戴曉虎：低碳處理為目標，資源利用為導向，驅動未來污泥技術創新
污泥是城鎮污水處理的副產物，它具有“污染物”和“資源”的雙重屬性。根據污泥來源、產量和泥質特征，統籌確定污泥低碳處理處置方案，以資源利用為導向，合理選擇污泥處理處置技術，是推動污泥低碳處理和資源化利用，推動水污染防治領域減污降碳協同增效的關鍵舉措。
“如果污泥沒有得到有效處理，不僅會造成嚴重環境污染與資源浪費，污水處理設施效益也將大打折扣。”這是污泥聯盟理事長、同濟大學戴曉虎教授于7月20日在深圳舉行的污泥處理處置產業鏈座談會上所做的闡述。
污泥處理處置產業鏈座談會邀請了多位行業內權威專家、學者、企業代表及污泥運行管理負責人參加，圍繞“堅持系統思維科學處理，推進污泥處理處置全產業鏈高質量發展”為主題開展了專題匯報與交流，促進產業發展，推動技術創新。
會上，戴曉虎從污泥無害化處理和資源化利用的現狀、新要求、研究進展三方面進行了詳細論述。
污水成效顯著，污泥短板嚴重
戴曉虎首先從污泥處理的重要意義入手，介紹了污泥無害化處理和資源化利用現狀。
他指出，近年來，我國城鎮污水收集處理能力顯著提升，但污泥處理設施建設總體仍顯滯后，短板嚴重，是世界唯一沒有“泥水”統籌的國家，污泥資源化利用水平仍需增強。
戴曉虎強調，污泥作為污水處理的過程產物，富集了污水中50%的污染物質，如果污泥沒有得到有效的處理，將造成嚴重的環境污染與資源浪費，污水處理設施的減排效益將大打折扣。
中國污泥無害化與資源化，經歷了從無到有、由點到線、由線到面的發展歷程。2022年，《污泥無害化處理和資源化利用實施方案》出臺，污泥無害化處理和資源化利用工作站在了新的起點。無害化為目標、資源化為手段，減污降碳協同推進、溫室氣體降低排放、資源高效回收利用，污泥無害化處理和資源化利用向著“綠色、低碳、健康”方向發展。
戴曉虎介紹，目前，我國污泥處理處置形成了4條主流技術路線：
（1）厭氧消化+土地利用；
（2）好氧發酵+土地利用；
（3）干化焚燒+灰渣填埋/建材利用；
（4）深度脫水+應急填埋。
“碳污雙指標”驅動未來污泥技術創新
戴曉虎指出，污泥具有污染和資源雙重屬性，且具有復雜特性，這給污泥無害化處理和資源化利用工作提出了新要求。
雙重屬性：污泥既是一種污染物，含有重金屬、病原體和新興污染物；同時污泥也是一種可以利用的資源，其含有的碳是寶貴的生物質能源，氮可回收做氮肥，磷可作為重要的戰略性資源。
復雜特性：是指污泥具有多介質（固-液-氣三相），多組分、易腐�。惖鞍住㈩惗嗵�、類脂質、無機物質、惰性物質、水分），有毒有害物質（重金屬、病原微生物、持久性有機物），多重交互作用（易腐-惰性有機分子交聯超分子結構）的性質。
基于此，一系列政策出臺，加快實現生產生活方式綠色變革，推動經濟社會發展建立在資源高效利用和綠色低碳發展。
2021年。國務院發布《2030年前碳達峰行動方案》，循環經濟助力降碳行動，提出加強大宗固廢綜合利用，健全資源循環利用體系，大力推進生活垃圾減量化資源化。
2023年，《甲烷排放控制行動方案》出臺，這是首份對甲烷排放控制進行頂層設計的政策性文件�！斗桨浮诽岢黾訌娎臀鬯幚砑淄榕欧趴刂�，推進垃圾處理甲烷排放控制，加強污水處理領域甲烷收集利用；推進農業領域甲烷排放控制，推進畜禽糞污資源化利用，科學控制腸道發酵甲烷排放，有序推進稻田甲烷排放控制。
