生物油燃料优势和缺点精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇生物油燃料优势和缺点范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。在过去100多年里，发达国家先后完成了工业化，消耗了地球上大量的自然资源，特别是能源资源。当前，一些发展中国家正在步入工业化阶段，能源消费增加是经济社会发展的客观必然。可以说能源的开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。中国是当今世界上最大的发展中国家，发展经济，摆脱贫困，是中国政府和人民在相当长一段时期内的主要任务。改革开放以来，中国成为世界上发展最快的发展中国家，经济社会发展取得了举世瞩目的辉煌成就，为世界的发展和繁荣作出重大贡献的同时，也消耗了大量的能源。资源的节约、集约、循环利用，仍是今后乃至更长一个时期在能源利用方面一个重要的方向。21世纪能源发展的一个重要趋势是多类能源转换系统的集成，将是物理能、化学能、生物能以及物理、化学、生物的优化梯级利用。

地沟油，这个长期伴随着人们生产、生活而存在的产物，却因为受再利用技术条件的限制被“忽略”了很多年，甚至回流到餐桌，侵害着我们的健康。在西方及个别发达国家，地沟油的安全利用早已超越“流向餐桌”的价值，在美国、加拿大、德国、英国、新西兰、日本等国，地沟油被制作为生物柴油、肥料等工业和农业生产的原料已屡见不鲜；而在我国，地沟油“利用”尚未大规模展开，以至于给了一些不法分子可乘之机。

随着科技的不断发展和相关领域专家的持续探索，地沟油高效利用的诸多技术难点已在实验室攻破。2013年8月1日，上海市食品安全委员会办公室、市绿化和市容管理局、同济大学汽车学院、市食品安全工作联合会、上海市华谊集团技术研究院和上海中器环保科技有限公司在同济大学新能源汽车工程中心举行了“上海市餐厨废弃油脂循环利用合作协议签署仪式”，“协议”中地沟油将成为沪上公交车的辅助能源，到2014年，上海将有1000辆公交车开始应用含有餐厨废弃油的生物柴油。而在此之前，昆明红火科技公司法人代表刘一江（发明人）与昆明理工大学退休教授董天敏经过多年的潜心研究，已经通过专利技术将地沟油开发制造成不同用途的生物醇油并由昆明红火科技有限公司进行推广。目前，红火科技公司利用高科技、微生物技术将地沟油开发成4个系列产品：1号产品用于家庭、饭店的取暖、照明等（400—1200度），2号产品用于柴油机发电、抽水等，3号产品用于中小形工业锅炉的燃烧（800—1300度），4号产品用于各种柴油机车辆，比如小汽车、大客车、货车、农用车、工程机械等。

昆明红火科技公司负责人刘一江介绍说，以甲醇、地沟油为原料研发的生物醇油系列产品全部通过了国家检测，而且利用目前国际先进技术，还解决了其它燃料的诸多缺点，比如煤炭的烟尘、柴油的异味、液化气的易爆和毒性、天然气及管道煤气的管道设施和毒性、汽油的烷烃、烯烃、硫化物的污染。最引人注目的是，除了没有以上这些传统燃料的各种缺点外，用地沟油制造的生物醇油较传统燃料还可节约30%—50%的燃料资金。发明人刘一江说，用地沟油生产的生物醇油具有性能稳定、不易挥发、无压力、不爆炸、无毒性、无烟尘、不腐蚀、不氧化、不放射、成本低、应用广泛、使用便捷、不受管道限制等等优点，不仅对人畜、农作物及柴油机零部件无腐蚀和影响，而且在生产过程中无“三废”排放，不会形成二次污染。该生产技术整合了物理、化学、生物、纳米等技术，是多领域的高新技术的科学组合，并非单一的物理勾兑或化学合成。

我国地沟油资源丰富，据不完全统计，每年我国消费的动、植物油总量大约3000万吨左右，而地沟油产量约为动、植物油消费总量的30%，由此推算，可利用的地沟油将不低于1000万吨，总量相当惊人。科学的利用地沟油，不但可以防止废弃食用油脂返回餐桌，还可缓解能源危机、解决环境污染等社会问题。所以，开拓地沟油回收再利用渠道，使地沟油变成有价值的工业资源是百利而无害的朝阳产业。目前虽然从技术上实现了地沟油的工业利用，但因各种原因，这一产业也受到诸多因素的困扰：一是随着各地地沟油再加工项目建设的兴起，对地沟油的需求也不断增大，地沟油收购价不断上涨，导致相关企业利润微薄，从事该行业的企业积极性锐减。二是国家对生物柴油生产企业的税费扶持政策和力度远远不足，相关企业仅靠生产生物柴油难以为继。三是目前我国还没有建立规范的废弃油脂收集、流通、管理体系，不少餐饮企业为了牟利，把泔水卖给非法加工商，而正规油化企业收不到地沟油的现象依然存在。要解决好这些问题，则需要国家进一步明确配套政策，在规范地沟油流通环节管理的同时，加大对违法使用地沟油的惩处力度，另外，辅以对合法企业的财政补贴和鼓励市场使用地沟油工业产品，从多方面入手，彻底解决好地沟油的再利用问题。

篇(2)

全球石油化工巨头埃克森美孚近日的《全球能源展望2012》报告中提到，受经济增长和人口因素影响，到2040年全球能源需求将比2010年高出30％。今年3月20日，国内成品油价格又进行了上调，93号汽油从7.85元／升上调至8.33元／升，这是自2010年4月以来，国内成品油价格上调幅度创了新高。

能源危机已经触动每个人的神经，也激起了人们寻找可替代能源的强烈愿望。

很多东西能替代汽油

闵恩泽院士介绍，目前国内外研究、应用较多的几种生物质燃料主要有秸秆乙醇汽油、甜菜生物质汽油、纤维素生物质汽油、生物柴油、第二代生物柴油、微藻生物柴油等，很多东西可以替代汽油，我国发展生物质燃料的前景非常广阔。

含10％乙醇的秸秆乙醇汽油已在我国推广应用。与传统汽油相比，它优势明显。比如辛烷值提高了、含氧多、燃烧充分，减少汽车尾气一氧化碳排放35％以上、碳氢化合物排放15％以上。生物质生长过程，还能吸收二氧化碳。目前，我国已建有20万吨／年以上、以非粮作物木薯为原料的工厂。在国外，美国能源部投资10亿美元，发展秸秆乙醇工艺。计划到2030年，秸秆乙醇供应达到美国汽油总量的30％，约1.9亿立方米，生产成本也将低于石油汽油。闵恩泽院士说，要立足我们的基础，与国外合作，先实现工业化，再把规模扩大至10万吨／年以上。而大规模发展，酶制剂是基础，原料是关键，要调研了解国内的原料供应情况，研发具有自己特色的酶制剂。

以甜菜为原料的生物质汽油——最新一代生物质车用汽油，比乙醇汽油能量更高，使用更经济；不需要更新销售系统和加油站，不需要调整发动机。国外2010年开始建设工业生产装置。生产工艺包括原料预处理、水相重整、碱催化聚合、加氢脱氧。

同时，国外也在大力研究以纤维素为原料的生物质汽油。纤维素比甜菜等原料来源广泛、价廉。采用纤维素为原料，我国更有可能形成具有自主知识产权的技术。国内对纤维素生产生物质汽油的研发已经开展，并取得一定进展。应重点突破，占领这一高科技发展前沿制高点。

生物柴油大有可为

闵恩泽院士介绍，生物柴油是21世纪崛起的新兴产业，世界生物柴油产能已在3000万吨／年以上。目前，美国产能已发展到1093万吨／年、欧盟为1300万吨／年。国际上已经制定完善的生物柴油标准。

