◎ 本刊記者 周 燁

日前，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部、發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)了《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案（2019—2021 年）》，隨后遼寧、安徽、甘肅等省份陸續(xù)公布了實(shí)施方案，新一輪污水廠“提標(biāo)改造”已經(jīng)在路上。

污泥和污水恰似一對(duì)“孿生兄弟”，污泥是污水處理的衍生品，分為市政污泥和工業(yè)污泥兩大類。由于它通常內(nèi)含有害重金屬、病原微生物，以及大量難降解物質(zhì)等，處理不徹底的話，會(huì)給環(huán)境帶來二次污染。與此同時(shí)，又因?yàn)樗缓袡C(jī)質(zhì)和氮磷等養(yǎng)分，處理得當(dāng)則還是一種寶貴的資源，比如，可用來制作園林綠化基質(zhì)或有機(jī)肥。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)固體廢棄物研究所所長周立祥教授自1987 年以來一直從事著污泥處理與資源化利用的相關(guān)科研和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐，是我國最早從事并系統(tǒng)開展污泥研究的學(xué)者之一。通過20 多年的努力，周教授和他的科研團(tuán)隊(duì)在國際上率先推出了污泥生物瀝浸處理技術(shù)，并通過工程化應(yīng)用“變廢為寶”。這也給污泥處理帶來了一次技術(shù)革命。

技術(shù)創(chuàng)新，為污泥處理“另辟蹊徑”

據(jù)了解，污泥的不規(guī)范處置已成為我國土壤和水環(huán)境中一個(gè)重要污染源，由此引發(fā)的重大污染事件和群體事件時(shí)有發(fā)生。

周立祥介紹，污泥水分含量高（80%左右），粘性強(qiáng)，存在惡臭、重金屬、病原物等有害成分，嚴(yán)重影響到了其包括焚燒、填埋、堆肥后土地利用等后續(xù)處置和利用。因此，設(shè)法大幅降低污泥水分含量以使污泥減容（量）、去除污泥中有害物質(zhì)并實(shí)現(xiàn)資源化利用，是化解污泥處理難題的最佳方法。

污泥處理是項(xiàng)系統(tǒng)工程，其處置工藝如今可謂是百花齊放。然而由于各種原因，我國對(duì)污泥的有效處置率并不高，也未能形成具有引領(lǐng)污泥處理處置行業(yè)的工藝路線。

周立祥說，以國內(nèi)外現(xiàn)行的“添加大量石灰-三氯化鐵等化學(xué)藥劑對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理，然后通過隔膜廂式壓濾脫水”的工藝為例，它雖然也能實(shí)現(xiàn)污泥的深度脫水，但是因大量引入無機(jī)物質(zhì)，實(shí)際上增加了污泥干物質(zhì)量，降低了污泥有機(jī)質(zhì)和熱值，污泥泥餅pH 過高，影響污泥的后續(xù)資源化利用，而且無法去除重金屬等有害物質(zhì)。

“技術(shù)本身的局限性，是導(dǎo)致諸多工藝未能大規(guī)模工程化應(yīng)用的重要原因?！彼f。

早在1999 年，周立祥便開始了以去除污泥重金屬和深度脫水為目標(biāo)的生物瀝浸技術(shù)研究，經(jīng)過前后20 多年的奮戰(zhàn)，研發(fā)了污泥微生物調(diào)理法，即“污泥生物瀝浸法（技術(shù)）”。這套工藝簡單來說，就是在城市污水處理廠的濃縮污泥（含水約97%）中接種復(fù)合微生物，再加入少量特定營養(yǎng)物質(zhì)，曝氣處理一段時(shí)間后，使污泥的pH 值降低，繼而完成除臭、殺滅病原菌、脫出重金屬及大幅改善污泥脫水性的生物處理過程。

“這是國內(nèi)外污泥深度脫水領(lǐng)域在物理、化學(xué)調(diào)理之外開辟的第三種方法，即生物調(diào)理。其中發(fā)揮關(guān)鍵作用的復(fù)合微生物主要由嗜酸性自養(yǎng)菌和耐酸性異養(yǎng)菌組成，它們借助氧化等作用，可降低污泥pH 值，使原來的難溶性重金屬溶解為水相重金屬，進(jìn)而可被沉淀去除；當(dāng)個(gè)頭更小的自養(yǎng)菌替代原來的異養(yǎng)菌成為優(yōu)勢菌，可以令污泥中的菌膠團(tuán)破碎，進(jìn)而成功釋放出原來包裹在菌膠團(tuán)中的水分，實(shí)現(xiàn)污泥脫水；復(fù)合微生物對(duì)硫化物、硫化氫的氧化作用，可以實(shí)現(xiàn)除臭；它們投入工作后打造的低pH 值和氧化環(huán)境，還能絞殺不適應(yīng)這類環(huán)境的病原菌，具備殺菌作用。”周立祥介紹。

