污水廠污泥處理的出路究竟在哪里
在日前召開的德中環(huán)保論壇上，德國(guó)弗朗恩霍夫應(yīng)用技術(shù)研究院張浩研究員指出：目前中國(guó)污泥無害化處理率非常低，即使是發(fā)達(dá)城市也僅為20%至25%，成為城市污水處理最主要的二次污染源。會(huì)上，專家們圍繞我國(guó)污泥處理中的熱點(diǎn)問題展開研討。
污泥和污水處理同等重要
在城市污水處理廠中，污水經(jīng)過微生物處理得以達(dá)標(biāo)排放，而污水中原本含有的大量有機(jī)污染物被富集、濃縮進(jìn)而形成污泥。城市污泥含有大量的有機(jī)污染物，同時(shí)含有病原菌、重金屬、致癌化學(xué)物質(zhì)等潛在的有毒有害成分，是污水處理過程形成的最主要的潛在二次污染源。
“污水處理和污泥處理是解決城市水污染問題同等重要而又緊密關(guān)聯(lián)的兩個(gè)系統(tǒng)，解決不好污泥的問題就不可能從根本上實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的改善，因此污泥問題和污水問題理應(yīng)受到同等重視。”清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系王偉教授說。
據(jù)王偉介紹，在國(guó)外大型污水處理廠污泥處理設(shè)施的投資甚至可以達(dá)到污水處理設(shè)施投資的1.7倍，然而在我國(guó)卻長(zhǎng)期存在著“重水輕泥”的情況，到“十一五”期間污泥處理設(shè)施的投資仍只有污水處理設(shè)施投資的40%。早期的污水處理廠建設(shè)中，普遍將污泥處理單元簡(jiǎn)化建設(shè)，有的甚至完全省略污泥處理單元。有些污水廠為了節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，甚至將已建成的污泥處理設(shè)施長(zhǎng)期閑置不用。
近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市污水處理量大幅增長(zhǎng)。據(jù)環(huán)境保護(hù)部最新統(tǒng)計(jì)，截至2007年我國(guó)已經(jīng)投入運(yùn)行的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施達(dá)到1178個(gè)，總設(shè)計(jì)處理能力7243萬(wàn)噸/日，平均每天處理污水5320萬(wàn)噸。據(jù)此估算，2007年全國(guó)產(chǎn)生污泥約1460萬(wàn)噸（80%%含水率泥餅）。污泥產(chǎn)生量的與日俱增與污泥處理能力的嚴(yán)重不足、處理手段的嚴(yán)重落后形成尖銳的矛盾，大量的濕污泥隨意外運(yùn)、簡(jiǎn)單填埋或堆放，致使許多城市出現(xiàn)了“污泥圍城”的現(xiàn)象，污泥處理問題已經(jīng)成為我國(guó)無法回避的城市環(huán)境問題。近幾年三峽庫(kù)區(qū)的“污泥填埋危機(jī)”就是這一問題的突出反映。
污泥是性質(zhì)復(fù)雜的污染物
談及我國(guó)當(dāng)前污泥處理的現(xiàn)狀，王偉認(rèn)為：“我國(guó)目前已經(jīng)開始重視污泥的處理，相關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)正在逐步出臺(tái)，各地開始著手制定污泥處理處置規(guī)劃，一些大城市的污泥處理設(shè)施也已經(jīng)開始建設(shè)，總體發(fā)展趨勢(shì)良好。”
他同時(shí)也指出目前主要存在的問題：一方面由于歷史欠賬較多，在一段時(shí)間內(nèi)仍不能擺脫污泥處理率低，工藝不完善；處理技術(shù)單一，裝備水平落后；處置保障率低，二次污染風(fēng)險(xiǎn)較大等現(xiàn)狀。當(dāng)前普遍存在的污泥處置出路仍然是農(nóng)用和堆放，這些簡(jiǎn)單粗放的處置方式，不但不能有效處理污泥中的有害物質(zhì)，還會(huì)造成污染的轉(zhuǎn)移。另一方面，在新的污泥處理處置設(shè)施規(guī)劃建設(shè)過程中，有盲目夸大污泥的資源化價(jià)值的現(xiàn)象，回避污泥處理處置過程中，其他單元需要的巨大的能源和費(fèi)用投入，使人誤認(rèn)為污泥是一種資源，污泥處理可以盈利。這將不利于整個(gè)污泥處理處置體系的良性發(fā)展。
