范勇：城鎮(zhèn)污水廠(chǎng)污泥處理處置現(xiàn)狀分析及其工程方案論證
隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，越來(lái)越多的人口向城鎮(zhèn)集中，城鎮(zhèn)化率不斷提高。同時(shí)，城鎮(zhèn)污水收集率不斷增加，處理量越來(lái)越大。根據(jù)《全國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)（2015年）》數(shù)據(jù)顯示，2015年，全國(guó)共調(diào)查統(tǒng)計(jì)6910座城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)，設(shè)計(jì)處理能力合計(jì)18736萬(wàn)m3/d，全年共處理廢水532.3億m3。與此同時(shí)，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)的污泥產(chǎn)生量隨之大幅增加。從2009年起，我國(guó)城鎮(zhèn)污泥產(chǎn)量以每年約6%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，2015年污泥產(chǎn)量較2014年更是增長(zhǎng)了7.7%，達(dá)到3015.9萬(wàn)t。然而，污泥無(wú)害化處理處置的情況卻并不理想。有研究表明，2015年我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)產(chǎn)生的污泥，僅有31%~36%左右經(jīng)過(guò)了無(wú)害化處理處置。相對(duì)巨量的污泥總量，現(xiàn)狀無(wú)害化處理處置率并不令人滿(mǎn)意。因此在方案設(shè)計(jì)階段，必須重視和加強(qiáng)污泥處理處置方案的論證工作，提高污泥無(wú)害化處理處置率，從而真正實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)的環(huán)境效益。
1常用污泥處理處置技術(shù)路線(xiàn)
污泥處理和污泥處置是相互影響、相互制約、密不可分的兩個(gè)環(huán)節(jié)。污泥如何處理、達(dá)到何種處理程度取決于污泥處置（污泥最終出路）的方式？梢赃@么說(shuō)，處置決定處理,處理滿(mǎn)足處置，也可以說(shuō)處置是目標(biāo)，處理是途徑。目前污泥處理技術(shù)多樣，相對(duì)而言污泥處置的技術(shù)路線(xiàn)較為明確，《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污泥處置分類(lèi)》（GB/T23484—2009）中，明確給出了四類(lèi)污泥處置出路，即：土地利用、填埋、建材利用以及焚燒。在該標(biāo)準(zhǔn)中，污泥焚燒被列為一種處置出路，但筆者認(rèn)為，污泥焚燒同時(shí)也是污泥處理的一種方式。
1.1土地利用
污水處理廠(chǎng)污泥經(jīng)無(wú)害化、穩(wěn)定化處理后，在重金屬等有毒有害指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，應(yīng)用于農(nóng)田、林地、園林綠化、土地改良等領(lǐng)域稱(chēng)為土地利用。土地利用在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家也是一種常見(jiàn)的污泥處置方式。當(dāng)然，這是在一整套從源頭到田頭的嚴(yán)格的檢測(cè)監(jiān)管體系及法律法規(guī)約束下實(shí)現(xiàn)的。在我國(guó)，鑒于歷史的原因以及行政區(qū)劃和管理?xiàng)l線(xiàn)分割，雖然針對(duì)不同的土地利用用途，已經(jīng)對(duì)應(yīng)建立了對(duì)應(yīng)的污泥泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但是污泥處理處置以及施用的檢測(cè)監(jiān)管體系，包括配套的政策和法律法規(guī)，仍然處于逐步建立和完善過(guò)程之中。現(xiàn)實(shí)中，污泥土地利用的安全性備受質(zhì)疑。如果沒(méi)有完善的配套檢測(cè)監(jiān)管措施、可靠的土地利用消納途徑以及明確的支持政策，土地利用的二次污染風(fēng)險(xiǎn)較大。鑒于此，《農(nóng)用土壤環(huán)境管理辦法（試行）》第十二條中明確規(guī)定：禁止在農(nóng)用地排放、傾倒、使用污泥、清淤底泥、尾礦（渣）等可能對(duì)土壤造成污染的固體廢物，并同時(shí)明確，園地、草地、林地可參照該辦法。建議還是要向歐美發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)，加快建立和完善一整套符合我國(guó)國(guó)情的從源頭到田頭的污泥土地利用的檢測(cè)監(jiān)管體系和政策法律法規(guī)。
1.2填埋
