如何選擇污泥處理處置技術(shù)？
據(jù)住建部統(tǒng)計，截至2011年9月底，全國設(shè)市城市、縣累計建成城鎮(zhèn)污水處理廠3077座，處理能力達到1.36億立方米/日；正在建設(shè)的城鎮(zhèn)污水處理項目約1300個，處理能力近3100萬立方米/日。全國目前已有19個省、自治區(qū)、直轄市實現(xiàn)了“每個縣(市)建有污水處理廠”的目標(biāo)。伴隨中國城市化進程以及環(huán)境保護力度的不斷加大，污水處理廠在相當(dāng)長一段時間內(nèi)仍會保持迅速增長的勢頭。
然而，隨著大批污水處理廠的投入運行，產(chǎn)生的數(shù)量巨大的污泥如何處置等問題也亟須妥善解決。而各地在進行污泥處理處置工作時，常常面臨技術(shù)選擇的困境。填埋、焚燒，哪個適用？目前污泥處置技術(shù)存在哪些問題？我們又該如何判別、選擇適宜的處置技術(shù)呢？
現(xiàn)狀：缺乏戰(zhàn)略性考慮和規(guī)劃
脫水污泥直接填埋隱患多，對整個城市特別是市區(qū)污水污泥的戰(zhàn)略規(guī)劃顯得迫在眉睫。
據(jù)媒體報道，截至2009年年底，我國濕污泥(含水率80％)的產(chǎn)生量已經(jīng)突破2000萬噸。而根據(jù)一份公開的調(diào)研結(jié)果顯示，我國污水處理廠所產(chǎn)生的污泥，有80％并沒有得到妥善處理，污泥隨意堆放所造成的污染與二次污染問題已經(jīng)相繼顯現(xiàn)，因污泥不合理處置引發(fā)的社會事件時有發(fā)生。
由于各地城市缺乏戰(zhàn)略性考慮和規(guī)劃，使得污泥的處理、處置方法過于簡易，從而造成了如二次污染、脫水污泥對垃圾填埋場正常運行造成危害并占用日益緊缺的填埋容量等問題。
據(jù)了解，污泥的含水率較高而顆粒細小，如果填埋處理時常會堵塞滲濾液收集系統(tǒng)和排水管，加重垃圾壩的承載負荷，給填埋場的運行管理帶來困難，如導(dǎo)氣石籠和滲濾液的濾層堵塞，以及垃圾處理場局部積水現(xiàn)象，嚴重時還可能造成“污泥沼澤”現(xiàn)象。所以許多城市的垃圾填埋場開始拒收城市污水廠污泥，當(dāng)?shù)卣坏貌徊扇⌒姓胧┮?guī)定垃圾填埋場接收污泥。但是，緩兵之計并不能解決問題，尤其是出于對沿邊農(nóng)業(yè)利用，以及水環(huán)境質(zhì)量特殊敏感性的考慮，對整個市域范圍內(nèi)特別是市區(qū)污水污泥的戰(zhàn)略規(guī)劃顯得迫在眉睫。
迷局：商機背后的技術(shù)空缺
目前污泥處置領(lǐng)域還未出現(xiàn)規(guī)；医(jīng)過實踐檢驗效果良好的技術(shù)工藝及設(shè)備系統(tǒng)。各種不同處理技術(shù)往往顧此失彼，很難達到合理的技術(shù)經(jīng)濟目標(biāo)
住建部于2009年初發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策(試行)》。住建部相關(guān)負責(zé)人也曾表示，“十二五”要將重點放在污泥處置等方面，并鼓勵污泥無害化后進行土地綜合利用。業(yè)界普遍認為，“十二五”期間，污泥處理處置市場將得到進一步發(fā)展，將成為繼污水處理之后的下一個投資熱點。
污泥的妥善處理處置既是環(huán)保工作必須面對的棘手問題，也是各固廢處理處置企業(yè)眼中極具吸引力和挑戰(zhàn)性的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。但是我國污泥處置事業(yè)長期以來沒有得到足夠的重視，相關(guān)的技術(shù)開發(fā)特別是產(chǎn)業(yè)化工程示范工作基礎(chǔ)薄弱，一時間難以為污泥妥善處理處置提供權(quán)威的可供選用的技術(shù)路線，更缺少與政策要求相適應(yīng)的成套處理設(shè)備。
污泥作為污水處理工藝的產(chǎn)物，含水率高、有機物含量高、容易腐化發(fā)臭。其組成、性質(zhì)的復(fù)雜性決定了其處置的難度，對技術(shù)提出嚴峻挑戰(zhàn)。盡管近年來國內(nèi)涌現(xiàn)出多種技術(shù)，但用“減量化、穩(wěn)定化、資源化”三大基本原則衡量，目前污泥處置領(lǐng)域還未出現(xiàn)規(guī)；医(jīng)過實踐檢驗效果良好的技術(shù)工藝及設(shè)備系統(tǒng)。各種不同的處理技術(shù)往往顧此失彼，很難達到合理的技術(shù)經(jīng)濟目標(biāo)。
