好氧？厭氧？焚燒？ 問題頻發(fā)的污泥要怎么破局
來源： 發(fā)布日期：2021/9/6 點擊次數(shù)：726
污泥處理處置從“十一五”期間開始持續(xù)走熱，成為水務(wù)市場新的增長點。至2020年7月，《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補短板強(qiáng)弱項實施方案》明確將污泥無害化和資源化作為“補短板強(qiáng)弱項”的重點難點，對于處理處置方式也做出了方向引導(dǎo)。據(jù)E20研究院發(fā)布的《中國污泥處理處置市場分析報告(2020版)》統(tǒng)計，預(yù)計到2025年，城鎮(zhèn)污泥產(chǎn)生量將超過6200萬噸，據(jù)此估算，“十四五”規(guī)劃新增污泥無害化處理規(guī)模在5-6.5萬噸/日，將會帶來225-300億的市場投資規(guī)模。
然而在政策的關(guān)注以及市場的火熱下，污泥的處境始終尷尬。在近年來中央環(huán)保督察組對各省市給出的反饋情況來看，污泥問題始終是各督察組關(guān)注的重點，“整個城市沒有正規(guī)的污泥處理設(shè)備”、“污泥堆了13年沒人管”等新聞報道顯得有些觸目驚心。中國人民大學(xué)教授王洪臣老師曾在2020上海水業(yè)熱點論壇上指出，他近年來考察了許多污水處理廠，可以明顯感覺到，威脅污水廠穩(wěn)定運營的第一大因素就是污泥沒有出路。
污泥要去哪里，依然是國內(nèi)環(huán)境問題中一個亟待正視、解決的問題。尤其在如今的“雙碳”目標(biāo)下，污泥成為污水處理行業(yè)節(jié)能減耗、踐行碳達(dá)峰、碳中和的重要抓手，能源資源回收利用成為重要的方向。近年來，如何選擇技術(shù)路線成為了行業(yè)討論的熱點。E20研究院認(rèn)為，在確定最終的污泥處理處置方案時，各地在研究確定具體的污泥處理處置工程投資和運營時，應(yīng)結(jié)合本地實際，依據(jù)可行性研究報告進(jìn)行詳細(xì)測算。面對諸多技術(shù)路線的選擇，污泥的處理處置要如何破局呢？
環(huán)保督察點名污泥處理處置存在問題的地區(qū)，污泥處理處置的現(xiàn)狀如何？
在最近兩年的環(huán)保督察反饋中看，幾乎可以說從東到西、從南到北，各個大小城市或多或少都存在污泥的問題。我們在其中挑選幾個城市，梳理下這些地區(qū)污泥處理處置存在的問題，以及其處理處置的現(xiàn)狀和難點。
遼寧：采用好氧堆肥或者厭氧消化，實現(xiàn)土地利用或回收沼氣
在今年7月第二輪第三批中央生態(tài)環(huán)保督察中，遼寧省朝陽、阜新等市污泥無害化處理能力嚴(yán)重不足，違法堆存處置問題突出被點名。例如，朝陽市城市生活污水處理廠自2008年投運以來，一直未建設(shè)污泥無害化處置設(shè)施，朝陽市兩塊超過10個足球場大的空地堆滿了污泥，污泥量超40余萬噸。該場地本為臨時晾曬場地，沒有任何審批手續(xù)，卻一用13年。公開說明顯示，為應(yīng)急處置污泥，朝陽市住建局給市政府打了26份報告，但依然未能解決問題。
早在2017年12月，遼寧省就印發(fā)《遼寧省城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃》，規(guī)劃要建設(shè)28座污泥無害化處置項目。其中，將朝陽市污泥處理廠(一期)工程被列入規(guī)劃工程項目清單，要求朝陽市2019年9月完成工程建設(shè)，2020年底前污泥全部實現(xiàn)無害化處置。直到2021年2月5日，朝陽市才與朝陽綠源生物環(huán)?？萍加邢薰竞炗單泻贤?，要求對方兩年內(nèi)完成40萬噸存量污泥的處置，工藝為好氧堆肥法，計劃兩年內(nèi)完成40萬噸存量污泥處置工作。
但從目前來看，遼寧省還沒有對污泥處理技術(shù)以及處置方向進(jìn)行明確的鼓勵和引導(dǎo)。公開信息顯示，目前遼寧省規(guī)范的污泥安全處理處置設(shè)施主要采用綜合利用方法處置污泥，即通過好氧堆肥或者厭氧消化方式將污泥進(jìn)行穩(wěn)定化、無害化、減量化，并通過污泥肥料土地利用或回收沼氣實現(xiàn)污泥的資源化，其他污泥處理主要采取垃圾處理廠簡單填埋及臨時堆放方式。在E20研究院發(fā)布的《報告》中指出“十三五”期間，在我國東北地區(qū)，遼寧省城鎮(zhèn)濕污泥產(chǎn)量最高，估算2020年的污泥產(chǎn)量相比2015年增加了28%。
