污泥資源化利用的瓶頸與發(fā)展方向
【蘭州純水設(shè)備http://www.bc-shanghai.cn】參加過好幾屆中國給水排水污泥論壇，講過厭氧工藝，也系統(tǒng)介紹過清華大學(xué)的污泥處理處置技術(shù)和污泥焚燒熱解工藝。去年講了我們的一些實踐，這次主要圍繞之前的話題，看能否發(fā)現(xiàn)一些新的問題，跟大家一起來探討。
1 城鎮(zhèn)污水污泥市場的政策和機遇
提起污泥處理，以前更多是環(huán)保問題和建廠本身的問題。從開啟中央環(huán)保督察開始，污泥處理成為跟各廠、企業(yè)負(fù)責(zé)人的烏紗帽有密切關(guān)系的問題。在中央環(huán)保督察中，一些大的公司因為污泥問題倒閉了，很多污泥堆在廠里不敢出去蘭州純水設(shè)備，下一步污泥的處理處置問題非常嚴(yán)重。“水十條”中明確指出，現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)于2017年底前基本完成達標(biāo)改造，地級及以上城市污泥無害化處理處置率應(yīng)于2020年底前達到90%以上。“十三五”規(guī)劃中指出，“十三五”期間要新增或改造污泥(含水率80%污泥)無害化設(shè)施處置能力6萬噸/日。由此可見，國家對污泥處理處置的要求非常高。我國污水處理發(fā)展非常快，十二五規(guī)劃中指出要對污泥處理投資300多個億，我國2020年污泥產(chǎn)量預(yù)計12萬噸/日污泥，十三五期間要求新增6萬噸/日處理能力，每噸污泥處理40萬的投資計算，總投資額240多億，五年內(nèi)完成投資。對中央財政來講，幾千億已經(jīng)投下去了，這些錢應(yīng)該也不是問題。
關(guān)于污泥處理處置，我國已經(jīng)出臺了一系列的政策法規(guī)，如2000-2002年期間《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》；2009年住建部、環(huán)保部和科技部聯(lián)合出臺《污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策（試行）》；2010年環(huán)保部出臺《污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南》、《城鎮(zhèn)污水廠污泥處理處置技術(shù)規(guī)范（征求意見稿）》，住建部出臺《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南（試行）》，等等。政策明晰，國家要求明晰，資金有保證，標(biāo)準(zhǔn)也完善蘭州純水設(shè)備，為什么污泥處理、處置市場卻遲遲啟動不了？國家污泥無害化處理處置率應(yīng)于2020年底前達到90%以上，而目前的污泥處理率卻只有30%，為何有這么大的差距？我們先從技術(shù)上找問題。
2 污泥處理處置技術(shù)進展和問題分析
1、厭氧工藝發(fā)展的技術(shù)瓶頸
厭氧工藝發(fā)展存在以下技術(shù)瓶頸：微生物共同體破壁非常困難；由于泥沙問題導(dǎo)致效率低；厭氧系統(tǒng)能量凈輸出低導(dǎo)致大家沒有熱情。
國內(nèi)污泥厭氧消化新技術(shù)的發(fā)展與時俱進，高濃度厭氧發(fā)酵、新材料（設(shè)備）應(yīng)用和水熱等技術(shù)要求高的技術(shù)均已經(jīng)掌握。在攪拌設(shè)備的多樣性、反應(yīng)器材料及形狀、厭氧發(fā)酵技術(shù)、沼氣利用途徑等方面，我們均做了一系列的探索與實踐。在攪拌設(shè)備上，最早是蛋型、立式的，后來發(fā)現(xiàn)做成蛋型混凝土池的攪拌設(shè)備很費錢，所以有了鋼結(jié)構(gòu)池型，對應(yīng)的攪拌形式和設(shè)備也更加多元化了。在工藝上，863做了攻克，我們特別提出了兩相的工藝和熱水解等技術(shù)，且技術(shù)上都已有所突破。在沼氣產(chǎn)物的利用上，不但可以進行發(fā)電，還能提純沼氣。可以說，國內(nèi)污泥厭氧消化新技術(shù)的發(fā)展是與時俱進的，充分跟蹤了國際新進展和問題分析，高濃度厭氧發(fā)酵、新材料(設(shè)備)應(yīng)用和水熱等高要求技術(shù)也均已掌握。
2、我國污泥堆肥技術(shù)瓶頸基本解決
在好氧堆肥上，關(guān)于臭氣、氧的測定及控制等問題，我國也有長足的進步。
目前國內(nèi)污泥堆肥技術(shù)已基本實現(xiàn)了工程大型化、設(shè)備國產(chǎn)化、控制智能化、污泥高效穩(wěn)定化的國際技術(shù)水平，基本完成了污泥好氧堆肥工藝的開發(fā)，臭氣污染等環(huán)境影響在技術(shù)上也得到解決。