填埋是我國(guó)至今污泥處置的最主要方式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年填埋的污泥占我國(guó)污泥總量的60%左右。然而，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、土地資源日漸稀缺的地區(qū)，污泥填埋的經(jīng)濟(jì)性及可行性正變得越來(lái)越差。而且，由于填埋場(chǎng)大多為露天，沒(méi)有經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化和無(wú)害化的污泥經(jīng)過(guò)雨水淋浸后，會(huì)很快恢復(fù)原形，不但大大縮短了垃圾填埋場(chǎng)的使用壽命，而且對(duì)填埋場(chǎng)地的安全和周邊環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的危害。因此，在進(jìn)入填埋場(chǎng)之前，應(yīng)盡可能對(duì)污水廠(chǎng)污泥進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化處理，不僅要降低污泥含水率，更重要的是要降低污泥有機(jī)質(zhì)含量。我國(guó)《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》GB/T23485—2009規(guī)定，對(duì)污泥進(jìn)入填埋場(chǎng)與垃圾混合填埋時(shí)，應(yīng)符合包括8項(xiàng)重金屬指標(biāo)在內(nèi)的污染物指標(biāo)，同時(shí)，要求含水率<60%，且混合比≤8%；污泥作為覆蓋土利用時(shí)，含水率<45%且橫向剪切強(qiáng)度>25kN/m3，但是對(duì)有機(jī)物含量指標(biāo)沒(méi)有要求。國(guó)際上，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)污泥進(jìn)入填埋場(chǎng)處置的要求還是非常嚴(yán)格的。例如，荷蘭要求有機(jī)物含量小于污泥干重10%的焚燒灰渣可填埋處置，瑞典從2005年起填埋場(chǎng)不再接收有機(jī)污泥。
1.3建材利用
建材利用是將污泥作為制作建材的部分原材料的處置方式，包括將污泥作為制磚、骨料或陶粒等的部分原料。但是，由于制磚等建材生產(chǎn)企業(yè)往往規(guī)模較小，將污泥作為部分原材料后，生產(chǎn)工藝流程往往未進(jìn)行必要的改造，污泥在這些生產(chǎn)企業(yè)發(fā)生污染擴(kuò)散轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)沒(méi)有得到有效控制。若一旦進(jìn)行改造，針對(duì)污泥摻入后的污染控制措施所帶來(lái)的建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用，企業(yè)勢(shì)必難以承擔(dān)。因此在缺乏監(jiān)管的情況下，這些企業(yè)能否長(zhǎng)期堅(jiān)持良好地承擔(dān)起環(huán)境保護(hù)的社會(huì)責(zé)任成疑。更重要的是，無(wú)論磚、骨料還是陶粒，都是商品。只有當(dāng)這些商品被銷(xiāo)售，并被應(yīng)用于工程，回歸到自然界且呈現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定、不影響生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)，才算完成了污泥的處置。否則的話(huà)，這個(gè)處置就沒(méi)有完成。特別需要避免的是，所生產(chǎn)的建材由于銷(xiāo)路不暢或者沒(méi)有銷(xiāo)路大量堆積，對(duì)庫(kù)存形成極大壓力，甚至導(dǎo)致企業(yè)停產(chǎn)，最終導(dǎo)致污水處理廠(chǎng)污泥處置出路不能落實(shí)。因此，污泥建材利用，要注意運(yùn)輸及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的污染控制，更重要的是落實(shí)此類(lèi)建材產(chǎn)品有持續(xù)穩(wěn)定的市場(chǎng)空間，能夠以長(zhǎng)期穩(wěn)定的狀態(tài)回歸到環(huán)境中去，不僅需要依靠市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，還需要政府一定的政策扶持和市場(chǎng)保障。
1.4焚燒
污泥焚燒是指利用焚燒爐將污水處理廠(chǎng)污泥完全礦化為少量灰燼的處理處置方式。與其他處置方式相比，污泥焚燒可以迅速以及大幅度地使污泥達(dá)到減量化的目的。隨著科學(xué)技術(shù)水平提高以及先進(jìn)制造業(yè)、現(xiàn)代建造業(yè)發(fā)展，污泥處理技術(shù)及焚燒技術(shù)也逐步得到改進(jìn)提高，相關(guān)設(shè)施設(shè)計(jì)建造日趨完善，并能滿(mǎn)足越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)境要求，并可以充分處理不適用于資源化利用的污泥。特別對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集、土地資源緊張的地區(qū)，焚燒被認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)有效的污泥處理處置方式。城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污泥焚燒主要有協(xié)同焚燒和單獨(dú)焚燒兩種方式。在協(xié)同焚燒中，目前比較廣泛的是利用熱電廠(chǎng)焚燒系統(tǒng)進(jìn)行污泥的焚燒。但是，自2013年9月10日國(guó)務(wù)院發(fā)布《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》起，各地陸續(xù)出臺(tái)大氣污染治理相關(guān)政策。其中，重點(diǎn)是整改燃煤鍋爐和煤改氣，削減燃煤量，大力推廣發(fā)展清潔能源。城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污泥送燃煤電廠(chǎng)協(xié)同焚燒，將面臨可供協(xié)同焚燒的電廠(chǎng)越來(lái)越少、運(yùn)距越來(lái)越長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)性越來(lái)越差的局面。