事實上，在第一輪中央環(huán)境保護(hù)督察及“回頭看”通報了污泥違法堆存問題后。E20就曾與污泥處理處置產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、國家環(huán)境保護(hù)技術(shù)管理與評估工程技術(shù)中心在北京舉辦了專家論證會，專家指出，地方政府是污泥處理處置的責(zé)任主體，關(guān)于污泥的去向，地方政府需要發(fā)揮責(zé)任主體的作用，推動污泥行業(yè)的健康發(fā)展。首先政府需要明確自身責(zé)任主體地位。同時E20研究院指出，污泥目前的主要出路為厭氧消化后的沼氣利用和土地利用，好氧發(fā)酵后的土地利用，以及污泥干化脫水后的焚燒處置。由于污泥農(nóng)用受政策限制，目前污泥的土地利用仍然以園林綠化用土、鹽堿地修復(fù)等為主。
河南：優(yōu)先考慮土地資源化利用、建材利用和焚燒發(fā)電
同樣是在今年進(jìn)行的第二輪第三批中央生態(tài)環(huán)保督察中，河南省開封市蘭考縣因為6600噸污泥堆存在污水廠內(nèi)，被督察組點名。
中國水網(wǎng)查閱開封市生態(tài)環(huán)境局日前披露的《開封市2020年度固體廢物污染環(huán)境防治信息公告》，《公告》中提到，蘭考縣城區(qū)三座污水處理廠目前污泥堆放量約6500噸，從2019年6月份至今所產(chǎn)生的污泥處于堆放狀態(tài)。《公告》表示，蘭考縣要求三座生活污水處理廠分別建設(shè)符合規(guī)范的污泥堆放廠棚，三座污水處理廠分別投資20余萬元建成臨時污泥堆放廠棚，待縣污泥處置廠建成后，將污泥統(tǒng)一輸送到污泥處置廠進(jìn)行集中處理。
據(jù)了解，開封市幾座污水處理廠(東區(qū)、西區(qū)污水處理廠、馬家河污水處理廠)所產(chǎn)的污泥由開封市污泥應(yīng)急處理廠處置，2020年共處理污泥約7萬余噸(污泥含水率約80%)。污泥應(yīng)急處理廠生產(chǎn)工藝采用隔膜壓濾機(jī)將含水率80%左右的污泥稀釋調(diào)理后，以隔膜壓濾機(jī)二次壓榨使泥餅含水率降至60%以下(泥餅經(jīng)第三方譜尼測試檢測結(jié)果含水率為46.9%)，減量減重約55%。處理后的污泥用作綠化苗圃使用。
2019年，河南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳關(guān)于印發(fā)《河南省城鎮(zhèn)污水處理廠污泥集中處理處置管理辦法(試行)》的通知中強(qiáng)調(diào)，河南省污泥處理處置工作要優(yōu)先考慮土地資源化利用、建材利用和焚燒發(fā)電等利用方式。行政區(qū)域內(nèi)或周邊建有垃圾焚燒廠、水泥廠、熱電廠的地區(qū)，可優(yōu)先考慮采用干化焚燒技術(shù)處理處置污泥；衛(wèi)生填埋可作為應(yīng)急處置方式。
在今年5月發(fā)布的《開封市2021年水污染防治攻堅戰(zhàn)實施方案》中強(qiáng)調(diào)，開封市要壓減污泥填埋規(guī)模，鼓勵采用“生物質(zhì)利用+焚燒”等處置模式，將垃圾焚燒發(fā)電廠、水泥窯、燃煤電廠等協(xié)同處置方式作為污泥處置的補充。依法查處取締非法污泥堆放點，禁止重金屬等污染物不達(dá)標(biāo)的污泥進(jìn)行土地利用。2021 年底，市區(qū)和縣城污泥無害化處置率分別達(dá)到 95%、85%以上。
2021年7月，河南省對開封市污泥和餐廚廢棄物綜合利用項目進(jìn)行招標(biāo)，為開封市市域范圍生活污水處理廠、河道清淤、市政管網(wǎng)清淤、自來水廠產(chǎn)生的污泥等進(jìn)行處理，做到應(yīng)收盡收，總投資為3.6億。
西安：焚燒+建材利用
第二輪第三批中央生態(tài)環(huán)保督察中向西安反饋，西安市污泥無害化處置能力不足，當(dāng)時要求應(yīng)于2020年底前建成8座污泥處置場，但目前僅建成投運3座。