我国生物柴油总产能约150万吨／年，近几年产量30万～50万吨／年，大多以废弃油脂为原料。中国海油建设在海南东方的6万吨／年生物柴油装置，采用中国石化的SRCA工艺，实现了清洁生产，并已在海南的加油站销售。

闵恩泽院士说，中国石化发展生物柴油产业有基础。中国石化拥有完整的从小型到2000吨／年生物柴油中型试验装置；拥有生物柴油质量分析、模拟评定、台架试验装置以及行车试验的经验；拥有世界一流的、处理废弃油脂原料的生物柴油成套技术，以及处理木本植物油和微藻油原料的碱催化蒸馏工艺。此外，中国石化向科技部申请了“十二五”国家生物柴油重大支撑项目，中国石化咨询公司受国家能源局委托，正编制我国生物柴油行业发展的指导意见。这些，对中国石化发展生物柴油提供了有力支持。

期望微藻“点绿成金”

微藻是地球上最简单的一种生物。微藻生物柴油可以减排二氧化碳，减少温室效应，减少对石油的依赖，还能处理废气废水，保护环境。微藻生物柴油技术被誉为“一石三鸟”的技术，各国政府均大力支持研发，如美国制定了微藻生物柴油路线图，埃克森美孚2009年投资6亿美元研发微藻生物柴油。人们对这一技术，抱有热切期望。

篇(3)

关键词：纤维素原料；纤维素酶；预处理；水解；发酵；生物能源乙醇；精馏和脱水；产业化

长期以来我国能源生产以煤炭、石油、天然气等化石能源为主，不仅消耗了大量的自然资源，而且对环境造成了严重污染。根据国家统计局的中国统计年鉴的数据显示，2003年能源生产总量为1．7亿t标准煤，2012年为3．3亿t标准煤，增幅达93％，我国迫切需要一种可再生能源来代替化石能源。在美国、巴西及欧洲已形成新的可再生能源－燃料乙醇产业。随着粮食价格的不断上涨，土地资源日益紧张，以粮食为原料的生物液体燃料技术发展前景并不乐观。而木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源，发展纤维素生物乙醇成为我国和其他能源发达国家的必然选择。木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源，以其作为原料生产生物乙醇是最具发展前景的生产路线，利用现代化生物技术手段开发以纤维素为原料的生物能源，已成为当今世界发达国家能源战略的重要内容。

1纤维素乙醇主要技术

路线纤维素乙醇的工艺技术路线主要包括预处理、水解、发酵、蒸馏脱水等几大环节。其中关键步骤是酶水解，该过程具有反应条件温和、过程可操纵性、对环境友好等优点。

1．1纤维素原料的预处理方法

目前，纤维素原料的预处理方法可分为物理法、化学法、物理化学相结合法以及生物法等。

1．1．1物理法

常见的物理法预处理技术包括机械粉碎法、高温热水处理法、微波辐射、射线处理等等，该类处理方法操作简单，无环境污染，但需要较高的动力，其耗能约占糖化总过程耗能的60％以上。机械粉碎法：用振动磨等物理外力将纤维素原料进行粉碎处理，可以破坏木质素和半纤维素与纤维素之间的结合层，但是木质素仍然会被保留，其结果降低三者的聚合度，改变纤维素的结晶构造。该处理方法可提高反应性能和提高糖化率，保证酶解过程中纤维素酶或木质素酶发挥作用。高温热水处理法：即酸催化的自水解反应，原理就是在高温（200℃以上）且压力高于同温度下饱和蒸汽压时，使用高温液态水去除部分木质素及全部半纤维素，但高温作用会使产物有所损失，并产生一些有机酸等次级代谢产物抑制酶解与发酵过程。按照水与底物的进料顺序不同，可分为以下3种，即流动水注入、水与物料相对进料及两者平行进料，这3种方式都是利用沸水的高介电常数去溶解所有的半纤维素和1／3～2／3的木质素，但反应需要的pH值要求较高，一般控制在4～7之间，来减少副作用。

1．1．2化学法

稀酸预处理和浓酸预处理：浓酸具有腐蚀性，生产过后需要回收，因此大大增加了成本，所以稀酸水解应用的范围广，稀酸水解一般是在高温高压下进行，稀酸能够断裂纤维素内部的氢键，使得纤维素易水解且提高木聚糖到木糖的转化率，虽然该方法较其他方法比较而言有很高的转化率，但是据Selig等研究表示，在高温条件下（如140℃处理时），在纤维素表面可能会形成一些木质素与碳水化合物复合物形成的球状液滴。碱预处理技术：该方法原理是破坏木质素和碳水化合物之间的连接，破坏生物质的结晶区，使木质素溶于碱液从而促进水解的进行。常用的碱包括Ca（OH）2和氨水等。Chen等采用价格便宜的Ca（OH）2处理TK－9芒草秸秆半纤维素，其水解率大于59．8％，木质素的去除率为40．1％。Kim等发现利用NH4OH、在60℃条件下、采用1∶7的料液比处理废弃秸秆9h可以去除70％～80％的木质素，若酶用量充足，可以将所有的纤维素水解掉。

1．1．3物理化学方法

氨冷冻爆破法：类似于蒸汽爆破法，其区别之处在于氨处理对设备的要求和所需的能耗降低，在蒸煮的过程中加入氨，同时还要注意氨的有效回收，其原理是液氨在50～80℃、1．5MPa条件下，采用物理方法，将压力骤降，使液氨蒸发，使木质素晶体爆裂，破坏木质素与糖类的连接，脱去部分木质素，使得木质素的结构得以破坏，增加纤维素表面积和酶解的可及度。随后向系统加入固液混合物，经过蒸发的氨通过压缩可以得到有效回收。Alizadeh等采用柳枝为原料，将葡聚糖的转化率从20％提高到90％，木质纤维素原料的酶解速率得到较大提高，另外该方法避免了酶的降解，无干扰抑制物的产生，因此处理过后无需处理。

1．1．4生物方法

自然界中有多种能够分解木质素的微生物，其中分解能力最强的是木腐菌，包括3种：百腐菌、软腐菌、褐腐菌。百腐菌能分泌胞外氧化酶包括漆酶、过氧化酶、锰过氧化酶等，因此百腐菌是自然界最主要的木质素降解菌，这些木质素降解酶能有效、彻底地将木质素降解成为水和二氧化碳。

1．2发酵酶解

发酵酶解技术是木质素生产纤维素乙醇技术的关键，国内研究人员经过多年的探索，取得了较好的进展，如生产成本下降，生产工艺流程简化。酶解发酵主要将五碳糖或六碳糖经过微生物发酵同时转化为乙醇。利用木质纤维素原料生物转化乙醇主要有4种途径：分步水解和发酵（SHF）、同步糖化发酵（SSF）、同步糖化共发酵（SSCF）和直接微生物转化（DMC）。

1．2．1分步水解和发酵（SHF）

分步水解和发酵的原理是，2个过程独立进行，其优点就是各步能在各自适宜的温度下（50～55℃酶解，35～340℃发酵）进行，有利于反应完全，纤维素酶首先将纤维素原料水解，再将得到的C5或C6分别发酵生产乙醇，也可共发酵产乙醇，该途径最大的缺点就是酶解过程中的水解产物积累会抑制酶的活性，导致水解不彻底。世界上第一座纤维素乙醇示范装置是加拿大Iogen公司于2004年在渥太华建立的，该公司以纤维素为原料利用SHF工艺，固液分离水解糖，利用工程菌生产乙醇，产能1800t／年。瑞典的O－Vik公司以木屑为原料采用SHF工艺建立的乙醇厂，成本只有0．46欧元。美国的Verenium则以甘蔗渣为原料，采用稀酸水解，采用基因工程大肠杆菌发酵生产乙醇，1t干生物质年产100加仑乙醇。