2城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污泥處理處置存在的問(wèn)題
2.1重水輕泥
過(guò)去多年來(lái)無(wú)論是政策制定還是工程實(shí)施，無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)制定還是運(yùn)行監(jiān)管，都存在著嚴(yán)重的重水輕泥現(xiàn)象。隨著各級(jí)政府對(duì)污水治理的投入，城鎮(zhèn)污水的收集處理率不斷提高。據(jù)住建部2016年城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)，截止2016年底，我國(guó)城市污水處理率達(dá)到93.44%，縣城的污水處理率也達(dá)到了87.38%。同時(shí)，污水處理廠(chǎng)出水標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高，從二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，到一級(jí)B，又到一級(jí)A，現(xiàn)在很多地方又提高到了準(zhǔn)地表四類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)污水中主要污染物的排放，有很多強(qiáng)制性約束指標(biāo)，也有硬性的減排指標(biāo)考核要求，同時(shí)嚴(yán)格監(jiān)管污水處理廠(chǎng)污染物排放，并且做到了實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)？梢哉f(shuō)，在污水處理方面，政策制定、標(biāo)準(zhǔn)體系、監(jiān)管體系、建設(shè)程序包括設(shè)計(jì)建造技術(shù)都日臻成熟。然而，本該泥水同步的污泥處理處置，現(xiàn)在從各方面來(lái)看，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于污水處理。
2.2歷史欠賬多
歷史欠賬也是由于長(zhǎng)期以來(lái)重水輕泥帶來(lái)的后果。在面對(duì)大量新產(chǎn)生的污泥的同時(shí)，還需要面對(duì)未被合理處理處置的老污泥。目前還有不少地區(qū)對(duì)污泥處理處置沒(méi)有引起足夠的重視，沒(méi)有從長(zhǎng)計(jì)議，沒(méi)有從根本上解決污泥處理處置，老賬未清，又形成新的欠賬。
2.3管理體系不夠完善
各政府部門(mén)對(duì)于污泥處理處置及出路的管理體系尚不夠完善，尤其是還沒(méi)有建立完善的污泥全過(guò)程監(jiān)測(cè)監(jiān)管體系。各行業(yè)部門(mén)各自為政，未形成聯(lián)動(dòng)機(jī)制，導(dǎo)致污泥的最終去向沒(méi)有得到有效監(jiān)管。
2.4污泥處理處置的規(guī)劃滯后
很多地區(qū)至今仍沒(méi)有對(duì)污泥處理處置的整體規(guī)劃。污泥處理處置是個(gè)系統(tǒng)工程，需要統(tǒng)籌考慮。從規(guī)劃層面，應(yīng)當(dāng)先確定處置方向，再反過(guò)來(lái)影響到污泥的處理工藝選擇。而污泥在處理和處置過(guò)程中，還存在收集轉(zhuǎn)運(yùn)的問(wèn)題。因此，污泥的處理處置要盡早規(guī)劃，要與城市規(guī)劃同步，與污水處理設(shè)施的布置統(tǒng)籌考慮。
2.5技術(shù)路線(xiàn)合理性的后評(píng)價(jià)難度大
污泥處理處置方式的技術(shù)路線(xiàn)多，與比污水處理技術(shù)路線(xiàn)的選擇相比，更要復(fù)雜也更容易受到干擾。而且，污水處理廠(chǎng)尾水的排放量、排放方式和水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況較為直觀(guān)，能直觀(guān)反應(yīng)技術(shù)路線(xiàn)的選擇是否合理。而污泥處理處置的效果并不能馬上顯現(xiàn)，對(duì)技術(shù)路線(xiàn)合理性的評(píng)價(jià)較難且相對(duì)滯后。
3城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污泥處理處置方案論證的建議
3.1方案論證的原則要求
城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污泥處理處置方案論證，需要經(jīng)歷一個(gè)從宏觀(guān)到微觀(guān)，從系統(tǒng)到具體，從面到點(diǎn)，有一個(gè)逐步聚焦的過(guò)程。這項(xiàng)工作在現(xiàn)行建設(shè)程序下，主要在項(xiàng)目建議書(shū)和工程可行性研究階段完成。大方向明確以后，具體工藝路線(xiàn)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，在初步設(shè)計(jì)階段完成。