據(jù)西安市生態(tài)環(huán)境局發(fā)布的《2020年度固體廢物污染防治有關(guān)信息公告》顯示，2020年西安市26座城市污水處理廠共計產(chǎn)生污泥878383.01噸，日均2406.53噸。目前通過污泥處置政府購買服務(wù)、應(yīng)急處置、衛(wèi)生填埋等多種方式，做到了日產(chǎn)日清、廠內(nèi)無堆存，無害化處置率穩(wěn)定在90%以上。
E20研究院《報告》中提到，在我國西部地區(qū)，四川、廣西、西安城鎮(zhèn)濕污泥產(chǎn)量相對較高，均超過100萬立方米。為了解決污泥增量問題，陜西省提出在2020年前，規(guī)劃新增污泥處理處置能力4872噸/日(“十三五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃為4333噸/日)。
陜西省禁止處理不達(dá)標(biāo)的污泥進(jìn)入耕地，根據(jù)2019年發(fā)布的《西安市污泥安全處置工作實施方案》中指出，西安市主城區(qū)采用焚燒+建材利用的處置路線，周邊區(qū)縣結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，可采用土地利用或焚燒+建材利用等處置路線。
今年5月，《西安市2021年污泥安全處置工作實施方案》印發(fā)。《方案》明確，到2025年，新建污泥處置廠、熱電廠污泥摻燒項目共計10個，并鼓勵有資質(zhì)、有能力的社會企業(yè)參與。
深圳：廠內(nèi)深度脫水+焚燒摻燒
在2018年第一輪中央環(huán)保督察“回頭看”中，督察組發(fā)現(xiàn)深圳等6個地市均存在非法轉(zhuǎn)移傾倒污泥問題。
深圳市是我國南部重鎮(zhèn)，在污泥處理問題上比較有代表性。實際上，早在2016年，深圳市人民政府印發(fā)《深圳市固體廢物污染防治行動計劃(2016—2020年)》提出到2020年，污水處理廠污泥處理能力超過4000噸/日，實現(xiàn)本地處置率100%的工作目標(biāo)，在處理技術(shù)上，確定了“廠內(nèi)深度脫水減量+綜合利用為主”的技術(shù)路線。
值得一提的是，在幾年的摸索中，深圳針對污泥處置的技術(shù)路線有了明確的變化，更加明確了要全面推行“廠內(nèi)深度脫水+焚燒摻燒”的技術(shù)路線。中國水網(wǎng)查閱到2020年12月發(fā)布的深圳市水務(wù)局關(guān)于《落實中央生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察整改情況公示(關(guān)于生活污泥違法傾倒問題)》中提到，深圳市的污泥處理處置要全面推行“廠內(nèi)深度脫水+焚燒摻燒”技術(shù)路線。優(yōu)化前端廠內(nèi)深度脫水技術(shù)工藝和設(shè)施布局，將污泥含水率降至40%以下，做好與后端焚燒摻燒的技術(shù)工藝銜接。
據(jù)E20研究院數(shù)據(jù)估算2020年廣東省城鎮(zhèn)濕污泥產(chǎn)量增至653萬立方米，穩(wěn)居?xùn)|部地區(qū)最高。作為污泥產(chǎn)量大省，廣東省各地決定加快推進(jìn)實施污泥干化焚燒這一高效的處理處置技術(shù)已達(dá)到“十三五”污泥處置目標(biāo)。也是在這樣的背景下，海豐電廠污泥耦合燃煤全量處置項目(規(guī)模6000噸/日、含水率80%)應(yīng)運而生。2021年4月，該項目順利投產(chǎn)，利用污泥耦合摻燒技術(shù)進(jìn)行“全鏈條、全閉環(huán)”處置，實現(xiàn)市政污泥的“無害化、資源化、能源化”。
綜上，目前我國污泥處理處置問題依然面臨處理處置能力不足、出路不通以及資金等問題。
減量化壓力下，全國新增項目以干化焚燒為主
如今污泥處理處置技術(shù)的討論早已趨于塵埃落定，經(jīng)過多年探索，我國污泥處理處置行業(yè)主要形成了穩(wěn)定化處理與安全處置的四條主流技術(shù)路線：“厭氧消化+土地利用”、“好氧發(fā)酵+土地利用”、“干化焚燒+灰渣填埋或建材利用”，以及“深度脫水+應(yīng)急填埋”，支撐著我國污泥處理處置問題的解決。隨著污水處理廠的提標(biāo)改造，污泥處置延伸出了耦合垃圾焚燒、水泥窯協(xié)同處置、參與土壤修復(fù)等路徑，技術(shù)工藝突破瓶頸。