1．2．2同步糖化发酵（SSF）

同步糖化和发酵，即在同一个反应容器里，纤维素酶解与葡萄糖的乙醇发酵同时进行，微生物能直接利用酶解产生的糖，这样避免了对纤维素酶的反馈抑制作用，SSF是目前生产乙醇最主要的方式，国内外的中试装置上基本都采用此方法，主要代表就是瑞典Lund大学，采用木屑为原料，利用工程酵母发酵，其原料转化率可达90％，提高乙醇产量。在生产过程中，原料在经过预处理之后，加入纤维素酶和酵母共发酵，不能被酶解的木质素则被分离出来，通过再利用提供能量，通过乙醇蒸馏工艺进行回收。

1．2．3同步糖化共发酵（SSCF）

SSCF法是SSF法的改进，最主要的优势在于对戊糖的利用。半纤维素中含有丰富的戊糖，如木聚糖、阿拉伯聚糖，在SSF法中大量戊糖并未能转化成乙醇；如果在发酵过程中接种能够将戊糖转化为乙醇的微生物，将大大提高发酵液中最终乙醇含量。Su等研究发现，利用重组的Zymomonasmobilis发酵玉米秸秆，在SSCF法中，当葡萄糖存在时，缩短了木糖的发酵时间；但葡萄糖与木糖会竞争相同的膜转运蛋白，而且蛋白优先转运葡萄糖，在培养基中葡萄糖含量降低到一定程度后，菌种才开始利用木糖进行发酵。现阶段SSCF法采用混合菌种发酵居多，在下一步研究过程中，应开发能够同时利用戊糖和己糖发酵产乙醇的新菌种。

1．2．4直接微生物转化（DMC）

直接微生物转化又称为统合生物工艺，即原料中木质纤维素成分通过某些能够产生纤维素酶的微生物群生产乙醇的工艺，同时该微生物还能利用发酵糖生产乙醇，这就要求该种微生物同时具有以下3个步骤：产纤维素酶、酶解纤维素、发酵产乙醇。目前，研究最多的就是粗糙脉孢菌和尖镰孢菌这2种真菌，该菌有独立的纤维素酶生产，在有氧和半通氧2种状态下，分别产水解后的底物和发酵糖为乙醇，方法简便，和普遍使用的SSF相比，无需额外酶的加入，能够同时利用五碳糖或六碳糖，具有很广的应用前景。Mascoma公司利用酵母和细菌共同完成产生纤维素酶和发酵产乙醇的工艺步骤，酶生产单元大大减少，在中试装置上使用该技术，降低了成本，减少了费用。

1．3精馏和脱水技术

精馏和脱水技术主要是提纯产物乙醇，其工艺类似于淀粉燃料乙醇的生产过程。精馏和脱水技术可以借鉴淀粉质原料燃料乙醇生产工艺中已经发展成熟的工业化技术，木质纤维素类原料发酵液中乙醇浓度比较低，一般情况下均在5％以下，致使精馏操作能耗高。有研究者建议，在木质纤维素水解液乙醇发酵工艺中耦合渗透蒸发技术来提高进入精馏系统发酵液中乙醇浓度，但是渗透蒸发系统本身的动力消耗也比较大，而且渗透蒸发所用的透醇膜容易被菌体污染的问题也很突出。

2纤维素乙醇发展展望

2．1纤维素乙醇产业化发展的局限

目前，木质纤维素类生物质制备生物乙醇因其在生产、能耗和政策支持3个方面存在问题，不能实现大范围的工业化生产。生产技术方面存在工艺流程和预处理技术2个方面的限制，能源利用率存在成本和产出之比高低问题，以及存在政府是否颁布相应的支持条例的问题。首先，从原料上来看，木质纤维素由于自身坚固的细胞壁结构和难以水解的结晶纤维素，使得生产燃料乙醇需要较高的成本费用，其次，从生产工艺流程来看，制备燃料乙醇要经过预处理、酶解、发酵等过程，在预处理过程中，不同的处理方法针对不同的原料有不同的处理效果，虽然对燃料乙醇提供了有力的支持，但是也存在不同程度的局限之处。在水解和发酵方面，一般采用的技术工艺是分步水解和发酵（SHF）、同步糖化发酵（SSF）、同步糖化共发酵（SSCF）和直接微生物转化（DMC）。分步水解和发酵的反应特点是纤维素水解和水解液发酵可以在不同的反应容器中进行，所以两者可以选择适宜条件。其缺点在于，水解产物糖对纤维素酶有反馈抑制作用，使水解不完全，同时在转移产物过程中，由于在不同容器中进行，易造成微生物污染。而SSF则与此相反，在酶水解糖化纤维素的同时加入能产生乙醇的纤维素发酵菌，使两者在同一装置中连续进行，工艺大大简化，又能消除底物葡萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用。但是也存在局限因素，如木糖的抑制作用、酶解温度和发酵温度不一致等。研究最多的假丝酵母菌、管囊酵母菌能够将木糖转化为乙醇，解决此难题。同步糖化共发酵（SSCF）是由该方法衍生出的新工艺，同样具有广阔应用前景。中国科学院生化工程国家重点实验室陈洪章等在了解了SSF法之后，提出秸秆分层多级转化液体燃料的新构想，在秸秆不经过添加化学药品的低压爆理之后，采用发酵－分离乙醇耦合系统，多级转化燃料乙醇和生物油，降低成本费用和酶的用量，简化生产工艺，提高酶解效率。

2．2纤维素乙醇产业化发展的趋势目前，国外纤维素乙醇产业化研究正进入一个关键时期，中国在这方面也有很好的基础，为了更快地实现产业化，应当吸取国外石油化工的实践经验，坚持生物精炼和乙醇联产的创新模式，促使纤维素乙醇实现产业化。该模式即实现原料的充分利用和产品价值最大化，就是所谓的“吃干榨净”，具体含义指利用玉米生产燃料乙醇，还能生产相关产品，如玉米油、高果糖浆、蛋白粉、蛋白饲料和其他系列产品，这样既提升了纤维素乙醇经济附加值，又能取得良好的经济和社会效益，一举两得。燃料乙醇将很快进入全球的成品油市场，在替代汽油供应方面发挥不可替代的作用。

在未来几年，随着中国对石油进口依赖度加深，扩大国内燃料乙醇产能已经成为必需。但是由于粮食生产乙醇的工艺不适合我国采用，因此，纤维素乙醇研究已经成为目前研究工作的重点。纤维素乙醇研究工作涉及物理、生物工程、化学等多个领域，为了早日实现纤维素乙醇产业化，应当提出相应的发展战略，首先，应该制定生物质能源产业的国家和地方的发展战略，政府应采取鼓励政策继续加大科研资金投入；其次，利用己糖发酵菌种的构建及木质纤维原料生物量全利用等方面来提升纤维素乙醇的经济效益：最后，要建立工业示范装置，为纤维素乙醇产业发展提供实践经验。纤维素乙醇作为主要的生物能源，应加快以纤维素乙醇为核心的综合技术的开发，整合多方力量，实现优势互补，使其在我国能源结构转变中发挥重要的作用。

参考文献：

［1］阮文彬，丁长河，张玲．纤维素乙醇生产工艺研究进展［J］．粮食与油脂，2015，28（11）：20－24．

［2］闫莉，吕惠生，张敏华．纤维素乙醇生产技术及产业化进展［J］．酿酒科技，2013（10）：80－84，89．

篇(4)

Abstract: This paper describes sources and composition of high concentration of alkaline residue sewage in petrochemical industry, focusing on the different programs and comparison of different wastewater treatment process schemes.

