來源:水工業(yè)市場雜志
王偉:污泥沒有得到有效處置的癥結(jié)在于政策力度不夠
作為污水處理的衍生物,污泥是否可以得到妥善的處理處置,直接關(guān)系到污水處理的環(huán)境效益?!八畻l”明確提出推進污泥處理處置,現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)于2017年底前基本完成達標(biāo)改造,地級及以上城市污泥無害化處理處置率應(yīng)于2020年底前達到90%以上。而多項權(quán)威報告指出,我國近80%的污泥沒有得到有效處置。在下文中,清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授王偉將就污泥處理處置技術(shù)、癥結(jié)、費用及出路等問題,作出詳細解答。
水工業(yè)市場:污泥都去哪兒了?
王偉:污泥是個很熱的話題,污泥的問題大家都已經(jīng)認(rèn)識得很清楚,污泥處理處置的必要性大家也都已經(jīng)認(rèn)識得很清楚,污泥肯定不能隨便用車?yán)浇纪馊ネ诳拥沟簟5?,現(xiàn)在實際上就是這么倒的。從目前情況來看,我們國家大部分城市的污泥并沒有得到真正有效的處理處置。污泥如果不經(jīng)過預(yù)處理直接進到土地,像北京、上海這樣的地方人口密度高度集中,會不會對環(huán)境產(chǎn)生影響?這是肯定的。污泥是污水處理的產(chǎn)物,在污水獲得凈化的同時,約一半的污染物轉(zhuǎn)移到污泥中,而這些污泥最后又會回到環(huán)境中。如果不解決好污泥處理處置的問題,污水處理的效果只能是“事倍功半”。
水工業(yè)市場:污泥處理處置技術(shù)準(zhǔn)備好了嗎?
王偉:在技術(shù)方面,我們國家是世界的加工廠,比如日本的馬桶蓋雖好,但它是中國生產(chǎn)的,又比如我們國家的航天技術(shù)和高鐵技術(shù)同樣是全球領(lǐng)先,我國的高鐵速度比日本的還快,總公里數(shù)也比日本長。在污泥處理處置方面,其實我們的技術(shù)本身也并不比發(fā)達國家落后,我們做了很多技術(shù)方面的工作,國外有的技術(shù)我們都有??萍疾繌摹笆晃濉遍_始一直在支持污泥處理,包括水專項、863、科技支撐等各大專項都在支持污泥處理。現(xiàn)在國內(nèi)拿科研項目,技術(shù)指標(biāo)的先進性肯定比國外高。比如說厭氧消化的轉(zhuǎn)化率,我們不提高到60%,是拿不下來項目的。
時下污泥處理處置技術(shù)多種多樣,可謂是“百花齊放”:堆肥、厭氧消化、石灰穩(wěn)定、焚燒、填埋……到底哪種技術(shù)更適合我們國內(nèi)?我個人認(rèn)為,沒有無缺點的技術(shù),也不是這些技術(shù)本身有問題。只是說各種技術(shù)處理的效果有好有壞,但總比不處理強。換句話講,污泥必須處理,所有經(jīng)過處理的污泥其危害性都會減弱,理論上各種技術(shù)都可以用,只是說處理的效果有好有壞,經(jīng)過實踐檢驗和市場篩選,較好的技術(shù)自然會被保留延續(xù)。因此,我認(rèn)為,與其開展微觀層面的技術(shù)研究,追求更先進的處理指標(biāo),完整的解決方案可能更是我們迫切需要的。
水工業(yè)市場:污泥處理需要多少錢?污泥處理的費用從哪里出?
