负责人：王树众

所在学院：能动学院

一、项目背景

     截至2013年3月底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3451座，污水处理能力约1.45亿立方米/日，较2012年底新增污水处理厂111座，新增处理能力约300万立方米/日。产生含水率80%的污泥超过2000万吨。随着城镇化水平和污水处理量的增加，污泥的产量以每年10%的速度在增长，将很快突破3000万吨。随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水处理厂污泥量急剧增加，且每年仍以10%左右的速度增长。根据有关内部统计数据，中国目前有近17％的城镇污水处理厂产生的污泥去向不明，同时大约67％的污泥以简单填埋为最终出路。针对目前城市污泥难处理及市场巨大的特点，采用超临界水氧化技术处理城市污泥，实现城市污泥的无害化处理。超临界水氧化技术（Supercritical Water Oxidation，简称SCWO）是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，使氧化剂和有机物完全溶解在超临界水中并发生均相氧化反应，迅速、彻底地将有机物转化成无害化的CO2、N2、H2O和无机盐等小分子化合物。相比传统的城市污泥处理方案，SCWO具有突出的优势，能取得巨大的经济、环境和社会效益。

二、技术创新性和领先性

     本课题组研究城市污泥SCWO多年，国家自然科学基金项目、“973计划”课题、“863计划”专题、国家科技支撑计划课题等20余项，成果丰硕。已经获得国家发明专利授权38项。在进行城市污泥及部分高浓度有机废水超临界水处理研究过程中，发表相关研究论文50余篇，其中SCI/EI检索30余篇。

                 图1 国内首台城市污泥SCWO示范装置（国家863计划课题资助）

     2009年，在西安交通大学建成处理城市污泥3t/d的国内第一套具有自主知识产权的SCWO示范装置，如图1所示。该系统集有机物去除、脱盐除渣、余热利用/制取富氢气体、防堵塞、防腐蚀多项功能于一体，能够同时实现城市污泥等有机废物/废水的无害化处理与资源化利用过程。

            图2  863示范装置SCWO处理城市污泥照片对比（435℃，26MPa, 氧化系数2.0）

     如图2所示，城市污泥经过示范装置处理后出水的COD为25mg/L，氨氮为2mg/L及色度可以与洁净水媲美，完全能实现达标排放。该装置实现了城市污泥化学需氧量(COD)减排和脱盐处理的一体化过程；最大程度地利用反应后液体的热量，降低了装置运行成本；在装置中实现脱盐处理和泥渣分离；反应后的清洁液体作为装置的蒸发壁水进行循环利用；采用撬装式结构形式，方便安装和运输；可实现城市污泥超临界水部分氧化/气化的产氢过程。

三、市场及效益分析

    城市污泥完全氧化后的反应热除去系统自热所需热量外，富余的热量可以用来提供热水或者产生蒸汽，且反应产生的CO2气体还可以分离出售，进一步获得经济效益。这在环境污染日益严重和能源日趋紧张的大环境下，具有光明的发展前景。

    采用超临界水氧化技术处理65t/d含水率为80%的城市污泥，其处理费用为48.9元/t（含水率80%）或244.4元/t（干污泥），显著低于上海市石洞口污水处理厂的城市污泥焚烧装备的运行费用（533元/t干污泥）。

    且我国含水率80%城市污泥产生量2500万吨/年，取SCWO市场占有率30%计算，待处理污泥总量为750万吨/年，设备处理能力取100t/d，总需求量为206套，售价为2000万/套，利润为1080万/套，总销售额为22.3亿元。超临界水氧化技术处理城市污泥具有光明的应用前景。

四、主要应用领域

    城市污泥SCWO技术符合国家产业和技术政策、有较强的创新性、产品附加值高、市场竞争力强。根据目前我国城市污泥的巨大产量和增长趋势，城市污泥超临界水氧化设备潜在用户量大，市场前景广阔。

五、合作条件要求

   （1）有独立承担民事责任能力的自然人或独立承担民事责任的企业法人。

   （2）有一定的投资能力和风险意识，并且具有一定的市场推广和拓展的能力。