成效。
低溫真空脫水干化一體化技術(shù)裝備構(gòu)成系統(tǒng)主要由污泥調(diào)質(zhì)系統(tǒng)、低溫真空脫水干化主機系統(tǒng)、進料系統(tǒng)等多個系統(tǒng)組成，在諸多系統(tǒng)中，有一個部件至關(guān)重要——耐高溫干化濾板。耐高溫干化濾板由加熱板和隔膜板組成，這兩塊板間隔放置，對中間的泥餅進行反復(fù)的過濾擠壓和加熱干化。由于污泥成分復(fù)雜，再加上污泥過濾和真空干化等工藝要求，這對濾板的耐溫性、導(dǎo)熱性、密封性等提出了極高的要求。
據(jù)復(fù)潔環(huán)保有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，耐高溫干化濾板研發(fā)歷時多年，不斷走向成熟并投入應(yīng)用，2018年，耐高溫濾板及制備方法獲得國家發(fā)明專利授權(quán)。此前一直通過進口定制，但是在實際使用中，他們發(fā)現(xiàn)無論是成本還是壽命，都不是特別理想。好在功夫不負(fù)有心人，由復(fù)潔環(huán)保首創(chuàng)的耐高溫干化濾板打破國外壟斷，成功實現(xiàn)國產(chǎn)化進口替代，生產(chǎn)成本相比進口產(chǎn)品實現(xiàn)大幅降低，使用壽命顯著提高，進一步穩(wěn)固了復(fù)潔環(huán)保在國內(nèi)固液分離設(shè)備領(lǐng)域的龍頭地位。
在行業(yè)政策驅(qū)動及綠色低碳循環(huán)發(fā)展的背景下，復(fù)潔環(huán)保一方面將繼續(xù)圍繞主營業(yè)務(wù)，加速產(chǎn)業(yè)鏈資源整合，在關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料、高端部件等方面實現(xiàn)戰(zhàn)略布局，另一方面，復(fù)潔環(huán)保將積極拓展“碳達峰”“碳中和”相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)和新業(yè)務(wù)，實現(xiàn)與主營業(yè)務(wù)的協(xié)同發(fā)展，完成在節(jié)能低碳產(chǎn)業(yè)鏈的全面布局，深入實施減污降碳協(xié)同增效，不斷完善“環(huán)境—社會—公司治理（esg）”體系建設(shè)，創(chuàng)造更大的社會價值與綜合效益。
作者：楊露
來源：環(huán)境經(jīng)濟雜志
編輯：喬佳妮
上觀號作者：上海環(huán)境
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2025-01-24
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