根據(jù)E20研究院調(diào)查顯示，由于以前我國污泥處理以填埋作為主要方式，因此在目前污泥的存量項目中，干化脫水后的填埋占比依然為最高，在新增項目中，處理方式以干化為主，2020年污泥干化脫水占比約為72%，較2019年增加了5個百分點。在處置方式中，焚燒占比呈現(xiàn)逐漸增加的態(tài)勢，占比已經(jīng)達(dá)到30-40%左右。
在地域分布上，污泥焚燒和干化是華東地區(qū)應(yīng)用最為廣泛的污泥處理技術(shù)；東北地區(qū)、華東地區(qū)和華中地區(qū)則為污泥好氧堆肥技術(shù)；此外，厭氧消化設(shè)施在華東、華北和華中地區(qū)亦廣泛建設(shè)。
碳中和背景下，污泥處理處置未來發(fā)展方向
污泥的問題暴露了我國污水基礎(chǔ)設(shè)施的嚴(yán)重短缺，同時污泥資源化的出路始終打不通，也成為了污泥治理最為根本的難點。據(jù)統(tǒng)計，目前仍然有40-50%左右的污泥尚未追溯到終端處置方式，或是雖然進(jìn)行了無害化處理，但未得到有效的妥善處置，困擾行業(yè)多年的污泥終端出路問題仍未解決。
E20環(huán)境平臺合伙人曹斌博士在“2020(第十二屆)上海水業(yè)熱點論壇”上指出，在生態(tài)文明的邏輯下，必須從“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”為特征的單點技術(shù)創(chuàng)新升級到以“辨證施治，統(tǒng)籌決策”的系統(tǒng)方案突破，打造污泥處理處置全生命周期服務(wù)的系統(tǒng)路徑。
正所謂“通”才“不痛”。在雙碳戰(zhàn)略下，污泥成為污水處理行業(yè)節(jié)能減耗、踐行碳達(dá)峰、碳中和的重要抓手，能源資源回收利用成為重要的方向。如何將價值鏈條打通，也成為了行業(yè)的熱點。
其中，污泥焚燒后的熱能利用，以及污泥厭氧消化后的沼氣利用，普遍受到行業(yè)高度重視。2021年6月國家發(fā)改委發(fā)布的《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》中關(guān)于污泥資源化利用的部分，明確指出在土地資源緊缺的大中城市推廣采用“生物質(zhì)利用+焚燒”、“干化+土地利用”等模式。
近年來，對于技術(shù)路線如何選擇的討論也不少。北京建筑大學(xué)郝曉地教授曾旗幟鮮明的指出，干化焚燒而非厭氧消化乃污泥處置的終極方向，污泥用兩個字或者是兩個極端可以概括：“扔”、“燒”，其他路都行不通，污泥亂扔也注定是死路一條，因此，最后只有去“燒”。
在2020(第十二屆)上海水業(yè)熱點論壇上，中國人民大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、環(huán)境學(xué)院副院長、低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任王洪臣指出，建議參考?xì)W美經(jīng)驗，制定合理的污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，在嚴(yán)格監(jiān)管下，旗幟鮮明地鼓勵滿足標(biāo)準(zhǔn)的污泥經(jīng)厭氧消化或好氧發(fā)酵后進(jìn)行規(guī)?；r(nóng)業(yè)循環(huán)利用，徹底解決污泥出路問題，解除對污水處理廠安全運營的威脅。
而近期農(nóng)業(yè)農(nóng)村部有機(jī)肥最新標(biāo)準(zhǔn)(NY525-2021)開始發(fā)布實施，其中明確禁止選用污泥等存在安全隱患的作為有機(jī)肥原料。針對這一標(biāo)準(zhǔn)，水煮君在其公眾號文章中也提出，農(nóng)業(yè)部并沒有封殺掉污泥產(chǎn)物不能用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也沒有說不能進(jìn)行土地資源化利用，只是又重新強(qiáng)調(diào)了不能用于深加工制有機(jī)肥而已。不做有機(jī)肥，進(jìn)入土地利用是可以的，照樣符合“從哪里來，回哪里去的”資源化綠色循環(huán)理念。