关键词：石油化工；碱渣；废水

Key words: petrochemical；alkaline residue；wastewater

中图分类号：[TE99] 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）03-0312-01

1石油化工废水的特点

炼油化工厂在加工过程中，产生和排出含污染物的工业废水有：原油脱盐水、产品洗涤水、气提蒸气冷凝水、油罐脱水、机泵冷却水、冷却塔和锅炉排污水等，其所产生的废水量和污染物质随炼油厂类型及加工工艺不同而异?炼油化工厂碱渣主要来自常减压?催化生产的初常顶油和催化汽油、催化柴油等油品用碱液进行碱洗后的废液，因被洗的产品不同，碱渣的性质也不同，实际上碱渣中还含有许多可被回收利用的物质，通过各种回收方法可以把其中可利用的组分最大限度的提取，剩下的废液体碱渣作为危废排放，排放的碱渣废液中，通常其COD值都特别高，可高达数十万，COD及硫化物、酚等污染物的排放量占炼油厂或石油化工污染物排放量的20%～30%，此外还含有大量的酚和环烷酸，这些物质如不妥善处理，直接排放到全厂污水系统，会给污水处理场生化系统带来很大冲击，严重影响污水处理场的正常运行，碱渣污水直排污水系统一直是造成炼油石化行业污水处理场冲击、影响净化水水质的隐患。因此，必须采用行之有效的预处理方式对炼油化工厂的碱渣进行必要的预处理。

2碱渣废水处理工艺

目前国内工业化的碱渣处理工艺有以下五种：硫酸酸化法、焚烧法、稀释处理法、湿式氧化法、利用催化裂化再生烟气中和高级氧化组合工艺处理碱渣法。以下是各工艺介绍。

2.1 硫酸酸化法。硫酸酸化法是传统的碱渣废水处理工艺。其工艺过程主要为沉降除油-硫酸酸化-分离。其主要是调节了废水的pH值，除去大部分油，但对COD等污染物的去除能力有限，处理后的污水由于污染物浓度仍然很高（COD超过1×104mg/L，远高于炼油化工污水处理厂入水指标650mg/L），对后续污水处理场经常造成冲击；而且在加酸调节pH值过程中无法避免因H2S和VOC等气体污染，存在较大的环保和安全隐患。

2.2 焚烧法。焚烧法是利用瓦斯气体或燃料油将蒸发提浓后的碱渣废水在焚烧炉中通过高温焚烧，通过高温氧化去除碱渣废水中的污染物。但是焚烧产生的SO2等有毒、有害气体会对周边大气环境造成污染；同时由于需要使用燃料油或瓦斯气助燃，因此处理的成本极高。

2.3 稀释处理法。稀释处理法是利用大量污染物浓度较低的水将碱渣废水稀释，使其污染物含量达到炼油化工污水处理场进水指标，之后在炼油化工污水处理场进行处理的方法。但由于碱渣废水中污染物浓度为一般污水处理场进水指标的数百倍，因此需要使污水处理场规模扩大很多，需要增设废水处理设施，造成投资费用过高，且占地面积大；如果限制稀释倍数，则由于污水处理场进水指标标超，造成污水处理场生产超负荷，直接带来运行的不稳定。

2.4 湿式氧化和间歇式活性污泥处理法。湿式氧化和间歇式活性污泥生物处理法是抚顺石化研究院开发的碱渣废水处理技术（WAO+SBR），该技术对碱渣废水效果较好，但是其操作条件较苛刻（WAO过程需要高温、高压）。它由缓和湿式空气氧化脱臭（WAO）和间歇式活性污泥生物处理（SBR）两个单元构成。在WAO单元，废碱液中的无机及有机硫化物被氧化成硫代硫酸盐、亚硫酸盐和磷酸盐，从而达到脱臭的目的，同时减少后续酸化过程中的酸用量。在SBR单元，经过氧化脱臭后的废碱液在SBR反应池完成生物降解和固相微生物与废水的固液分离过程，出水COD500mg/L，达到二级生物处理系统进水水质的控制指标，可以进入炼油厂的污水处理场进行处理。

2.5 利用催化裂化再生烟气中和高级氧化组合工艺处理碱渣法。利用催化裂化再生烟气处理碱渣废水方法是“上海博恰石化科技有限公司”开发的碱渣废水处理技术，已经在国内某些炼油厂应用并取得了理想的处理效果。将汽油精制产生的碱液或碱渣和液化气精制产生的碱液或碱渣进行调和，在调和后的废碱液或碱渣中通入催化裂化再生烟气进行中和反应，降低PH值，流化催化裂化装置再生烟气中主要包括酸性气体CO2、SO2及NOx，且该酸性气体将废碱液或碱渣中的NaOH、酚钠、环烷酸钠、硫化钠进行中和反应转化为碳酸钠及酚、环烷酸、硫化氢；以便进一步分离出废碱液或碱渣中的油和酚、环烷酸、硫化物等。

处理步骤包括：多级沉降、高级氧化、絮凝、压滤工艺；进一步提取粗酚、环烷酸等；将处理后的水有管理地排放到现有的污水处理厂进行综合处理。

3工艺技术对比

硫酸酸化法无法对碱渣污水中污染物进行有效去除，而且在处理过程中存在较大的环保和安全隐患；焚烧法处理的成本极高，而且对周边环境大气存在污染；稀释处理法对后续污水处理带来极大的压力。上述传统碱渣处理方法由于缺点较多，因此无法满足处理碱渣的要求，下面重点对后两种方案进行对比：

湿式氧化和间歇式活性污泥生物处理法（WAO+SBR）处理成本约为260元/吨碱渣，工艺采用高温高压控制，采用WAO脱硫脱臭工艺和SBR生物处理法脱除COD，处理效果为污染物处理率100%、硫脱除率：99.9%、COD脱除率：98%；催化裂化再生烟气处理法处理成本约为236元/吨碱渣，工艺采用常温常压控制，采用焚烧法脱硫脱臭工艺和臭氧高级氧化处理法脱除COD，处理效果为污染物处理率100%、硫脱除率：99.9%、COD脱除率：98%。

4筛选结论

通过对湿式氧化和间歇式活性污泥生物处理法与催化裂化再生烟气处理法这两种技术在工业中的应用比较，可以看出无论WAO+SBR技术还是催化裂化再生烟气处理技术都能对碱渣进行有效处理；从操作控制难易程度以及处理成本上看，上海博恰催化裂化再生烟气处理技术具有优势。

篇(5)

新能源是相对常规能源而言的,一般具有以下特征:尚未大规模作为能源开发利用,有的甚至还处于初期研发阶段;资源赋存条件和物化特征与常规能源有明显区别;开发利用技术复杂,成本较高;清洁环保,可实现二氧化碳等污染物零排放或低排放;资源量大、分布广泛,但大多具有能量密度低的缺点。根据技术发展水平和开发利用程度,不同历史时期以及不同国家和地区对新能源的界定也会有所区别。发达国家一般把煤、石油、天然气、核能以及大中型水电都作为常规能源,而把小水电归为新能源范围。

我国是发展中国家,经济、科技水平跟发达国家差距较大,能源开发利用水平和消费结构跟发达国家有着明显不同,对新能源的界定跟发达国家也存在着较大差异。小水电在我国的开发利用历史悠久,装机容量占全球小水电装机总容量的一半以上,归为新能源显然是不合适的。核能在我国的发展历史不长,在能源消费结构中所占比重很低,仅相当于全球平均水平的八分之一,比发达国家的水平更是低得多,核能在我国应该属于新能源的范围。

