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.xingxinlong.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(jī)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?！八畻l”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(dá)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(dá)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?？欤逡?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(dá)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(jìn)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(jìn)，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(jìn)行發(fā)電，還能提純沼氣?？梢哉f，國內(nèi)污泥厭氧消化新技術(shù)的發(fā)展是與時俱進(jìn)的，充分跟蹤了國際新進(jìn)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(jìn)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(jìn)入快速發(fā)展期，上世紀(jì)末開始我國引進(jìn)了國外所謂的先進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(qiáng)制性要求納入污水處理規(guī)范？我國的標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)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(dá)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(jìn)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(jī)質(zhì)僅0.5-0.8%，提升到發(fā)達(dá)國家的3%，市林地土壤改良有機(jī)肥需求潛力8.5億噸?！侗本┦行乱惠啺偃f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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xì)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jì)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(jìn)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(jì)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(jì)，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(jìn)入林業(yè)直接利用，只有在非常安全可靠的情況下，才能進(jìn)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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