2017年，我国固废产生量38.42亿吨，占世界固废产生量1/3以上。固废对空气、土壤及水体造成污染，严重损害人体健康。目前，国内外固废处理技术主要为填埋、焚烧、堆肥等，但随着愈加严格的污染物排放标准出台，传统处理技术已难以达到要求，亟需发展新的固废处理和资源化利用技术。2019、2020连续两年，我国将固废的资源化利用列为国家科技重大专项的第一项，由此可见该课题的重要性和社会价值。在固体废弃物中，由生物制药和有机化工产生的废料、工业废水处理后产生的污泥、餐厨垃圾等形成的有机废弃物是固废中危害性很大的一类，一般列为危害废弃物（危废）。这类固废是较难处理的一类废弃物，首先填埋和堆肥直接会造成土壤污染，基本上被禁止。由于污泥和有机废料大多呈固液两态，普通焚烧难以进行，一般要干化后加助燃剂才能进行焚烧处理，焚烧过程中又会产生二噁英等大量的有毒气体，产生二次污染。因此寻求新的有机危废处理技术成为当前的一个重大课题，也是我国现阶段环保领域中最重要也是最紧迫的课题之一。 现在各地已经建设和正在建设一些污泥干化焚烧系统，用于发电等。但存在投资巨大，效率低，存在二次污染等问题。如果能利用我国现在有工业资源进行有机危废的无害化处理和资源化利用，实现少投入、低成本的危废处理将是该领域的最佳途径。我国是煤炭消费大国，利用煤炭燃烧和煤化工处理有机危废具有很大的优势，其中利用水煤浆技术协同处置污泥与有机危废具有巨大的市场空间，现有的水煤浆气化炉和水煤浆锅炉可全部处理掉污泥和有机危废，实现固废的资源化利用目标。目前利用水煤浆锅炉和气化炉处置污泥已有一定的应用，方式主要有两种：一种是污泥经过干化后投入水煤浆锅炉，与煤炭同时燃烧；另一种方式是将污泥或有机危废加入原煤中，通过球磨机或棒磨机制浆系统制成污泥水煤浆，再用于煤气化或燃烧。该处理方式已经在浙江凤登环保、宁波四明化工等企业试点应用，并取得了很好的经济效益和社会效益。在有机危废与水煤浆协同气化工艺上已取得了成熟的经验。但该技术在实践和推广中遇到了下列难题：（1）固废生物质在水煤浆中的充分混合和均匀分布，这是实现固废与煤炭协同气化的先决条件。但是很多有机废料都呈粘稠状，直接加在球磨机和棒磨机等制浆设备中，废料粘团很难打开，更难以均匀分布。由此限制了固废处理量，浆料中固废的含量在5%以下。（2）污泥和一些生物有机危废一般含很多内水（被生物细胞壁包含的细胞水），如果不通过剪切破坏细胞壁析出内水，会影响后续的气化反应。这也是限制废料处理量的一个因素。但是现在还没有大型高效率的析出内水设备。（3）污泥干化方法不仅消耗大量能源，处理成本巨大，而且干化后的污泥后有机质属性和煤的差别大，投入炉中不能和煤协同燃烧，也限制了污泥处理量。一般情况下，污泥量超过10%就影响燃烧效果。（4）由于污泥和固废的加入改变了水煤浆的流动性，当固废含量高后现有的螺杆泵等煤浆泵不能满足含固废水煤浆的输送要求。本项目通过一系列原创性的技术创新，解决了水煤浆气化协同处置有机危废中的上述技术难题：（1）开发了独创的新型高效率浆料粉碎机，可充分切割污泥和有机危废的纤维结构和细胞壁，析出内水，使废料的协同气化比例提高5倍以上；（2）开发新的多维浆料均质搅拌设备，解决了粘性有机废料的分解及与水煤浆的充分均质混合，提升废料的处理比率和预处理效率；（3——新型尖齿高浓浆泵的研制解决了高粘度高粘度含杂质水煤浆的输送问题，泵的使用寿命是现有螺杆煤浆泵的3倍以上；（4）开发桶装废料的自动化卸料处理系统，结合机器人搬运技术和利用传感器与控制技术实现多种不同性质物料自适应下料，并与新的浆料混合系统和新型浆料泵送系统形成生物危废制备水煤浆全封闭、无污染、自动化、高效率处理系统，该系统解决了有机危废处理依靠人力手工操作的困境。我国现有1亿吨的水煤浆气化装置，这些装置只要采用本项目的技术和设备系统完成危废水煤浆的制备与输送，就能改造成水煤浆气化协同处置危废系统，且基本上不影响原煤化工系统的生产，并能获得危废处理和节省原煤的双重效益。仅现有水煤浆汽化炉的改造就能年处理有机危废4千万吨，处理危废的直接经济效益每年1600亿元。同时该系统也可应用于水煤浆协同处置市政污泥用于燃煤锅炉的改造，进行污泥的无害化处理同时，实现煤炭的清洁燃烧利用。我国废水产生量约699.7亿吨，每年污水处理厂产生的污泥超过1亿吨，2亿吨的燃煤量即可处理掉全部市政污泥，仅占我国燃煤量的3%，水煤浆协同处理污泥是目前污泥无害化处理和资源化利用的最有效方法之一。 【展开】 【收起】