根据以上分析,可以把新能源范围确定为:太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能、天然气水合物、核能、核聚变能等共9个品种。生物质能在广义上分为传统生物质能和现代生物质能,传统生物质能属于非商品能源,是经济不发达国家尤其是非洲国家的主要能源,利用方式为柴草、秸秆等免费生物质的直接燃烧,用于烹饪和供热;现代生物质能包括生物质发电、沼气、生物燃料等,是生物质原料加工转换产品,新能源中的生物质能仅指现代生物质能。传统生物质能和大中小水电可称之为传统可再生能源,太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能则统称为新型可再生能源,是新能源的主要组成部分。

资源评价

跟常规能源相比,新能源最显著的优势就是资源量巨大(见表1)。太阳能是资源量最大的可再生能源,即使按最保守的可开发资源量占理论资源量1%计算,每年可供人类开发的太阳能也有1.3万亿toe,约相当于目前全球能源年需求量的100倍。风能的可开发资源量较低,但开发技术难度和成本也较低,全球陆上风电年可发电量约53亿kWh,相当于46亿toe。生物质能可开发资源量为48~119亿toe,不过由于存在粮食安全和环境问题,可开发资源量难以全部转化为能源。地热能的热源主要来自于长寿命放射性同位素的衰变,每年的再生量可达200亿toe以上。按照目前的技术进展情况,全球40~50a内可开发地热资源为1200亿toe,10~20a内可开发地热资源为120亿toe。海洋能资源量并不算丰富,按照全球技术可装机容量64亿kW、年利用2000小时计算,只有11亿toe。天然气水合物属于新型的化石能源,资源量相当于传统化石能源资源量的2倍,达20万亿toe。全球铀矿资源量为992.7万t,如果用于热中子反应堆,所释放的能量约相当于1400亿toe,而如果用于快中子反应堆,所释放的能量可提高60~70倍。核聚变所消耗的燃料是氘,海水中的氘有40万亿t,理论上可释放出的能量为3万亿亿toe,按目前能源消费量计算,可供人类使用200亿年以上。氢能的制备以水为原料,燃烧后又产生水,可无限循环利用,既是二次能源也可在广义上称之为可再生能源。

从以上数据可以看出,能源资源完全不存在短缺或枯竭问题,人类需要克服的最大障碍是开发利用的技术和成本问题。随着技术的进步和能源价格的上涨,目前不可开发的新能源资源有可能变为可开发资源,因此,对新能源来说,理论资源量是相对不变的,而可开发资源量却可能会大幅度增加。

开发利用现状

不同种类的新能源在资源分布、技术难度、使用成本等多方面存在相当大的差异,因而新能源的开发利用程度各不相同。在新型可再生能源中,太阳能、风能、生物质能和地热能发展势头良好,已经进入或接近产业化阶段,尤其是太阳能热水器、风电以及生物燃料,已经形成较大的商业规模,成本也降至可接受水平。核能技术已经成熟,核电在国外已过发展高峰期,在我国则刚刚兴起。核聚变、氢能、天然气水合物、海洋能仍处于研究和发展之中,距离商业化还有较大距离。

截止到2009年2月,全球核电装机已达3.72亿kW,年发电量2.6万亿kWh,在全球一次能源结构中的比重约为6%左右。相比而言,新型可再生能源的开发利用程度还很低,以2006年为例,其在全球一次能源供应量中的比重仅为1%左右,占全部可再生能源的比例也仅为8%左右。2007年,全球新型可再生能源发电装机量为1.65亿kW,相当于全球电力装机总容量的3.7%(见表2)。德国、美国、西班牙、日本等发达国家的可再生能源产业化水平已达到较高程度,其市场规模和装备制造水平跟其他国家相比具有明显优势。我国也是世界重要的可再生能源大国,太阳能热水器产量和保有量、光伏电池产量、地热直接利用量以及沼气产量都位居世界第一。不过,我国对新型可再生能源的开发多集中在技术含量较低的供暖和制热领域,在可再生能源发电技术水平和利用规模方面跟国外相比还存在较大差距。我国新型可再生能源发电装机容量仅为905万kW,占全球5.5%,远低于我国电力装机总容量占全球16%的比重。

我国发展新能源的政策建议

我国是世界第一大碳排放国、第二大能源消费国、第三大石油进口国,发展新能源具有优化能源结构、保障能源安全、增加能源供应、减轻环境污染等多重意义,同时也是全面落实科学发展观,促进资源节约型、环境友好型社会和社会主义新农村建设,以及全面建设小康社会和实现可持续发展的重大战略举措。我国政府把发展新能源上升到国家战略的高度而加以重视,陆续出台了多部法律法规和配套措施。

从近几年的总体发展情况来看,我国新能源发展势头良好,增速远高于世界平均水平,不过由于种种原因,新能源发展过程中的许多障碍和瓶颈仍未消除,主要表现在:资源评价工作不充分,技术总体水平较低,成本跟常规能源相比不具备竞争力,产业投资不足,融资渠道不畅,市场规模偏小,公众消费意愿不强,政策法规体系不够完善。结合国内外新能源发展的历史和现状,借鉴全球各国新能源发展经验,针对目前我国新能源发展过程中存在的问题,特提出如下对策建议。

(一)正确选择新能源发展方向

根据资源状况和技术发展水平,确立以太阳能为核心、核能和风能为重点的发展方向。太阳能是资源潜力最大的可再生能源,化石能源、风能、生物质能及某些海洋能都间接或直接来自于太阳能,地球每年接收的太阳辐射能量相当于当前世界一次能源供应量的1万倍。我国的太阳能热利用已经走在世界最前列,太阳能光伏电池的产量也已经跃居世界第一,不过在太阳能光伏发电方面却与光伏电池生产大国的地位极不相符。我国应进一步扩大在太阳能热利用方面的优势,同时把发展并网光伏和屋顶光伏作为长期发展重点。风能是利用成本最低的新型可再生能源,风电成本可以在几年内降低到常规发电的水平,目前已经初步具备市场化运作的条件。我国风力资源较丰富的区域为西部地区及东部沿海,属于电网难以到达或电力供应紧张的地区,发展风电应是近期和中期的努力方向。核燃料的能量密度远高于常规能源,核电站可以在较短时间内大量建造,迅速弥补电力装机缺口,最近国家发改委已经把核电规划容量提高了一倍多。

(二)加大新能源技术研发力度

我国从事新能源技术研究的机构分布在上百个高校和科研机构,数量虽多,但由于力量分散,具有世界水平的研究成果并不多。建议整合具有一定实力的新能源研究机构,成立中央级新能源科学研究院。抓住当前因金融危机而引发全球裁员潮的有利时机,积极创造条件吸引国外高端研究人才。以新能源重大基础科学和技术的研究为重点,加强科研攻关,尽快改变我国新能源科学技术落后的面貌。密切与国外的技术合作与交流,充分利用CDM机制,注重先进技术的引进并进行消化吸收与再创新,努力实现技术水平的跨跃式发展。

可再生能源大多具有能量密度低、资源分布不均衡等缺点,对其进行低成本、高效率利用是新能源开发的首要问题。显然,可再生能源开发技术的复杂程度要比常规能源高得多,涉及资源评价、材料和设备制造、工程设计、配发和管理等多个领域,必须进行跨学科联合攻关,这对我国目前相对封闭的科研体制提出了挑战。国家需要在搞活科研创新机制、打造科研合作平台、加大知识产权保护力度等方面做更多的努力,营造良好的科研环境。

