好氧？厭氧？焚燒？ 問題頻發(fā)的污泥要怎么破局
發(fā)布時間：?2021-09-06 15:33:16??????點擊：
污泥處理處置從“十一五”期間開始持續(xù)走熱，成為水務市場新的增長點。至2020年7月，《城鎮(zhèn)生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》明確將污泥無害化和資源化作為“補短板強弱項”的重點難點，對于處理處置方式也做出了方向引導。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”目標下，污泥成為污水處理行業(yè)節(jié)能減耗、踐行碳達峰、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，應結(jié)合本地實際，依據(jù)可行性研究報告進行詳細測算。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，一直未建設污泥無害化處置設施，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施建設“十三五”規(guī)劃》，規(guī)劃要建設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，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)保科技有限公司簽訂委托合同，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)以及處置方向進行明確的鼓勵和引導。公開信息顯示，目前遼寧省規(guī)范的污泥安全處理處置設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任主體，關(guān)于污泥的去向，地方政府需要發(fā)揮責任主體的作用，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%)。污泥應急處理廠生產(chǎn)工藝采用隔膜壓濾機將含水率80%左右的污泥稀釋調(diào)理后，以隔膜壓濾機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標的污泥進行土地利用。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行招標，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)生的污泥等進行處理，做到應收盡收，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，當時要求應于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、應急處置、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施建設規(guī)劃為4333噸/日)。
陜西省禁止處理不達標的污泥進入耕地，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?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，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)布的深圳市水務局關(guān)于《落實中央生態(tài)環(huán)境保護督察整改情況公示(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)居東部地區(qū)最高。作為污泥產(chǎn)量大省，廣東省各地決定加快推進實施污泥干化焚燒這一高效的處理處置技術(shù)已達到“十三五”污泥處置目標。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，厭氧消化設施在華東、華北和華中地區(qū)亦廣泛建設。
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設施的嚴重短缺，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，中國人民大學教授、博士生導師、環(huán)境學院副院長、低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任王洪臣指出，建議參考歐美經(jīng)驗，制定合理的污泥農(nóng)用標準，在嚴格監(jiān)管下，旗幟鮮明地鼓勵滿足標準的污泥經(jīng)厭氧消化或好氧發(fā)酵后進行規(guī)模化農(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)村部有機肥最新標準(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肥原料。針對這一標準，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)，也沒有說不能進行土地資源化利用，只是又重新強調(diào)了不能用于深加工制有機肥而已。不做有機肥，進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，有機肥新標準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肥。有機肥是流通的商品，國家經(jīng)過審核后會給有機肥批號，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準，卻給污泥農(nóng)用開出了道路。《農(nóng)用污泥污染物控制標準》GB4284-2018頒布，從2019年6月1日已經(jīng)開始實施，比有機肥NY525-2021早了2年。這個標準中對污泥的定義、種類、用途做了詳細約定，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，這個標準的農(nóng)用和做有機肥是兩個概念。農(nóng)用是指：經(jīng)過穩(wěn)定化、無害化處理后，滿足農(nóng)用標準的市政污泥產(chǎn)品可以進行農(nóng)用。而污泥有機肥是：經(jīng)過處理后的污泥制成有機肥進行銷售。
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)一認識：厭氧消化后污泥泥質(zhì)達到限制性土地利用標準時，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。清華大學環(huán)境學院教授、博士生導師王凱軍指出，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。
同濟大學環(huán)境科學與工程學院院長、城市污染控制國家工程研究中心主任戴曉虎強調(diào)，在碳中和的背景下，未來污泥處理處置應以節(jié)能降耗及資源能源回收為目標，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，中國人民大學環(huán)境學院副院長王洪臣、同濟大學環(huán)境科學與工程學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——《污泥市場商機密報》。
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