正是由于中國污泥處理市場蘊含著巨大的機會，包括研發(fā)、生產(chǎn)、運輸服務(wù)、投資等各種領(lǐng)域的機構(gòu)都開始涉足這一領(lǐng)域，形成了百花齊放、千帆競渡的行業(yè)及市場格局，各種不同的技術(shù)手段也不斷涌現(xiàn)。但由于污泥處理長期粗放管理和初級的填埋式處理方式，使得眾多處理技術(shù)缺乏實踐檢驗，更無相應(yīng)的運營經(jīng)驗，缺乏對不同技術(shù)的判別和選用標(biāo)準。這對于一個即將爆發(fā)的市場無疑是一個嚴峻挑戰(zhàn)，既加大了宏觀決策的難度，也令使用方陷入技術(shù)路線選擇的迷局。
出路：生態(tài)要求與國情相結(jié)合
污泥的處置應(yīng)從生態(tài)、經(jīng)濟性、社會性多角度考慮
著名環(huán)境科學(xué)家、生態(tài)學(xué)家巴里·康芒納早就在其《封閉的循環(huán)——自然、人和技術(shù)》一書的中文譯本的序中指出，歷史使中國有機會吸取(美國上世紀50年代的污染)教訓(xùn)，從而使經(jīng)濟發(fā)展建立在非污染的生產(chǎn)技術(shù)之上。他在書中給出了生態(tài)學(xué)的4個基本法則，簡要的概括就是:物物相連、取此失彼、物質(zhì)不滅、自然取向最可靠。
污泥問題的產(chǎn)生，實質(zhì)是人類與自然相互作用的結(jié)果，如何更好地解決這一問題，就不僅要考慮具體技術(shù)的成熟適用性，更應(yīng)該從保護生態(tài)的角度出發(fā)，使所采用的技術(shù)不僅具有良好的技術(shù)經(jīng)濟性能，更應(yīng)具有最佳的生態(tài)效益，同時，鑒于污泥處置當(dāng)前已經(jīng)成為社會關(guān)注焦點，因此也必須從社會學(xué)的角度加以考慮。
僅從單一的技術(shù)角度是無法綜合衡量一項污泥處置技術(shù)的，必須將生態(tài)學(xué)的準則與社會學(xué)的原理融入到評價原則中，并結(jié)合具體的宏觀政策，對污泥的處置技術(shù)加以判定。也就是說，污泥處置技術(shù)的判定原則既要與生態(tài)學(xué)的基本原則相結(jié)合，也要符合中國國情。
原則：效率、成本匹配資源循環(huán)最短
傳統(tǒng)污泥堆肥、焚燒、干化等都存在一定不完善之處
結(jié)合我國當(dāng)前的實際情況，針對目前多種污泥處置技術(shù)路線，筆者認為，應(yīng)采取以下3種原則加以判定和選擇。
(一)一致性匹配原則——效率匹配。即污泥的處理技術(shù)要與污水處理的工業(yè)化、規(guī)；^程相匹配，也即時空匹配。把污水——污泥處置看做一條流水線上的兩個環(huán)節(jié)，污泥達到終端處置所消耗的時間應(yīng)當(dāng)大體與污水處理的速度相當(dāng)。否則，水處理的高效率會造成污泥處置的遲滯，帶來一系列二次污染的問題。
從空間上講，中國的土地資源情況以及城市化的快速進程，不可能以更多的空間去消納越來越多的污泥。因此以占用大面積土地和幾十年消納周期的填埋、幾十天發(fā)酵腐熟過程的堆肥等工藝很難成為污泥處理的技術(shù)選項。又如生化處理工藝，產(chǎn)物穩(wěn)定性差、占地巨大、無法與工業(yè)化污水處理規(guī)模相適應(yīng)，大面積的空間處理過程暴露在人居或自然環(huán)境中，造成新的環(huán)境沖突而易誘發(fā)新的矛盾。
(二)能級穩(wěn)定原則——成本匹配。試圖通過改變能量形態(tài)，尤其改變能級的方式對污泥加以處理，代價一定是消耗更多能量。采用不同的技術(shù)路線將污泥干化、分解為氣態(tài)、等離子體等然后再進行能量利用，或作為燃料焚燒，都會形成新的資源消耗，引發(fā)新的碳排放，并產(chǎn)生新的更難處理的污染物，其結(jié)果往往得不償失。
而這一原則歸結(jié)起來核心就是污泥處置過程中的成本控制問題，要盡可能少的引入額外的能源輸入，以降低處置成本，才能夠找到真正適合中國國情的處置措施。從住建部發(fā)布的技術(shù)政策(試行)中關(guān)于“不宜采用優(yōu)質(zhì)一次能源作為主要干化熱源，要嚴格防范熱干化可能產(chǎn)生的安全事故”中可以看出，這一原則已經(jīng)得到重視。
(三)資源循環(huán)最短原則——路徑匹配。生活污水本質(zhì)上來自土壤(植物，動物作為人的食物)，污泥處理后回歸土壤符合資源循環(huán)最短的生態(tài)法則，并且可以取得固碳的效果。變成氣態(tài)或固態(tài)的燃料排入大氣是不可取的。作為“建材”，只能是傳統(tǒng)建材的添加劑或部分替代體，添加量少難以適應(yīng)工業(yè)化污水處理規(guī)模需求的處理量，添加量大則造成建材品質(zhì)的降低，形成新的資源浪費。