(三)有序推进新能源产业化和市场化进程

只有实现新能源的大规模产业化和市场化,才有可能使新能源的利用成本降至具有竞争力的水平,为新能源普及打下基础。在新能源开发成本较高、使用不便的情况下,推进新能源产业化和市场化必须由政府作为推手。促进产业化和市场化的措施涉及电价、配额、示范工程、技术转化、税费减免、财政补贴、投资融资等,要对各种新能源的不同特点进行充分分析,分门别类地制定合适的激励政策。为保证政策的长期有效要建立完善的督促检查机制,对违规行为进行惩处,以维护国家政策措施的严肃性。

国家应及时更新新能源产业的投资指导目录,引导、鼓励企业和个人对新能源的投资。同时,也要对新能源投资行为进行规范,避免一哄而上,造成局部重复投资或投资过热。防止企业借投资新能源套取财政补贴、减免税费或增加火电投资配额等不良行为。约束高污染新能源行业的投资行为,尤其是多晶硅副产品四氯化硅所带来的环境污染问题值得关注。

(四)及早实施“走出去”战略

我国是铀矿资源贫乏的国家,资源量远不能满足未来核电发展的需要,铀矿供应必须依赖国际市场。有关资料统计世界上铀矿资源丰富的国家有澳大利亚、美国、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯等,这5个国家的资源量合计占全球的比重为三分之二。其中,澳大利亚和哈萨克斯坦都是无核电国家,所生产的铀矿主要用于出口。我国与哈萨克斯坦等国家关系良好,可作为实施铀矿“走出去”战略的重要目的国。合作重点应该放在最上游的勘探、开采领域,争取获得尽可能多的探矿权和采矿权,为我国核电站提供稳定、长期的核燃料来源。

目前全球对天然气水合物的地质工作程度还非常低,这为我国获取海外天然气水合物资源提供了绝好的机会。在油气资源领域,美国、日本等发达国家已经把全球的优质资源瓜分完毕,而在天然气水合物领域,我国还存在较多获取海外资源的机会。太平洋边缘海域陆坡、陆隆区及陆地冻土带的天然气水合物资源丰富,这一地带所涉及的国家主要是俄罗斯、美国、加拿大,应努力争取获得跟上述三国合作开发的机会。拉丁美洲国家沿海的天然气水合物资源也比较丰富,要充分利用这些国家技术力量薄弱、研究程度低的现状,加强与这些国家合作,以期能够在未来取得这些国家的天然气水合物份额。

东南亚处于热带地区,自然植被以热带雨林和热带季雨林为主,特别适合油料作物的生长,是发展生物柴油产业的理想区域。东南亚国家是我国的近邻,可为我国的生物柴油产业提供丰富而廉价的原料。我国可采取以技术、市场换资源的合作方式,在当地设立林油一体化生产基地,产品以供应我国国内为主。

(五)调整、完善新能源发展规划和政策措施

我国已经出台的新能源发展规划有《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》、《核电中长期发展规划(2005-2020年)》等,部分行业部门和地方地府也针对实际情况制定了各自的发展规划。国家级的规划存在两个问题:一是发展目标定得偏低,如风能到2010年的发展目标为1000万kW,到2020年的发展目标为3000万kW,而事实上,1000万kW的目标已经于2008年实现,3000万kW的目标也可能提前于2012年左右实现;二是缺乏设备制造产业和资源评价方面的目标。

国家有关部门应密切跟踪国外新能源现状,充分考虑新能源资源量、技术发展水平、环境减排目标、常规能源现状等因素,对我国新能源发展规划作出适当调整和完善,为新能源产业发展提供指导。我国有关新能源与可再生能源的规定和政策措施并不比国外少,但这其中有许多已经不再符合我国的实际,应立即对不合时宜或相互矛盾的规定和措施进行清理,制定出切实可行、可操作性高的配套法规和实施细则。

(六)建立符合国际标准的新能源统计体系

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关键词：汽车新技术；发动机技术；环保技术；碰撞预警系统

中图分类号：U462文献标识码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.022

汽车的出现给人们的生活带来了方便，人们告别了传统的代步工具，不断追求着更快的速度。在科学技术的发展下，人们对汽车的要求也不仅仅局限于速度，安全、舒适、智能、小巧及人性化等也成为了人们对汽车的要求。消费者需求的改变推动了汽车领域各个方面的巨大变化，一系列新式汽车技术不断出现，安全、舒适、节能减排等成为了汽车技术发展的重心。

1汽车新技术的应用现状

1.1电动汽车技术

电动汽车技术是用电机取代传统的发动机，用电池取代能源物质，将电能转化为机械能的技术。电动汽车技术应用前景被看好，电动汽车具有零排放、能源使用效率高、对环境影响小、可以使用传统汽车除了发动机之外的其他技术等特点。但电动汽车各方面的技术都处于初级阶段，发展较为缓慢，市面上主要是电动和传统动力相结合的混合动力汽车，主要因为电动汽车技术有车用蓄电池功率较小、行驶里程短、充电慢、使用不便、维护保养成本高等缺点。蓄电池技术发展缓慢成为了电动汽车发展的主要瓶颈，目前电动汽车上的电源仍是铅酸蓄电池，这种电池不仅比能量低、充电耗时长，而且寿命短。随着新电池技术（镍镉电池、钠硫电池、燃料电池）的发展，电动汽车也必将得到快速发展。

1.2汽油缸内直喷技术

汽油缸内直喷技术是将发动机将喷油嘴移到了汽缸内部，利用电子控制系统精准控制燃油的喷射时间和喷射量，直接送入燃烧室与吸入的空气进行混合的技术。采用缸内直喷技术的发动机在任何工况下都能保持最佳的燃烧效果，且具有排放更少、输出功率更强大和油耗更低等优点。由于电喷技术发展进入瓶颈期，因此缸内直喷技术成为发动机技术的主要发展方向。虽然直喷汽油机的优势明显，但是发展也非一片光明，油品质量和制造技术发展缓慢限制了缸内直喷技术的发展，缸内直喷供油系统还有研发成本较高、零部件复杂精密和价格昂贵等劣势，因此很难短期内快速普及，但从其高效、经济的特点来看，未来必定有更多性能出色、燃油经济性高的直喷发动机面世。

1.3自适应巡航系统

自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，集强化车辆稳定性系统、牵引力控制装置和抱死制动系统于一体，能减轻驾驶员的工作负荷，提高驾驶舒适度。该系统主要是由雷达传感器探测到汽车前方200m的路面情况，然后前后轮毂方向角传感器、轮速传感器判断车辆行驶的方向和速度，结合发动机控制器和扭矩控制器调整车辆的运行速度和方向，保障行车安全。

1.4均质充气压缩点火技术

均质充气压缩点火技术是一种不同于汽油机的均质充气火花点火和柴油机的非均质充气压缩点火的全新内燃机燃烧概念，简称HICC。它是指空气和燃油在进气过程中预先混合成均质混合气，然后进入汽缸进行压缩，在压缩形成活塞运动到上止点附近时，均质混合气达到自燃温度而自燃，不需要任何点火系统。HICC燃烧方式具有同时NOx和PM排放低、燃料灵活性高、燃油经济性和动力性较好等特点。HICC发动机的研发和应用正逐渐受到外汽车企业的高度重视，目前技术研究已到了实用化的阶段。