城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污泥處理處置應(yīng)該遵循減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化和資源化的原則。需要注意的是，針對(duì)污泥的處理與處置是兩個(gè)不同的概念。通常處理是指對(duì)污水處理廠(chǎng)污水處理單元運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的污泥通過(guò)減容、減量、穩(wěn)定和無(wú)害化等手段，提高污泥的可儲(chǔ)存性和運(yùn)輸性，提高污泥處置的可操作性以及降低污泥對(duì)環(huán)境的影響，降低污泥處置的成本。而污泥處置是指經(jīng)處理后的污泥或污泥產(chǎn)品以自然或人工方式使其能夠達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定并對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)不良影響的最終消納方式，需要解決的是污泥或者污泥處理后的產(chǎn)品的最終去向。但是，在實(shí)際工作中，不同的方案設(shè)計(jì)，會(huì)使污泥處理與處置的內(nèi)容和界面發(fā)生變化，因此，在論證污泥處理處置方案時(shí)，應(yīng)將不同污泥處理工藝流程與處置出路進(jìn)行全過(guò)程的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的論證比選，厘清不同方案處理與處置的內(nèi)涵和邊界。推薦方案整體上應(yīng)能達(dá)到污泥減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化和資源化的目標(biāo)，核心關(guān)鍵是落實(shí)污泥的最終處置出路，切忌掐頭去尾，以局部與整體比，以過(guò)程與全程比。
3.2方案論證階段需要注意的問(wèn)題及建議
基于上述現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)污泥處理處置方案論證工作提出以下建議。
（1）對(duì)資料的收集整理工作很重要。包括有關(guān)自然環(huán)境的資料、城市規(guī)劃資料、污泥現(xiàn)狀產(chǎn)量和泥質(zhì)、規(guī)劃污泥產(chǎn)量和泥質(zhì)、地方有關(guān)污泥處理處置政策法規(guī)資料，以及其他可能影響到污泥最終處理處置出路的資料等。
（2）要以開(kāi)放的態(tài)度，結(jié)合污泥量、質(zhì)，以及當(dāng)?shù)匚勰嗵幚硖幹铆h(huán)境條件、政策法規(guī)條件、經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件、現(xiàn)有設(shè)施條件等等，綜合考慮污泥最終處理處置出路，不應(yīng)先入為主。
（3）通盤(pán)考慮、長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、對(duì)癥下藥、分步實(shí)施，研究決定當(dāng)前污泥處理處置規(guī)模及工藝路線(xiàn)以及污泥處理處置設(shè)施選址的問(wèn)題。
（4）項(xiàng)目建議書(shū)、工程可行性研究應(yīng)包括污泥處理工藝路線(xiàn)及污泥處置最終出路的論證。在可行性研究評(píng)審前，應(yīng)取得污泥處置最終出路的意向協(xié)議。可行性研究報(bào)告批復(fù)需要明確污泥處理處置出路。且處置出路，應(yīng)該是污泥回歸到環(huán)境中的最終出路，而不是過(guò)程中的半成品。特別需要注意的是，在污泥經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)化為商品以后，對(duì)商品的市場(chǎng)分析、消納以及最終回歸到環(huán)境中的方式和形態(tài)應(yīng)要有交代。對(duì)于不能全過(guò)程有效檢測(cè)、監(jiān)督、監(jiān)管的處理處置方式，都需要非常慎重對(duì)待。
（5）初步設(shè)計(jì)應(yīng)包括污泥處理以及污泥最終處置出路的全過(guò)程的設(shè)計(jì)內(nèi)容及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。建議在初設(shè)批復(fù)前，應(yīng)取得污泥最終處置出路的正式合同協(xié)議，可以明確調(diào)價(jià)機(jī)制，但承諾接受污泥處理后產(chǎn)品（堆肥、消化污泥、干化污泥、灰渣等）。初步設(shè)計(jì)評(píng)審應(yīng)評(píng)估污泥最終處置出路的長(zhǎng)期可行性以及全過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性，依據(jù)充分、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
（6）建議環(huán)境影響評(píng)價(jià)應(yīng)包括污泥處理及最終處置出路全過(guò)程的評(píng)價(jià)內(nèi)容。
（7）結(jié)合方案論證調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)完善管理體系建設(shè)，加強(qiáng)法律法規(guī)制度建設(shè)，加強(qiáng)全過(guò)程檢測(cè)、監(jiān)督、監(jiān)管等，提出有益的意見(jiàn)和建議。
范勇(上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司，上海200092)
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