“凱叔”也指出，有機(jī)肥新標(biāo)準(zhǔn)NY525-2021明確規(guī)定：禁止采用污粉煤灰、鋼渣泥等存在安全隱患的禁用物料制造有機(jī)肥。有機(jī)肥是流通的商品，國家經(jīng)過審核后會給有機(jī)肥批號，這樣才能在市場上流通、銷售、賺取利潤。而同樣為國家權(quán)威部門出具的國字號標(biāo)準(zhǔn)，卻給污泥農(nóng)用開出了道路?！掇r(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》GB4284-2018頒布，從2019年6月1日已經(jīng)開始實施，比有機(jī)肥NY525-2021早了2年。這個標(biāo)準(zhǔn)中對污泥的定義、種類、用途做了詳細(xì)約定，適用于城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥在耕地、園地和牧草地時的污染物控制；注意：沒有說污泥不能農(nóng)用、不能耕地。而且，這個標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)用和做有機(jī)肥是兩個概念。農(nóng)用是指：經(jīng)過穩(wěn)定化、無害化處理后，滿足農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的市政污泥產(chǎn)品可以進(jìn)行農(nóng)用。而污泥有機(jī)肥是：經(jīng)過處理后的污泥制成有機(jī)肥進(jìn)行銷售。
而發(fā)改委、住建部聯(lián)合頒發(fā)的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南(試行)》和業(yè)界有一個對技術(shù)優(yōu)先序的統(tǒng)一認(rèn)識：厭氧消化后污泥泥質(zhì)達(dá)到限制性土地利用標(biāo)準(zhǔn)時，優(yōu)先考慮采用；調(diào)研土地資源狀況，優(yōu)先研究污泥土地利用的可行性；不具備土地利用條件時，考慮采用焚燒及建材利用處置方式；無法土地利用且不具備焚燒和建材利用條件時，采用填埋處置。清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師王凱軍指出，目前主流的四種技術(shù)路線都是國內(nèi)外證明可行的技術(shù)路線，雖然還不可能做到十全十美，但是如果能做到因地制宜，結(jié)合企業(yè)自身情況和外界環(huán)境，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，這四種技術(shù)路線都是目前可行的。而且業(yè)界也在不斷進(jìn)行創(chuàng)新。
如在長三角、珠三角和一些大型省會城市，土地資源短缺，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。而在地級市及以下地區(qū)或土地資源豐富的地區(qū)，可以考慮處理后的污泥歸土的處置方式。
同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長、城市污染控制國家工程研究中心主任戴曉虎強(qiáng)調(diào)，在碳中和的背景下，未來污泥處理處置應(yīng)以節(jié)能降耗及資源能源回收為目標(biāo)，通過現(xiàn)有技術(shù)提升與綠色低碳技術(shù)開發(fā)，實現(xiàn)過程能耗降低、化學(xué)藥劑替代、逸散性溫室氣體控制，以及生物質(zhì)清潔能源回收等，以提升我國污泥處理處置的碳減排水平。
9月16日、17日，2021(第十三屆)上海水業(yè)熱點論壇也將“低碳發(fā)展下的污泥能源利用”作為重點議題之一。論壇現(xiàn)場將擬邀，中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長王洪臣、同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長戴曉虎等行業(yè)專家將做主題分享及觀點對話。同時，E20研究院數(shù)據(jù)中心將發(fā)布重磅報告——《污泥市場商機(jī)密報》。
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