王偉:一般情況萬噸污水處理會產(chǎn)生5-10噸的濕污泥,我們按7.5噸來計算。每噸污泥按400元處理費來算,折合起來每噸污水的污泥處理費用就是0.3元,相當(dāng)于污水處理費的三分之一。
那么污泥處理的這個錢應(yīng)該從哪兒出?我覺得跟污水處理廠沒有關(guān)系。污水處理廠是政府的,其處理費也是從水費里面劃撥出來的。我覺得還是要政府出這個錢。政府決定是由財政劃撥,還是消費者承擔(dān),這是另外的問題。
水工業(yè)市場:污泥最終的出路在哪里?
王偉:污泥處理工藝以及最終出路不同,其成本差異會非常大。比如說干化焚燒可能每噸污泥400塊錢都不一定夠,如果石灰干化直接進填埋場,可能只需要一百多塊錢??梢钥隙ǖ恼f,采用不同的技術(shù),花不同的錢,處理效果一定是不同的。
污泥的最終處置面臨著安全處置和資源化利用的雙重選擇,要確定污泥處理以后的出路在哪里,實際上需要對各種技術(shù)進行評估,充分考慮各種技術(shù)可能帶來的環(huán)境風(fēng)險以及消除這些風(fēng)險需要付出的代價。在這個基礎(chǔ)上,界定出污泥處置的邊界和級別。
水工業(yè)市場:污泥不能得到有效處置的癥結(jié)究竟是什么?
王偉:實際上,污泥處理方面,我們是有技術(shù)儲備的,“十一五”、“十二五”期間一大批污泥處理技術(shù)得到開發(fā),并且在國內(nèi)許多城市得到應(yīng)用。資金方面也不缺乏,環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為未來我國的支柱產(chǎn)業(yè)受到社會各界的高度關(guān)注,只要政策到位,我相信污泥處理也會跟垃圾焚燒和污水處理一樣大量社會資本會投入到這個領(lǐng)域。我們按年產(chǎn)四千萬噸污泥算,一噸400塊錢的處理費用,一年是160億,我國有600多個城市,平均到每個城市一年兩千萬左右,北京、上海的肯定多一些,地級市或縣級市可以少一些。無論處理效果如何,總比不處理要強得多。
這么看,資金不是問題,技術(shù)也不存在什么大問題。那么我國污泥得不到有效處理處置的癥結(jié)到底是什么?我認(rèn)為其中很關(guān)鍵的一個原因是政策要求力度不足。
我國對污水廠的建設(shè)有減排的約束性目標(biāo),而對污泥最終的處理處置沒有明確的強制性規(guī)范要求和約束性指標(biāo),地方政府沒有壓力,對污泥處理處置不像對污水處理那樣重視,加上污泥對環(huán)境的污染并不像水污染那樣明顯和及時,很多地方也不愿意花錢處理污泥。目前,我國大部分城市的污泥處理處置設(shè)施建設(shè)依然十分緩慢,事實上,即使已建成的污泥處理廠也存在使用率不足或閑置的現(xiàn)象,大量污泥被隨意外運、簡單填埋或堆放,而得不到真正有效的處置。
《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》提出,到2015年,直轄市、省會城市和計劃單列市的污泥無害化處理處置率達到80%,其他設(shè)市城市達到70%,縣城及重點鎮(zhèn)達到30%。今年是“十二五”規(guī)劃的收官年,馬上就要到年底了,以目前的情況來看,完全實現(xiàn)污泥處理處置“十二五”規(guī)劃的目標(biāo)是有難度的。我認(rèn)為完不成的原因主要在于“十二五”規(guī)劃僅僅是提出了一個目標(biāo),但是缺乏細節(jié)和法律的強制性,對“如果目標(biāo)沒完成怎么辦?”沒有給出明確的懲罰規(guī)定,地方政府也沒有明顯的政策壓力。如果把污泥作為國家節(jié)能減排的硬指標(biāo)之一,對偷排等非法行為嚴(yán)加處罰,就能調(diào)動大家解決這一問題的積極性。