3、污泥噴霧干化-焚燒技術(shù)工程案例
國產(chǎn)化的污泥處理設(shè)備不多，我們課題組用了近十年的時間，建立了十余個大型污泥噴霧干化－焚燒技術(shù)應(yīng)用工程，總計處理量超過5000t/d（80%含水率），建立1200t/d的噴霧干燥工程，這也是目前行業(yè)內(nèi)最大的污泥噴霧干燥單體工程。
3 污泥處理處置問題的政策分析
隨著污水處理事業(yè)的發(fā)展，我國污泥處理發(fā)展歷程可以分為以下四個階段：發(fā)展初期、起步期、超常規(guī)發(fā)展期與成熟期蘭州純水設(shè)備。在這些階段，我們沒有充分吸取經(jīng)驗，分別犯了不同的錯誤。
在污水處理發(fā)展初期，天津紀(jì)莊子、北京高碑店、杭州四堡等一大批大型污水處理廠采用了正確的技術(shù)路線。到了起步期，大概從上世紀(jì)90年代中期開始，由于污水處理廠和垃圾處理同屬一個部門管，在政府引導(dǎo)下導(dǎo)致污泥脫水后直接放到填埋廠了。在可研報告中，就把填埋廠作為污泥處理的最終目的地。經(jīng)過很長一段時期后大家才認(rèn)識到填埋廠不能作為污泥消納廠。污水處理進入快速發(fā)展期，上世紀(jì)末開始我國引進了國外所謂的先進技術(shù)，即低負(fù)荷氧化溝技術(shù)，否定了污泥厭氧穩(wěn)定，錯誤地選擇了低負(fù)荷、高投資、高能耗的延時曝氣，采用好氧污泥穩(wěn)定方法。
隨著技術(shù)的不斷成熟和經(jīng)驗積累，污水處理開始進入成熟期。2010年環(huán)保部辦公廳發(fā)文并指出，污水處理廠以貯存（即不處理處置）為目的將污泥運出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50%以下。行業(yè)將該文件誤讀，導(dǎo)致全國各地全部建高干脫水設(shè)施，也要加石灰（有的甚至要加到10%）。這不是污泥減量，而是污泥增量。中國污泥處理界選擇高干脫水工藝將阻礙污泥處理技術(shù)發(fā)展，導(dǎo)致市場上出現(xiàn)劣幣驅(qū)逐良幣的現(xiàn)象。我們可以思考一個問題，為什么全世界不走這個技術(shù)路線，中國卻偏要走這個技術(shù)路線？這是不是一條正確的技術(shù)路線？我個人多次在會議上指出，這是一條錯誤的技術(shù)路線。
今年年初，天津市人民政府辦公廳出臺了《天津市城鎮(zhèn)污水處理廠管理辦法》，要求建設(shè)單位按照國家有關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進行污泥處置，保證污泥無害化。這也是第一個城市層面出文明確規(guī)范污泥處理的運行和規(guī)范，但把責(zé)任推給了國家，這也是一個問題。我認(rèn)真學(xué)習(xí)了該設(shè)計規(guī)范，其中并沒有說應(yīng)該怎么辦或者強制怎么辦蘭州純水設(shè)備。為什么國外污泥廠都是用厭氧消化或堆肥，我國卻并沒有把厭氧消化和污泥堆肥作為強制性要求納入污水處理規(guī)范？我國的標(biāo)準(zhǔn)要求達到穩(wěn)定化率，但卻缺乏考核方法和考核指標(biāo)。現(xiàn)在的監(jiān)督檢查并不檢查污泥是否穩(wěn)定，是否達到40%的削減率，這也導(dǎo)致我國的污泥處理不上處理設(shè)施。國家職能部門和技術(shù)界能否把污泥處理的指標(biāo)作為考核城市污水處理廠必備要素？
污水處理到污泥處理后，經(jīng)過脫水或者高干脫水，就會填埋或者混合焚燒。焚燒的路子不通，好氧堆肥到土地利用的路子也不是非常通順，這就是污泥處理處置的瓶頸和障礙。
1、污泥的土地利用
第一是業(yè)界自己的問題。通常好氧堆肥后要進行土地利用，但是幾十、幾百萬噸的污泥要土地利用，涉及到污泥的儲存、運輸中轉(zhuǎn)與發(fā)放。污泥發(fā)放到農(nóng)民手里要幾千、幾萬個人的行業(yè)支撐，而我們現(xiàn)在并沒有這個行業(yè)支撐。有沒有途徑解決這個問題？可以從政府和企業(yè)兩個方面想辦法，當(dāng)然兩者的解決途徑是完全不同的。這里給出兩個案例。
以北京市以園林局為主導(dǎo)的相關(guān)研究為例，堆肥污泥園林利用干基用量2-4噸相對安全，每年可消納北京城市污泥量約200萬噸，僅需林地20萬畝。全市有1700萬畝林地，北京林地土壤有機質(zhì)僅0.5-0.8%，提升到發(fā)達國家的3%，市林地土壤改良有機肥需求潛力8.5億噸。《北京市新一輪百萬畝造林綠化行動計劃》到2022年，要新增森林綠地濕地面積100萬畝，初步估算建設(shè)總投資約為406億元，百萬畝造林里對土壤和肥料的需求也是巨大的。從園林局的角度解決這一問題也不是不可能的。所以說，主體從水務(wù)部門變?yōu)閳@林部門是解決問題的鑰匙。