整體來看，污泥微生物調(diào)理的優(yōu)點(diǎn)在于，無需添加任何絮凝劑，深度脫水后的生物瀝浸泥餅無臭，可大幅降低重金屬，且不會(huì)損害污泥有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分，由于有機(jī)質(zhì)等有益成分高，堆肥后的污泥可用于園林綠化，實(shí)現(xiàn)污泥資源化利用。

產(chǎn)業(yè)攜手，助污水處理實(shí)現(xiàn)“水泥并重”

作為中國現(xiàn)代農(nóng)學(xué)高等教育的重要發(fā)祥地，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)一直以來都很重視研究成果的產(chǎn)業(yè)化，努力將“論文寫在大地上”，近年學(xué)校將產(chǎn)學(xué)研服務(wù)工作推向了新的高度。

2010 年，周立祥團(tuán)隊(duì)正式將生物瀝浸技術(shù)推向工程應(yīng)用，在江蘇無錫太湖新城污水處理廠建立起國內(nèi)外第一座污泥生物瀝浸處理工廠。之后，通過產(chǎn)學(xué)研合作，他們又先后在寧波、哈爾濱、長春、嘉興、西安、鄭州、桂林、南寧、汕頭等數(shù)十家大中型城鎮(zhèn)污水處理廠、工業(yè)和大型畜禽養(yǎng)殖企業(yè)污水處理站及餐廚垃圾處理廠推廣應(yīng)用團(tuán)隊(duì)的生物瀝浸技術(shù)，日處理各類污泥高達(dá)6000多噸。

為推進(jìn)污泥的資源化利用，周立祥團(tuán)隊(duì)于2012 年攜手北京中科國通環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司和無錫新利環(huán)保生物科技有限公司在無錫蘆村污水處理廠建成了國際上第一個(gè)生物瀝浸污泥堆肥廠。據(jù)了解，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的生物瀝浸污泥日處理能力為100 噸，較好地解決了常規(guī)污泥堆肥需要大量輔料、占地多、操作不便、產(chǎn)品質(zhì)量低和運(yùn)行成本高等一系列問題，堆肥直接運(yùn)行成本僅為常規(guī)污泥堆肥的40%，年產(chǎn)營養(yǎng)土15000 多噸，年新增產(chǎn)值近650萬元，實(shí)現(xiàn)了極好的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益。之后，該工藝同樣得到了迅速推廣。

2012 年建成運(yùn)行的寧波三菱化學(xué)有限公司化工污泥生物瀝浸處理工程，是周立祥和團(tuán)隊(duì)在工程規(guī)模上接受的第一個(gè)化工污泥處理項(xiàng)目。初始階段還經(jīng)歷了一些波折，該工程在2012 年10 月建成投產(chǎn)，最初效果非常理想，可一個(gè)多月后，脫水效果越來越差，直至完全癱瘓。情況緊急，周立祥立即帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)趕赴現(xiàn)場，經(jīng)過高強(qiáng)度的科研攻關(guān)，他們成功找到了失敗的原因：投入的復(fù)合微生物與污泥接觸時(shí)間長了以后發(fā)生了慢性中毒。隨后周立祥與團(tuán)隊(duì)立即改進(jìn)工藝方案，縮短了微生物的接觸時(shí)間，結(jié)果一舉成功。工程系統(tǒng)在2個(gè)月后全面恢復(fù)生產(chǎn)并始終非常穩(wěn)定地運(yùn)行。該項(xiàng)目作為團(tuán)隊(duì)為產(chǎn)學(xué)研成果產(chǎn)業(yè)化保駕護(hù)航最成功的案例之一，這次經(jīng)歷給周立祥和團(tuán)隊(duì)留下了深刻的記憶。

周立祥團(tuán)隊(duì)的生物瀝浸技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，也成為了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)學(xué)研合作最為成功的典型案例之一。該成果先后獲得教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)（2016 年）、中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)（2018 年）、環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2021 年）等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部“全國城鎮(zhèn)污水處理管理信息系統(tǒng)”數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來我國已建成城鎮(zhèn)污水處理廠4000 多座，污水處理能力達(dá)2 億多立方/日。然而，與之形成對(duì)照的是“重水輕泥”問題突出，長久以來我國對(duì)污泥處理處置設(shè)施的建設(shè)重視不夠、投資不足，造成了大量的城鎮(zhèn)污泥未得到有效處置，污泥問題凸顯。

“作為從事污泥研究數(shù)十年的一位老兵，自然責(zé)無旁貸。接下來，我們將繼續(xù)圍繞國家戰(zhàn)略需求，矢志創(chuàng)新，不斷推動(dòng)自主創(chuàng)新技術(shù)繼續(xù)向前發(fā)展，同時(shí)盡力推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，也希望國家在頂層設(shè)計(jì)、宏觀政策方面，能夠?yàn)榧夹g(shù)應(yīng)用突破傳統(tǒng)壁壘，創(chuàng)造更好的環(huán)境。” 周立祥說。