總之,要想解決污泥的問題,我國應(yīng)出臺一個行之有效的污泥處理政府令,政府及相關(guān)部門要建立相應(yīng)的評估與處罰制度,對偷排等非法行為應(yīng)嚴(yán)加處罰,同時應(yīng)對污泥處理項目建設(shè)進行一定比例的資金支持,鼓勵污泥處置工作的進展。否則技術(shù)準(zhǔn)備得再好,社會上的熱議再多,都無濟于事。
戴曉虎:污泥處理處置技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
污水中約30-50%的COD轉(zhuǎn)入到了污泥中,轉(zhuǎn)入污泥的N約30-45%,P約90%。如果污泥不及時進行處理處置,從節(jié)能減排的角度上看,污水處理設(shè)施只做了一半或者三分之二的工作,所以污泥處理處置是污水處理或節(jié)能減排當(dāng)中很重要的一個環(huán)節(jié)。
國際上污泥處理處置技術(shù)工藝,主要緊扣四化:穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化。我國在污泥減量化方面做了大量的工作,但離真正的減量化還有一定的距離。從技術(shù)層面上說,我國污泥處理處置主要考慮的是穩(wěn)定化的范疇,而資源化利用方面,則沒有太多考慮。
一、我國污泥處理處置現(xiàn)狀
總體來說我國的污泥處理技術(shù)路線都是傳統(tǒng)的、國際通用的技術(shù),這些技術(shù)都可以解決污泥四化的問題,所需費用每噸污水約0.2-0.5元。但是,由于責(zé)任主體不明確,各地在進行污泥處置時,費用問題并沒有落實,導(dǎo)致了現(xiàn)在的各種問題。撇開技術(shù)路線,從整個污泥處置的角度來考慮,國內(nèi)外的趨勢都是建材和土地利用。
但是,針對我國現(xiàn)狀,這些技術(shù)還需要進一步提升。首先,很多國外技術(shù)在中國并不適用。我國污泥的含砂量很高、有機質(zhì)也很多,需要進一步研發(fā)相關(guān)適應(yīng)技術(shù)。第二,我國的環(huán)境問題和國外的環(huán)境問題是不一樣的。我們的環(huán)境容量和所負(fù)荷的污染之間的矛盾相當(dāng)激烈。
二、未來技術(shù)發(fā)展趨勢
活性污泥法是有一百年歷史的污水處理方法,但是活性污泥法高能耗問題無論在中國還是全球,都沒有得到解決,污泥也沒有達到其應(yīng)有的資源化水平。在2014年活性污泥一百周年時,全世界科學(xué)家都一致認(rèn)為:資源化是污水處理未來發(fā)展的方向,污泥的資源化利用是未來需要突破的重要環(huán)節(jié)。
隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,對資源和能源的期望也增加了。在此背景下,現(xiàn)在污泥中的污染物,將來會實現(xiàn)最大程度的“資源化”。從處理處置為目標(biāo)轉(zhuǎn)變觀念為以資源化利用為導(dǎo)向,實現(xiàn)科技創(chuàng)新服務(wù)可續(xù)發(fā)展。
未來技術(shù)都要遵循五個方面的原則:以資源循環(huán)為主導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展趨勢;污泥生物質(zhì)能源的最大化回收;污泥營養(yǎng)物質(zhì)(磷和氮)的回收;溫室氣體排放控制;健康安全保障。
三、污泥污染物利用的研究熱點
污泥污染物利用的熱點技術(shù)主要是C、N、P的資源化利用,全世界的科學(xué)家都試圖把污泥當(dāng)中有用的能源物質(zhì)最大化地進行回收。
