隨著城市化進程的加速和污水處理標準的不斷提高，污泥作為污水處理的副產物，其安全、經濟、高效的處置已成為環保領域的關鍵挑戰之一。傳統厭氧消化后的污泥往往存在脫水性能差、有機質轉化不徹底等問題，制約了后續的資源化利用。針對這一難題，中國科學院（中科院）王東升研究員及其團隊，聚焦于熱水解厭氧污泥新型調理技術的開發，并成功推動其工程化應用，為污泥處理處置提供了創新性的解決方案。

一、技術開發背景與核心原理

傳統厭氧消化雖能部分降解有機物并產生沼氣，但消化后污泥的細胞壁結構仍較為完整，導致其脫水困難，且含有大量難以直接利用的有機質。王東升團隊開發的“熱水解厭氧污泥新型調理技術”，核心在于對消化后污泥進行進一步的熱化學調理。該技術通過精確控制溫度、壓力與反應時間，對污泥進行熱水解處理。在高溫高壓條件下，污泥中的微生物細胞壁被有效破裂，胞內物質（如蛋白質、多糖等）大量釋放，同時長鏈有機物發生水解、酸化等反應，轉化為更易生物降解的小分子物質。這一過程不僅顯著改善了污泥的脫水性能，降低了泥餅含水率，更重要的是，釋放出的有機質可作為優質碳源，回用于污水處理系統（如強化生物脫氮除磷），或進一步提高厭氧消化產氣效率，實現了污泥的“減量化、穩定化、資源化”目標。

二、技術創新點與開發過程

王東升團隊的技術創新主要體現在以下幾個方面：

1. 工藝參數優化：通過系統研究，確定了適用于我國典型污泥特性的最佳熱水解溫度、壓力及停留時間范圍，在實現高效破解的最大限度地降低了能耗并避免了有害物質的生成。
2. 耦合調理劑開發：創新性地開發了與熱水解工藝協同作用的環境友好型化學或生物調理劑。這些調理劑能在熱水解后進一步改善污泥絮體結構，增強脫水效率，并可能固定重金屬或回收有價元素。
3. 能量平衡與集成設計：將熱水解過程產生的熱能進行系統內回收利用，并與厭氧消化單元、脫水單元進行工藝耦合優化，形成了高效、節能的集成技術系統，提升了整體工藝的經濟性。

技術的開發經歷了實驗室小試、中試放大到工程示范的全鏈條創新過程。團隊通過大量的實驗數據模擬和機理探究，建立了工藝數學模型，為工程放大設計提供了可靠的理論依據。

三、工程應用與效益分析

該技術已成功應用于國內多個大型污水處理廠的污泥處理工程中。工程實踐表明：

• 脫水性能飛躍：經該技術調理后，污泥的脫水性能大幅提升，離心脫水后泥餅含水率可穩定降至60%以下，顯著減少了后續干化或焚燒的能耗與成本。
• 資源回收增效：釋放出的溶解性有機物作為內碳源回用于污水處理主流程，可節省外部碳源投加量20%-30%，降低了污水處理廠的運行費用。預處理后的污泥若進行二次厭氧消化，沼氣產率可提升15%-25%。
• 環境與經濟效益雙贏：技術應用實現了污泥的深度減量與資源循環，減少了填埋占地和二次污染風險。從全生命周期成本分析，雖然增加了熱水解環節的初始投資，但通過節約碳源、提升能源回收、降低脫水與處置成本，項目通常在3-5年內可實現投資回收，長期經濟效益顯著。

四、與展望

中科院王東升研究員團隊開發的“熱水解厭氧污泥新型調理技術”，是面向國家重大環保需求、從基礎研究到工程實踐成功轉化的典范。該技術通過熱化學手段精準“活化”厭氧消化污泥，破解了其脫水難、利用難的瓶頸，形成了節能降耗、資源回用的綠色技術路徑。隨著“雙碳”目標的推進，該技術有望與高級厭氧消化、磷回收、污泥制建材等技術的耦合，構建更加完整的污泥資源化技術體系，為我國乃至全球的污泥可持續管理貢獻重要的科技力量。