2022年，國家發展改革委、住房城鄉建設部、生態環境部聯合印發《污泥無害化處理和資源化利用實施方案》，這是與污泥無害化處理和資源化利用直接相關的政策方針，直指污泥這一城市環境治理領域的“老大難”問題，明確了“十四五”時期我國污泥無害化處理和資源化利用的基本原則、主要目標、重點任務和保障措施�！秾嵤┓桨浮穲猿謫栴}導向、注重系統施策，將打開污泥治理新局面。
《實施方案》提出到目標：2025年，城市污泥無害化處置率達到90%以上，地級及以上城市達到95%以上�！秾嵤┓桨浮分赋�，提升設施效能，評估現有工程設施；建立健全設施普查建檔制度；優化現有處理設施；補齊設施缺口，優化管網配置，建設集中處理設施，提高設施綜合效益；強化管理措施，因地制宜選擇處理方式，積極推廣污泥土地利用，合理減壓填埋規模，有序推進污泥焚燒，加大推廣污泥能量物質回收利用。
《實施方案》還提出主要措施：
1、因地制宜選擇處理方式，遵循“綠色、循環、低碳、生態”理念，合理化技術路線，因地制宜合理選擇污泥處理處置全鏈條技術路線；
2、鼓勵土地利用，源頭控制污泥品質，提升污泥穩定化和衛生化水平，鼓勵處理后污泥用于土地利用；
3、壓減衛生填埋，推廣衛生填埋處置，鼓勵采用資源化利用等替代方案限制污泥填埋處理，合理壓減填埋規模；
4、有序推進焚燒，有序推進污泥單獨焚燒，對于具備協同焚燒條件的地區采用協同焚燒的方式，發揮協同效益；
5、加強能量、物質回收利用，加大推廣污泥能量和物質回收利用，積極鼓勵污泥綠色固液分離、高效厭氧/好氧、高參數焚燒等資源化新技術的開發。
戴曉虎強調，污泥處理處置傳統技術路線有種種弊端，生物轉化效率低、深度脫水能耗高、氮磷資源浪費、填埋高碳排放，這些都是低碳背景下需要解決的瓶頸和難題。在“碳污雙指標” 的驅動之下，污泥處理處置技術需高效回收生物質能、需低耗固液分離技術、需營養物質資源回收、需提升資源化處置水平，因此，污泥無害化處理和資源化利用的新要求將推動污泥技術的創新和進步。
圍繞污泥全鏈條處理處置與資源化持續攻關
同濟大學戴曉虎教授團隊領銜的“污泥全鏈條處理處置與資源化關鍵技術及工程應用”曾獲評2021年度中國生態環境十大科技進展。多年來，團隊圍繞污泥全鏈條處理處置與資源化深耕細作，基于厭氧消化、固液分離、熱解炭化、生物自養脫氮、氮磷資源回收、生物基燃料等工藝原理及處置方式，開展了一系列研究工作。
1、厭氧消化：提出污泥高級厭氧調控理論方法
團隊通過對污泥復雜結構解析，揭示了污泥生物抗降解機制，突破了重構固液界面、誘導電子-質子傳遞新原理，率先提出了污泥高含固厭氧消化理論，創建了污泥高級厭氧消化增效調控理論體系。
2、厭氧消化：攻克污泥高含固/協同厭氧消化技術
這一技術揭示了污泥假塑性流體特性，構建了高含固污泥流變本構方程，提出了高含固厭氧消化理論，突破了高含固抑制反饋調控方法，實現高含固厭氧工程推廣應用，高含固厭氧消化有機負荷提高2-4倍，反應器容積為傳統厭氧消化的1/3，現已成為主流技術。
3、固液分離：拓展了污泥水分分型理論