從建國之初至今，土地政策發(fā)生了巨大的變化，土地流轉(zhuǎn)是其中一個很大的變化。下面介紹一個企業(yè)利用土地流轉(zhuǎn)進行沼渣沼液利用的例子。對于沼液的消納問題，以前該企業(yè)選擇把沼液拉到田間地頭，并且買了沼液存儲罐給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民，大家很愿意使用。然而，一旦企業(yè)如果向農(nóng)民收錢，農(nóng)民就不愿意用了。后來該企業(yè)自己流轉(zhuǎn)了2000畝土地，利用沼液進行特色種植，打造了自己的品牌。此舉不僅實現(xiàn)了沼液的消納，還減少了沼液脫水和處理的費用，每年可節(jié)約成本一兩百萬，收益更多。如果做污泥處理的人同樣進行土地流轉(zhuǎn)，借助市場同樣可以做很多事。因此我們說蘭州純水設(shè)備，污泥資源化利用要依靠政府的手和市場的手兩手發(fā)力。
2、污泥消化：世界范圍污泥厭氧消化的統(tǒng)計
厭氧消化作為中間環(huán)節(jié)，在這里就不細說了。相對來說，農(nóng)業(yè)畜禽養(yǎng)殖領(lǐng)域的厭氧消化做的比較好，我國市政行業(yè)由于在厭氧消化領(lǐng)域的實踐不足，污泥厭氧消化處于較低的水平，在反應(yīng)器的建造和設(shè)計理念上比較陳舊，遠遠落后于國外同行。與國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域厭氧應(yīng)用、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域沼氣工程的水平的差距都較大。使得我們在溫室氣體減排、節(jié)能降耗上缺乏抓手。因此，要依靠全社會的力量共同推動厭氧消化，厭氧消化技術(shù)才能有比較大的發(fā)展。
3、國人對污泥干化焚燒工藝的誤讀
對于污泥干化焚燒工藝，國人有一系列的誤讀，主要體現(xiàn)在如下三個方面：一是認(rèn)為污泥干化焚燒是一種高能耗工藝，二是認(rèn)為污泥焚燒是一種高碳排放工藝，三是認(rèn)為污泥焚燒特性與垃圾相同是二噁英排放源。然而在國際上，無論是歐洲、美國、日本，污泥干化-焚燒都是主導(dǎo)性工藝或主導(dǎo)工藝之一。我國政策法規(guī)也鼓勵污泥焚燒，但是由于技術(shù)界的誤解，導(dǎo)致公眾對污泥干化焚燒有很大誤解。最近，歐洲由于要從焚燒灰中回收磷，把協(xié)同焚燒基本取締了，走單一焚燒的技術(shù)路線。相信幾年后等我們想回收磷的時候，一定也會回到國際技術(shù)路線上來，走單獨焚燒的技術(shù)路線。因為要回收磷，焚燒可能是最經(jīng)濟的方式。
最后，我想說污泥處理處置的障礙不僅僅來源于技術(shù)、政策，更多是業(yè)界自己存在障礙，所謂“破山中賊易，破心中賊難”。謝謝大家！
提問：您講污泥無害化處理后是重要的資源。在污泥工藝處理處置上，焚燒是一個比較大的方向。一方面污泥作為一種資源應(yīng)該對其進行二次利用，另一方面污泥焚燒以后資源價值就會大大降低，我們應(yīng)如何權(quán)衡這個問題？如何把握污泥今后的處置方向？
王凱軍：污泥最終的處理路徑主要有兩個，一是回到土地，二是作為建材等固體回收。要因地制宜，根據(jù)不同地區(qū)的土地情況和經(jīng)濟發(fā)展條件來決定如何處理處置。在長三角、珠三角和一些大型省會城市，土地資源短缺蘭州純水設(shè)備，污泥焚燒可能是主要的技術(shù)方向。而焚燒并不代表資源化利用率低了，因為在這個過程中仍有多種資源可以回收。第一，國外作為磷回收的主要技術(shù)途徑現(xiàn)在才開始；第二，焚燒后的灰用來做建材比原污泥更加有利，也比沒有焚燒完利用更加經(jīng)濟，作為建材的回收利用是更好的。我們現(xiàn)在做建材基本上跟制磚放在一起，而制磚要再燒一次，這對污染的控制還是存在一定問題的。在地級市及以下地區(qū)或土地資源豐富的地區(qū)，污泥處理處置政策可以分兩類：一是農(nóng)業(yè)直接利用，二是林業(yè)、園林的利用。兩類利用情況不一樣，標(biāo)準(zhǔn)也不太一樣。污泥大部分進入林業(yè)直接利用，只有在非常安全可靠的情況下，才能進入農(nóng)業(yè)直接利用。水處理設(shè)備 去離子水設(shè)備
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