王偉解釋說：“實(shí)際上，污泥是一種性質(zhì)復(fù)雜、污染物含量高、潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)巨大的污染物，對(duì)它的處理必須實(shí)現(xiàn)污染物的減量化、穩(wěn)定化和無害化。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步考慮資源化的可能性，降低污泥處理的成本。如果反其道而行，把污泥首先定位為資源，勢(shì)必造成污泥處理設(shè)施的經(jīng)營(yíng)者盲目追求資源開發(fā)的盈利，忽視污泥的污染性，甚至不惜把環(huán)境成本外部化。”
王偉還介紹說，目前的技術(shù)發(fā)展很難實(shí)現(xiàn)污泥處理凈盈利，以污泥干化焚燒發(fā)電為例，污泥干化的成本要遠(yuǎn)高于焚燒發(fā)電帶來的收益。從整體上看，污泥處理仍然需要政府補(bǔ)貼，資源化只能在一定程度上降低總體成本。作為政府和社會(huì)資金支持的市政公用事業(yè)，仍必須把實(shí)現(xiàn)污泥無害化作為首要目標(biāo)。
需要解決的關(guān)鍵技術(shù)
污泥處理是一個(gè)高能耗、高投入的過程，正因?yàn)槿绱，長(zhǎng)期以來我國(guó)的城市污泥得不到有效的處理。目前，污泥處理的問題雖然得到了廣泛的重視，但處理成本偏高仍是制約在全國(guó)范圍內(nèi)妥善解決污泥問題的重要因素。
污泥中含有大量微生物的菌體和有機(jī)膠體物質(zhì)，導(dǎo)致污泥黏度大，機(jī)械脫水困難。國(guó)內(nèi)污水處理廠采用機(jī)械脫水的方法通常只能將含水率降低到80%%左右。從污水處理廠排出的污泥，每100噸中含有80噸水，大量的水為污泥的后續(xù)處理帶來重重困難。
對(duì)于最簡(jiǎn)單和廉價(jià)的堆放或者填埋而言，黏稠的污泥會(huì)在堆填場(chǎng)地內(nèi)形成沼澤狀，作業(yè)機(jī)械無法正常作業(yè)施工。堆填量大的，還會(huì)發(fā)生堆體坍塌等事故。如果在垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)填埋，會(huì)嚴(yán)重影響填埋場(chǎng)的正常作業(yè)。因此，2007年建設(shè)部出臺(tái)的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置—混合填埋泥質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)和2008年環(huán)境保護(hù)部出臺(tái)的《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889—2008）》中都明確規(guī)定，污泥混合填埋含水率應(yīng)小于60%。
這意味著每噸80%%含水率的污泥還需要脫除更多的水。然而，污泥含水率達(dá)到80%以后就很難再依靠機(jī)械脫水機(jī)進(jìn)一步脫水，常見的方法是采用加熱蒸發(fā)的方法將水除掉。這是污泥處理過程中能量消耗最大的環(huán)節(jié)，也是決定污泥處理成本的主要因素。因此，發(fā)展低耗能的污泥脫水方法，成為降低污泥處理成本關(guān)鍵，也是污泥處理的關(guān)鍵技術(shù)問題。
據(jù)王偉介紹，國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和企業(yè)界都在這方面做了很多工作。干化焚燒廠家致力于提高干化系統(tǒng)的效率，回收利用余熱，從而降低能耗。脫水機(jī)械廠家致力于改進(jìn)機(jī)械，力爭(zhēng)降低機(jī)械脫水污泥的含水率。而由王偉領(lǐng)銜的清華大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)則從改變污泥本身結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，采用細(xì)胞破碎技術(shù)降低污泥的黏度和脫水難度，以更低的能耗實(shí)現(xiàn)污泥脫水。
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