通過建立基于水分分型的梯級脫水模型方法，發現結合水的空間位阻和界面親和是污泥水-固分離關鍵礙阻因子，突破了污泥水-固微尺度賦存狀態的原位可視化、無損定量化瓶頸。
4、固液分離：基于液相極性調控的水-固分離新方法
基于液限極性調控的污泥新型調理系統，實現了污泥水-固分離由非選擇性破壁溶胞向界面極性力靶向削減的變革式創新。
5、固液分離：基于水分結晶的污泥脫水調理新技術
基于水分結晶的污泥新型調理系統，實現了污泥水-固分離由顆�；炷�/絮凝向水分定向遷移的變革式創新。
同濟大學戴曉虎教授團隊領銜的“污泥全鏈條處理處置與資源化關鍵技術及工程應用”曾獲評2021年度中國生態環境十大科技進展。多年來，團隊圍繞污泥全鏈條處理處置與資源化深耕細作，基于厭氧消化、固液分離、熱解炭化、生物自養脫氮、氮磷資源回收、生物基燃料等工藝原理及處置方式，開展了一系列研究工作。
6、固液分離：開發梯級高壓壓濾污泥固液分離新方法
將污泥固液分離過程抽象為多孔體系中水的滲流過程，轉盤式擠壓油缸，適用多種污泥，無需熱源蒸汽，常規藥劑調理，含水率低至30%，無臭味無粉塵。
7、固液分離：全球首創低溫真空脫水干化一體化技術裝備
攻克了壓濾脫水耦合真空干化的梯級驅水精準調控關鍵技術，提出了基于低品位熱源的污泥真空干化新方法，綜合能耗比傳統技術降低65%。
8、固液分離：水源熱泵耦合污泥低溫真空干化技術
該技術作為污泥脫水干化模式的變革，真空干化溫度60-80℃，水源熱泵回收污水低品位熱源即可滿足真空干化需求，解決了污水源熱泵耦合污泥低溫真空干化的工程技術難題，率先建成了我國首個水源熱泵-壓濾脫水-真空干化一體化系統示范工程，節省污泥干化能耗30%以上，牽頭編制了中國水協團體標準。
9、熱解炭化：突破分散式定向熱解轉化關鍵技術和裝備
該技術及裝備開發了低熱值入爐泥尾氣重整提升產物能量份額的新型炭化關鍵技術，同時開發了間接/直接傳熱耦合的復合熱解反應器，提升了能源利用效率及處理效率。
10、生物自養脫氮：SPND耦合驅動沼液自養脫氮
基于沼液自養脫氮抑制機制，新型SPND耦合驅動兩段工藝實現了沼液高效自養脫氮，新型SPND耦合驅動兩段工藝實現沼液高效自養脫氮。
11、氮磷資源回收：基于物質形態定向轉化的氮磷回收
基于酸性離子交換樹脂靶向清潔磷提取技術，開發了沼液不加堿負壓汽提脫氨新方法，污泥釋磷效率>50%，氨氮回收率達83-90%。
12、生物基燃料：生物基甲烷重整制氫高值轉化
13、生物基燃料：污泥等有機固廢協同“氣化+X”高值利用
開發了與污泥、沼渣等有機固廢相匹配的“氣化+X”耦合產品高值利用技術，實現了氣化產品氣高值化利用。
最后，戴曉虎對污泥低碳處理與資源化利用新技術的研究做了總結和展望。
污泥處理新技術研發重點突破方向
戴曉虎指出，污泥處理無害化是根本目標，資源化是核心手段，從全生命周期角度秉持“綠色、低碳、循環”理念，以實現污泥無害化資源化技術創新的突破。
信息、材料、生物等多學科的交叉融合，先進分析與表征手段、人工智能、大數據等技術的應用，促使新的污泥處理處置技術和方法不斷涌現。
基于污泥生物源的特征，在雙碳和甲烷行動方案的政策背景下、污泥的減污降碳協同增效是未來的重要任務，高效生物轉化、氮磷資源回收、低耗固液分離、生物基燃料及生物基化學品等是未來研究的重點方向。