如果采用上述3條原則，針對現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)進行判定，我們可以得出以下結(jié)論:
一，傳統(tǒng)的污泥堆肥工藝。其核心是采用微生物進行處理，必須以一定的時間和空間為成本，這就造成了其與上游污水處理過程時間和空間上的不匹配，從而在大中城市目前土地日益稀缺的情況下不具備現(xiàn)實可行性。
其他一些技術(shù)中含有生物處理步驟的工藝，大都需要在前端進行預(yù)處理，或在后端進行終端處理，也有需要前后端都要處理。不僅沒能徹底解決這一空間時間上的矛盾，同時，由于其他工藝步驟的引入使工藝路線變長，這就意味著需要更多的外部輸入資源能源，從而使總體的經(jīng)濟性下降。
二，污泥焚燒技術(shù)。首先焚燒過程之前必須進行干化處理，將水分由80％左右降低到燃燒所需的50％以下，本身就是一個耗能巨大的過程，與焚燒產(chǎn)生的能量相比，結(jié)合中間各種過程的效率，其結(jié)果也可能是一個得不償失的過程。
其次，污泥中各種元素在燃燒過程中也都以不同形式被釋放出來:氮、硫、磷以及各種微量元素的氧化物，包括二惡英等燃燒過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)，不僅對焚燒設(shè)備提出更高的技術(shù)要求，同時這些物質(zhì)的后端廢氣處理會極大加重設(shè)備的初始投資和運行費用。其結(jié)果可能是負經(jīng)濟效益并產(chǎn)生新的污染問題。尤其需要強調(diào)的是，污泥焚燒過程產(chǎn)生飛灰所帶來的PM2.5問題是這一技術(shù)路線難以克服的技術(shù)障礙。
三，其他中間處置技術(shù)如熱干化等。熱干化是“中間”處理技術(shù)，加上焚燒或堆肥才能成為終端處理技術(shù)；而污泥的干化在需要大量能量輸入的同時，并伴有有毒有害氣體以及包括PM2.5在內(nèi)的不同粒徑顆粒物的產(chǎn)生。其他類似技術(shù)大都脫離不開微生物堆肥環(huán)節(jié)。
探索：多項處理工藝單元相結(jié)合
HiROS技術(shù)因其污泥部分濕式氧化和活化膨化方面具有創(chuàng)新性受專家肯定
目前，HiROS污泥資源化處理處置裝置及工藝值得關(guān)注。HiROS(High－rateRecoveryOrganicSolid－wastes)污泥資源化處理處置工藝及裝備，由多個物化處理單元組成。在高速穩(wěn)定單元內(nèi)，將污泥中的有機物部分化學(xué)氧化；在活化和膨化處理單元，通過加入活化劑，將含有難降解木質(zhì)素、纖維素的污泥膨化，并在穩(wěn)定和活化等過程中高溫殺滅病原菌，脫水混合后制成肥基，最終實現(xiàn)污泥的處理處置和資源化。
這項技術(shù)遵從了上述三原則，由此具備的優(yōu)勢包括:占地省——因為快速、日產(chǎn)日清；能耗低——沒有改變能量的形式，還盡可能利用其內(nèi)部能量消解自身；效益高——處理過程不過多地消耗其他資源能源，有機物中的各種元素作為肥分，產(chǎn)品具有高使用價值和環(huán)境效益。
以適用HiROS工藝設(shè)備的北京南口污水處理廠污泥示范項目為例，日處理50噸污泥，噸處理成本180元；裝置占地面積600平方米；產(chǎn)出液態(tài)肥和固態(tài)有機復(fù)合肥(不加氮磷鉀，直接產(chǎn)出的是營養(yǎng)土)。目前已經(jīng)正式與一家有機肥廠簽訂供銷合同，所產(chǎn)生的營養(yǎng)土被以400元/噸收購(每噸污泥產(chǎn)0.3噸營養(yǎng)土)用做肥基，若生產(chǎn)出有機肥復(fù)合肥可售1800元/噸。
2011年8月，在住建部有關(guān)部門召開的科技成果評估會上，此項處理工藝經(jīng)鑒定，滿足處理時間短、病原菌完全滅活、含水率降低到45％以下、重金屬濃度滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)》(CJ/T309－2009)等要求，具備工藝設(shè)計合理、自控程度高、占地面積小、全密閉連續(xù)運行、運行維護簡單、運行環(huán)境好等特點。經(jīng)北京昌平南口污水處理中心示范工程應(yīng)用表明，目前工藝運行穩(wěn)定，效果良好。評估委員會認為，技術(shù)在污泥部分濕式氧化和活化膨化方面具有創(chuàng)新性，其成套裝備水平達到國內(nèi)領(lǐng)先，具有推廣應(yīng)用價值。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
