始建于1952年的中国建筑东北设计研究院有限公司（以下简称中建东北院），隶属于世界500强第27位的中国建筑工程总公司，是一家跨地区跨行业的大型设计企业。公司具有建筑行业、市政行业、风景园林、工程勘察、规划设计、工程总包等甲级资质。

     本着“未来十年团队只做这一件事”的信念，公司于2014年即开始引进并组建污泥碳化技术研发设计团队，并于2016年底专门成立国内目前唯一一家“污泥碳化技术研究院”，专业致力于“污泥改性碳化及资源利用技术”的研发、设计、装备制造、EPC总包及市场开拓；多学科优势在这一领域得到了完美融合，团队由污水跨界污泥，突破传统，大胆创新。其中，热能专业成为污泥碳化的主专业，机械、材料、化学专业成为污泥碳化的核心专业，一专多能的团队成员成为团队的主力军。

     目前，污泥处理处置是环保行业最热门的领域，技术路线多种多样。中建东北院团队为什么选择碳化技术作为方向？

     中建东北院污泥碳化技术研究院副院长劳余力介绍说，之所以选择这一方向，是因为在对污泥处理处置行业长期的关注中发现，相对于其他污泥处理技术而言，污泥碳化技术的优点相对比较明显，比如占地小、减量明显、固化重金属、无异味、资源化途径较多等，唯一制约其快速推广应用的瓶颈即成本高。

     而根据中国国情，在污染治理过程中，付费方最终是政府，往往看重其运行成本，希望选择一些成本低、效果好的技术路线。于是，中建东北院团队将改性技术和碳化技术结合，研发了这一新型污泥处理技术。

     劳余力介绍说，该技术利用改性剂将污泥中的蛋白质、糖类等有机质转换为油脂，然后在碳化过程中将改性产生的油脂气化并导入燃烧室燃烧来作为污泥碳化的主要能量来源，当有机质含量≥50%时，即可实现污泥碳化过程中能量的自给自足。

     据了解，该技术路线分为混合工段、一次干化工段、脂化工段、二次干化工段、除尘冷却工段和烟气合成工段。

      首先，80%含水率的污泥在混合工段掺混改性剂，缓存原泥，原泥:改性剂=1: 0.15%。

     其次，一次干化炉充分利用碳化炉中产生的热循环水，在进料装置中进行预干化处理；充分利用碳化炉中产生的高温烟气和碳化热载体，分别与原污泥进行直接和间接热交换实现污泥干化处理；经换热后的烟气（温度100 ℃左右 ）夹杂干化过程产生的水蒸气进入脂化工段，为改性反应提供适宜的热环境。

然后，脂化工段利用一次干化炉低温烟气提供热环境；将污泥有机质中的糖类、蛋白质等转化为油脂；并且产热脱水、水分蒸发、降低含水率；同时，固硫固氮，去除臭味；并实现重金属的还原。

     再次，碳化炉技术采用多套筒的炉体结构设计，实现碳化过程的分段分级处理，保证碳化过程的无氧/缺氧环境；并且在不同温度段实现污泥的无氧碳化。同时，碳化炉产生的高温烟气和碳化热载体为一次干化炉提供干化所需要的热源；而热循环水为一次干化炉的进料装置提供预干化的热源。

     劳余力介绍，污泥改性碳化技术中，还利用了重金属还原及固化技术，通过改性剂作用将污泥中的蛋白质进行水解、氨基酸脱氨基及氨的固定，利用固定后生成的氯化铵与添加的氢氧化钙，生成重金属与氨的络合物；络合物和葡萄糖粉逐步发生反应，从而降低污泥重金属离子化合价态或直接还原成单质。未被完全还原的重金属离子在后续碳化过程中，固定碳可对污泥中的重金属进行吸附形成相对的缺氧环境，吸附后的重金属在高温、缺氧条件下被进一步还原；最后，重金属均固化包裹在碳化颗粒中。”

     在烟气合成环节，中建东北院团队研发应用烟气合成隧道，将污泥处理过程产生的SO2、NOx等废气合成肥料，去除率可达到95%以上，填补了国际烟气处理资源化利用的空白。 

     劳余力介绍说，不仅烟气处理产物可以资源化做肥料，碳化产物的资源化途径更多。据介绍，碳化产物可以用于园林绿化用泥、土地改良用泥；可以做建材中水泥熟料用泥、制砖用泥泥质；也可以用作垃圾填埋场的覆盖土；同时，碳化产物具备一定热值，可掺混燃烧。

     目前，污泥改性碳化及资源利用技术已经对山东烟台某市政污泥、淄博某柠檬酸污泥、淄博某皮革污泥、霸州某混合污泥等污泥进行中试试验。通过中试应用，发现该技术通过对污泥的改性，使得整个工艺能够高效挖掘并利用污泥自身热值，当原泥有机质含量达到50%及以上时，即可实现整个改性碳化过程能源的自给自足，从而大大降低了污泥的处理成本。

      经生产性试验（规模100吨/日，80%含水率，有机质40%-50%）测得，中建东北院的污泥改性碳化工艺，工程投资为传统碳化工艺的80%左右，运行成本为传统碳化工艺运行成本的60%-70%左右。

     虽然整个工艺流程已经成功打通，但中建东北院团队仍将深耕于污泥改性碳化及资源利用技术领域，他们将力争在五年到十年内，把公司打造成为污泥碳化领域中的一流品牌！