2汽车新技术的发展方向

2.1汽车环保技术

全球储藏能源的日益减少、环境污染日益严重、人们环保意识的不断增强对汽车市场提出了更高的要求，低排放、低油耗、高性价比的汽车将会成为主流。以生物燃油、混合动力汽车、燃料电池等为代表的新能源汽车技术必将被广泛应用。生物燃油技术是汽车寻找新的动力能重要技术，具有优越的可持续性、安全性和环保性，备受汽车行业的重视。生物燃油技术是通过甲醇或乙醇等工业原料与植物油发生酯化反应，再经过化学处理提纯就可以得到生物燃油的技术，具有制造设备简单，反应中醇类物质可以重复利用，副产品丰富、经济价值高等特点，因此，生物燃油生产的市场化已经指日可待。

2.2碰撞预警系统

安全技术永远都是汽车不可忽视的技术，安全技术能够提高汽车回避事故的能力，例如电子制动力分配系统。该系统的特点在于能够根据汽车制动时产生轴荷转移的不同，自动调节前、后轴的制动力分配比，提高制动效能。电子稳定程序可以控制内外侧车轮、前后车轮的驱动力和制动力，确保汽车行驶的横向动力学稳定状态。碰撞预警系统在任何情况和环境下，都会综合多种预警系统，将危险情况反馈给驾驶者，减少碰撞事故的发生，具体预警类型有：①车距监控预警，对车与车之间安全距离不足时进行警报；②后车追尾预警，警告驾驶者受到后方车辆追尾；③前方预警，使驾驶者采用安全、合理的跟车方式，防止发生车俩碰撞；④车道偏离预警，使驾驶者在道路上以正常直线进行驾驶。

2.3车身造型新技术

车身造型新技术是车身设计发展的趋势，未来的车身设计要满足足够的安全性、材料强度、减小气动阻力、气动稳定性好等要求，同时又要保证最佳造型。未来的车身造型设计应以人为本，满足人的各种生理和心理要求，具有操作方便、使用舒适的特点。高强度车身技术满足了车辆安全性、轻量化和人性化保护等方面的要求，其三层结构侧围对整个车身结构起到了强大的支撑作用，在车辆发生碰撞时，可以保证车内留下足够的生存空间，同时高强度车身可以使用各种新型材料，使车身强度更高、质量更轻、造型更加丰富多样。

作者：黄志荣

参考文献 

[1]史文库.现代汽车新技术[M].北京：国防工业出版社，2010. 

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关键词：常温常态 氧化破膜 活性污泥 脱水

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0138-03

污水处理厂所产生的剩余污泥处理处置是当今世界环保课题的一大难题，有效减低污泥含水率是课题中的一个技术瓶颈。目前，我国的污水处理厂普遍采用的机械脱水方式可将污泥含水率将至75%～80%之间，而环保部办公厅2010年的《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》中规定：污水处理厂以贮存（即不处理处置）为目的将污泥运出厂界的，必须将污泥脱水至50%以下含水率。

1 常温常态氧化破膜污泥脱水技术及技术特点

常温常态氧化破膜污泥脱水处理技术以破解菌胶团有机絮凝体的吸包水及菌胶团的内部水为研究方向，取得重大突破，污泥氧化破膜脱水技术基于膜界面电子转移与氧化还原微反应理论，在常温常压下，完成氧化剂高能态电子在s-g、s-l界面与剩余污泥胶束结构键合键轨道对称性转移，实现污泥菌胶团结构和菌胞膜的氧化破解，使污泥中大量结构水、吸包水和晶胞水变成间隙水，聚沉后经高压压滤机一次脱水至含水率40%以下（可降到32%左右），实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化。

该技术是在常温常压下，利用空气和废铁屑、废硫酸的相互作用下生成强氧化剂O3、Fe2（SO4）3，在这几种药剂及少量的FeSO4共同作用下，实现污泥菌胶团结构和菌胞膜的氧化破解，使污泥中大量结构水、吸包水和晶胞水变成间隙水，通过一系列的氧化、水解、混凝聚沉反应，形成不可逆转的凝结硬化壳，使污泥颗粒具备一定的水稳定性和强度稳定性。聚沉后的污泥经高压压滤机一次脱水至含水率40%以下，实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化。实现污泥较好的综合利用，且具有投资省、见效快、节能减排。成套装置处理污水厂污泥，解决了常温深度脱水的世界性难题，是国内国外污水厂污泥深度处理的行之有效的途径。应用该技术处理城市污水厂剩余污泥，不仅可以给污水厂带来较好的经济效益，也具有较好的社会及环境效益。

2 国内外污泥脱水技术比较

在国内外处置剩余污泥的传统方法主要是将剩余污泥脱水后卫生填埋、焚烧和热能利用、土地生物利用等。卫生填埋对污泥处置要求相对简单，需要大量的填埋场地和污泥的运输费用，而且容易造成运输沿线臭气散发、填埋场地下水污染和臭气散逸等二次污染问题，我国污泥填埋主要满足《城镇污水处理厂污泥处置》混和填埋泥质（GB/T23485-2009）含水率低于60%，常规污泥脱水泥饼含水率在75%～85%，因此污泥含水率低于60%也是常规污泥脱水的一个技术瓶颈。

焚烧和热能利用技术充分利用剩余污泥的剩余热值发电，剩余污泥的干基高位热值在2500～17000 kJ/kg，污泥的含水率越低污泥剩余热值越高，污泥自持焚烧要求污泥含水率低于50%，由于常规剩余污泥脱水后含水率在75%～90%，泥饼热值较低，污泥不能自持焚烧，污泥干化和焚烧不能达到自持焚烧生产，需要增加其他辅助燃料，成本较高，所以国内的污泥焚烧利用推广的最关键的技术瓶颈是剩余污泥脱水后的含水率降到60%以下。

综合上述生化处理剩余污泥的处置处理方法都存在无法突破含水率低于60%的技术瓶颈。主要原因是由于没有很好地破解污泥细菌的ECP（包外聚合物）、油包水结构，污泥脱水含水率指标难以降到60%以下，影响了这些工艺技术的工业应用和推广。

国内外有环保公司和研究机构正在致力于研究开发出来污泥脱水新技术，在具有经济性优势的条件下去突破脱水污泥含水率低于60%。将污泥含水率降低于60%的技术分两种生产方式，第一种生产方式是将含水率99.2%～98%的低浓度剩余污泥先脱水降低到80%左右，再将污泥经过干法技术降低到60%以下；第二种生产方式是将含水率99.2%～98%的低浓度剩余污泥直接脱水降低到60%以下。

第一种生产方式第一生产阶段一般采用常规低浓度脱水方法，目前国内主要技术工艺带式脱水机工艺、卧式离心脱水工艺、板框脱水工艺等，这些常规工艺脱水污泥含水率在75%～85%，第二生产阶段将含水率在80%左右污泥再采用堆肥、石灰调质、污泥化学改性、热干化技术及电渗透等工艺。厌氧或含氧堆肥大多采用调理剂调理降低污泥含水率之后再堆肥生产，存在占地面积大，臭味较大，运行周期长，运行费用较高，处理能力较小等不足之处。石灰调质脱水工艺石灰投加率为20%～30%，石灰投加量大污泥增重较大，污泥容积较大，生产周期较长，泥饼和滤液是碱性，滤液还需调节PH值处理，设备的防腐要求也较高，运行费用较高。热干技术由于污泥含水率较高，污泥热值不能维持自身污泥干化运行需要增加外源能源，能耗较大，运行成本很高。电渗透干法存在设备投资、运行成本费用较高，设备的维护要求很高等不足之处。