1、污泥/城市有機質(zhì)高效協(xié)同厭氧消化 隨著新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展,把城市有機質(zhì)和污泥集中起來進行厭氧消化,是比較可行的資源回收利用方式。污泥與餐廚垃圾協(xié)同厭氧消化,可提高餐廚厭氧系統(tǒng)的穩(wěn)定性,降低抑制物濃度,提升緩沖度,負(fù)荷提高4-5倍,容積產(chǎn)氣率提高3-5倍。
2、污泥高溫碳化技術(shù) 污泥碳化就是在600-900℃時對污泥進行高溫融化,在600℃時變成生物碳土,到900℃時已經(jīng)氣化。焚燒技術(shù)畢竟有一些污染物的產(chǎn)生,碳化技術(shù)和焚燒技術(shù)相比,應(yīng)該有一定的發(fā)展空間。德國和日本目前都已經(jīng)有了污泥高溫碳化技術(shù)的示范工程,我國湖北馬上也有碳化技術(shù)的示范工程。
3、污泥亞/超臨界水反應(yīng)技術(shù) 該技術(shù)就是在高溫高壓的情況下對污泥進行處理,也就是污泥在200個大氣壓下停留10-20分鐘,所有的有機物碳化釋放,剩下的就是無機物。
4、污泥好氧/厭氧/土地利用 利用污泥中的有機質(zhì)、氮磷鉀營養(yǎng)物質(zhì),是污泥資源化利用的重要方式之一。我國目前污泥的有機質(zhì)可能還不能滿足土地利用的要求,包括土地利用方面的二次風(fēng)險,將來也是我們需要考慮的重要內(nèi)容。
5、污泥制生物柴油技術(shù) 通過污泥建材,把污泥當(dāng)中50-60%的無機物催化成為柴油的原料。
6、污泥蛋白提取技術(shù) 污泥中有機物的40-60%為微生物蛋白,采用熱水解技術(shù)可以提取蛋白質(zhì)。提取出來的蛋白質(zhì)液體可用作高附加值的建材發(fā)泡劑、滅火劑等;而污泥處理殘渣可作為覆土、土壤改良劑、建筑材料。
7、污泥中提取PHA技術(shù) 通過四個步驟提?。汉Y選適合的微生物→生產(chǎn)制造PHA需要的碳源揮發(fā)酸→在生物質(zhì)中富集PHA,生產(chǎn)半成品→精煉半成品,獲得純PHA,最終根據(jù)用戶的需求生產(chǎn)塑料。國外也有把污泥通過發(fā)酵制成生物可降解塑料的工藝,有實驗室包括小試方面的研究,但生產(chǎn)性應(yīng)用在效率上還受到一定的限制。
8、磷回收技術(shù) 磷是一種不可再生資源,據(jù)估計,全世界磷礦儲量只能維持100年左右,100年之后,我們所有的磷資源就靠循環(huán)利用了。磷礦石價格不斷攀升,推動了磷回收技術(shù)的研發(fā)與實施,許多國家已將磷視為21世紀(jì)的一種戰(zhàn)略資源。
在大數(shù)據(jù)的時代,在分子生物學(xué)的時代,我們需要一些新的思維方式,來看待新的問題。鑒于中國的環(huán)境容量現(xiàn)狀,我們需要更先進、更高效、更綠色的污泥處理處置技術(shù)?,F(xiàn)階段要解決的問題是以污染控制為主,未來逐步過渡到資源化利用。
四、結(jié)語
當(dāng)前面臨氣候變化、能源資源短缺等問題,“資源循環(huán)、綠色、健康”是未來技術(shù)創(chuàng)新的重點,污水污泥中“污染物”資源化回收利用是未來發(fā)展的趨勢,污泥是污水處理全過程資源回收利用的關(guān)鍵。
觀念轉(zhuǎn)變、科技創(chuàng)新是核心。現(xiàn)在國家也在提倡萬眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè),所以科技發(fā)展很重要。
基于巨大的市場需求和科技投入,我國一定能成為“污水污泥資源化利用新技術(shù)”的領(lǐng)跑者,引領(lǐng)下一個100年“新型污水污泥技術(shù)”的創(chuàng)新發(fā)展。(本文根據(jù)“第十屆水行業(yè)熱點技術(shù)論壇”演講資料整理,未經(jīng)本人審核)
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