第二种生产方式有石灰法技术、污泥热干法技术、污泥加药改性技术等。石灰法是将低浓度污泥浓缩后采用投加石灰和调理剂，调理的时间较长，投加率较高，石灰投加量大，干基污泥增重较大，污泥容积较大，生产周期较长，泥饼和滤液是碱性，滤液还需调节pH值处理，运行费用较高。污泥热干法技术国外运行较多，能耗很高，存在投资费用和运行费用较高的特点。污泥加药改性一般采用药剂对污泥进行调理，没有对污泥进行本质上的改变，降低污泥的含水率依赖的是机械设备的改进。污泥加药改性技术分污泥菌胶团沉降性能改性和污泥菌胶团细菌改性，针对污泥沉降性能改性，污泥的脱水率只能降到65%左右。几种脱水技术介绍如下：

（1）石灰稳定法污泥无害化技术：使用生石灰（CaO）稳定污泥。具体过程为：生石灰与污泥当中的水结合反应生成氢氧化钙，再加入少量氨基磺酸与之反应成氨气。在此过程中，每公斤石灰可以化合0.32 kg的水，同时释放1141KJ的热量，可将污泥温度提升到70℃，pH值提升到12.4，从而有效杀灭病原体，并分解有机物，蒸发污泥中游离态水0.43 kg。另外氨基磺酸和石灰反应放出氨气，起到辅助杀菌的作用，氨气最后用吸收塔吸收。

石灰用量为脱水污泥重量的10%～15%，氨基磺酸的用量大概占石灰重量的1%。污泥由管道进入存储料仓。污泥，生石灰，氨基磺酸在料斗中经过搅拌器混合后，由双螺旋进料机推入到柱塞泵进料口，通过柱塞泵的泵送作用经管道输送至反应器里，在70℃的温度下停留超过30 min，通过时间和温度的控制来去除污泥里面的病菌，出来的污泥经检测达到EPA503A级标准，处理过程中产生的气体经洗涤塔处理后排放。

（2）水蚯蚓污泥处理技术：水蚯蚓是环节动物水生寡毛类的俗称，通常生活在微流水、有机质丰富的水底淤泥中，它们像陆生蚯蚓一样，吞食污泥，同时从污泥中摄取细菌、有机碎屑颗粒及底栖藻类，有时也取食一些微型动物，通过排遗蚓粪，水蚯蚓为雌雄同体，异体受精，寿命通常80～120d。

应用生态学理论，生物链越长，物质能量在传递过程中被消耗就越大。在生产者、分解者、二环生物链上延伸，引入消费者，创建三环生物链，形成简单高效的人工生态循环系统，水蚯蚓与微生物协同作用，通过物质、能量转换消化污泥，实现污泥的减量化80%以上。（见图1）

水蚯蚓生物消化污泥技术相比传统污泥处理方法，能节省城镇污水处理厂运行成本30%，具有较好的环境效益和经济效益。

缺点是尚处于工程试验阶段。水蚯蚓对各地环境的适应性直接影响其处理效果。目前还完全靠摸索和经验，尚没有一个可以参考和借鉴的污染处理负荷值，缺乏一些稳定的工艺参数，不利于设计院设计。此外，水蚯蚓是直接与污水处理系统同时运行，存在一个与微生物处理系统的生物量平衡问题。

（3）污泥调质深度脱水技术：以物理和化学相结合的方法，改变污泥的脱水性能，再利用板框压滤等机械设备进行深度脱水。

（4）污泥焚烧技术：利用喷雾干燥原理对污泥进行雾化干燥后焚烧。但是其投资过高，占地面积较大。市场前景不容乐观。

（5）污泥热干化技术：移动式污泥干燥设备也可以利用污泥厌氧消化后产生的沼气作为燃料，再适当加上煤油完成污泥的干化过程。其缺点是不经济，总投资和运营费用均太高。

各种脱水工艺技术、经济指标对比分析见表1。

3 常温常态氧化破膜污泥脱水技术工程案例

（1）污泥来源。

广东阳东经济开发区污水处理厂含水率97%的剩余污泥。

（2）操作步骤。

①往发明人研发的污泥深度脱水氧化破膜剂及调理剂发生装置各进料口按标识分别填充满50%浓度的硫酸亚铁、50%浓度的聚铁（硫酸铁）、50%浓度的片碱（NaOH），注入压缩空气，打开各控制阀门，制备出O3。

②抽取约75 t含水率为97%的剩余污泥至氧化破膜反应池中，通过发明人研发的污泥深度脱水氧化破膜剂及调理剂发生装置投加60 kgFeSO4溶液（50%），pH控制在6左右，关闭发生装置FeSO4输送阀；打开水下推流器，让之反应30 min；再打开发生装置O3输送阀，反应4h，关闭O3输送阀，关闭水下推流器，破膜反应完成。

③打开污泥提升泵，把破完膜的污泥从氧化破膜反应池泵进混凝反应沉淀池，污泥抽取完成后，关闭污泥提升泵；打开水下推流器，进行充分混合；打开发生装置片碱（50%浓度NaOH溶液）、Fe2（SO4）3的输送阀，投加量分别为30 kg、30 kg；反应30 min分钟后，关闭水下推流器，关闭发生装置片碱（NaOH）、Fe2（SO4）3的输送阀。

④沉淀静止4 h后，开启混凝反应沉淀池上清液排放阀，将上清液排进污水处理系统前端重新处理，上清液排放完全后，关闭上清液排放阀；打开混凝反应沉淀池底部的排泥阀，沉淀的污泥排进储泥池，排满后，关闭排泥阀。

⑤开启高压压滤机系统进行压泥脱水，脱水完成后泄泥，取泥饼进行含水率检测分析。

（3）含水率测试检测分析。

采取含水率快速测量仪进行含水率检测和烘干法含水率检测两种方法进行含水率检测对比分析。

（4）pH检测分析。

用pH试纸检测压滤机滤液：pH约为7；用pH试纸检测泥饼：取小块泥饼溶进装有自来水的烧杯中，pH约为7。

（5）运行成本分析。

电费：按0.629元/kw・h计算，电费按0.629元/kw・h计算，电费分析按折算成含水率为0的绝干污泥计算。（见表2）

药剂费：按药剂费分析按折算成含水率为0的绝干污泥计算。（见表3）

人工费：需2人/天，按80元/人・天计算工资，每天处理污泥量为2.25 t（按含水率为0的绝干污泥计算），则人工费为71.11元/吨泥。

则处理每吨污泥（按折算成含水率为0的绝干污泥计算）成本为：电费+药剂费+人工=141.83元/吨泥。

（6）结论。

该次实施案例成功，含水率以烘干法为准，经本成果发明技术处理后的污泥含水率能满足40%以下的设计要求，实际达到38.54%，运行成本为141.83元/t泥（按折算成含水率为0的绝干污泥计算）。

4 结语

目前各种污泥深度脱水技术面临的难题在于，现有的调理剂存在成本高、用量大、调理工艺复杂，设备投资、运行成本过高，并未实现污泥减量化，容易影响污泥的再生或后续利用，环境效益差等缺点，不是最终的脱水方案。机械脱水仅能使自由水和存在于污泥颗粒间的间隙水去除；毛细水和污泥颗粒之间的结合力较强，需借助较高的机械作用力和能量；胞内水的含量与污泥中微生物细胞所占的比例有关，使用机械方法去除这部分水是行不通的，而需采用高温加热和冷冻等措施。这些方法不是存在含水率不能达到要求就是存在运行成本过高或增加污泥容量等缺点而不能满足现实所需。

参考文献

[1] 班福忱，刘明秀，李亚峰，等.城市污水处理厂污泥资源化研究探讨[J].环境科学与管理，2006（4）：45-47.