長期以來,中國污泥處理處置并未得到足夠重視,設施建設嚴重滯后,污泥安全處理率不足10%。大部分污泥都是簡單填埋了事。更有甚者,不顧可能造成的惡劣影響,把成噸的污泥偷偷傾倒在農(nóng)村荒地或者河道中。污泥成分極其復雜,含有大量的微生物、有機污染物、重金屬及氮、磷等元素,具有含水量高、易腐、惡臭等特點,如果處理不當,極易造成二次污染。
當前,對污泥的處置方法主要分為3種:填埋、焚燒和土地利用。由于我國一直處于重污水、輕污泥的狀態(tài),許多污水處理廠出水已經(jīng)達到一級A排放標準,而對于污泥,仍停留在簡單地填埋或焚燒階段。
然而,受國情、資金投入及技術轉化與應用等因素的制約,我國污泥填埋和焚燒仍有一定的存在空間。
填埋處置方法簡單,在國內(nèi)比較普及,但對垃圾填埋場的選址要求比較高,并且需要確保一定比例的污泥含水率,否則,容易造成垃圾填埋場滲濾液增幅過大。此外,垃圾填埋場還會占用較大的土地資源。
焚燒方法處置污泥成本較高,并且隨之產(chǎn)生的飛灰(含二惡英有害成分)、惡臭也會帶來二次污染?!冻擎?zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術指南(試行)》明確指出,生物處置是優(yōu)先推薦的主要方向。但是,污泥的生物處置面臨諸多考驗:
一是主流的厭氧消化技術難以推廣。按照《關于加強城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》要求,在對污泥處置時,應遵循減量化、穩(wěn)定化、無害化的原則。厭氧消化作為污泥減量化、穩(wěn)定化的重要手段之一,在歐美發(fā)達國家得到廣泛應用。我國雖然很多污水廠都建有污泥厭氧消化處理設施,但受資金投入、污泥可生化性差及設施安全等因素制約,正常運行情況不盡如人意。
二是生物干化技術受污泥自身條件制約。污泥生物干化技術作為新興的干化技術,利用微生物好氧發(fā)酵的原理,通過強制通風引發(fā)微生物產(chǎn)熱,從而實現(xiàn)蒸發(fā)水分的目的。此方法不需外加熱源,具有節(jié)能環(huán)保的特點。污泥堆肥作為污泥生物干化技術在污泥處置中的應用手段,借助污泥富含大量的營養(yǎng)源氮、磷、有機質等來實現(xiàn)污泥農(nóng)用,十分適合我國國情。但是,這一技術也受到污泥中有機質含量及熱值等因素的影響,制約了技術推廣。
按照十二五規(guī)劃至2015年,重點城市污泥無害化處理處置率達80%,其他設市城市達到70%,縣城及重點鎮(zhèn)達到30%。數(shù)據(jù)顯示,截至2013年年底,全國污泥處理處置設施建設僅完成規(guī)劃目標的43.4%,即224.81萬噸/年,而我國的污泥年產(chǎn)量在3000多萬噸,而按照規(guī)劃,“十二五”期間全國規(guī)劃建設污泥處理處置總規(guī)模518萬噸/年,如果規(guī)劃按期完成,則2014年、2015年兩年間,污泥處理處置設施還需建設293.29萬噸/年,相當于之前三年年均建設規(guī)模的2倍。從規(guī)劃的完成進度和以往五年規(guī)劃的市場波動規(guī)律來看,“十二五”末,污泥市場正迎來爆發(fā)期。
對此,住房和城鄉(xiāng)建設部城建司巡視員張悅高度概括說,中國污泥處理處置經(jīng)歷了灰色、綠色、藍色三個階段。灰色是單一目標,孤島思維。污泥焚燒或者其他方式,一利百害,會引發(fā)串聯(lián)問題;綠色是多個目標,人們開始運用聯(lián)系思維,內(nèi)外兼顧,人天相容,這樣可以解決環(huán)境問題,但隨之產(chǎn)生了成本問題;藍色是綜合目標,運用系統(tǒng)思維,串聯(lián)循環(huán),讓資源從哪里來,到哪里去,實現(xiàn)人天兩利,社會自然和諧。
同時,清華大學環(huán)境學院環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究中心主任傅濤指出,“當污水橫流、垃圾遍野的時候,首先要保證居民生活環(huán)境的安全性,因此‘無害化’是核心,但隨著環(huán)境產(chǎn)業(yè)的縱深發(fā)展,無害化的要求越來越高,其實已經(jīng)與資源化越來越接近。隨著無害化拓寬,及資源化深化,兩者會同時存在;5年之后,市場或將以資源化為核心。”
面對資源化的大趨勢,主張“道法自然”,提倡資源從自然中來,回自然中去的藍色經(jīng)濟,為污泥處理處置行業(yè)提供了大循環(huán)的思路,張悅認為,藍色經(jīng)濟的奧妙在于有利可圖,運用跨界與循環(huán)的思想,使污泥中的資源的到充分的利用,不僅能取得更好的環(huán)境治理效果,更能夠促進就業(yè)、推動科技創(chuàng)新,從而獲取大的經(jīng)濟價值。他說:污泥處理處置行業(yè)的發(fā)展,靠循環(huán)才能“長肥膘”。
對于中國的污泥處理處置產(chǎn)業(yè),張悅非常樂觀,他說,如果2013年是破冰之旅,2014年就是春風拂面,明年將是艷陽高照。
【他山之石】德國“能源蛋”
一個個巨大的蛋形建筑矗立在易北河對岸,這是漢堡水務集團科勃蘭霍夫污水處理工廠的“能量蛋”:污泥在里頭發(fā)酵成沼氣,產(chǎn)出的電力維持工廠運轉,熱能用于地區(qū)供暖,多余的沼氣提純?yōu)榧淄椋蔀樘烊粴馄嚨膭恿?。綜合使用生物能、風能和太陽能之后,它不僅實現(xiàn)了能源自給自足,而且成為漢堡進行環(huán)保教育的“綠色基地”。
漢堡水務集團能源管理部門負責人呂德爾·加勒夫先生說,污水處理非常耗能,處理廠每年要用電8000萬度,是漢堡“吃電”多的公共企業(yè)。多年來電價節(jié)節(jié)攀升,他們也一直想辦法開源節(jié)流。節(jié)流,就是節(jié)約用電特別是提高能效,他們已把耗電水平壓低了20%,目前趨于穩(wěn)定。開源,就是盡量利用手頭資源變廢為寶,其中大的一座“寶藏”就是污水污泥。
在該市市政府主導下,科勃蘭霍夫污水處理廠探索出了一套污泥循環(huán)處理模式?;煊泄腆w物的污水先送到過濾裝置過濾;過濾后的污水在大池里進行污泥沉淀;污泥濃縮后,送入“能量蛋”厭氧消化;消化后的污泥經(jīng)過脫水和干化,被送到污泥焚燒爐里焚燒。焚燒后每天僅產(chǎn)生48噸爐灰,這些爐灰經(jīng)過熔化可制成建筑材料。焚燒爐的尾氣凈化每天還產(chǎn)生約5噸石膏,可用于工業(yè)生產(chǎn)。終剩下的550千克重金屬污泥作為不可利用的殘留物進行處置。
此外,“能量蛋”每天產(chǎn)生9萬立方米的沼氣,驅動沼氣發(fā)動機和沼氣透平機進行熱電聯(lián)產(chǎn)。沼氣透平機以及污泥燃燒過程中產(chǎn)生的熱量用來產(chǎn)生蒸汽,蒸汽緊接著再次被用來發(fā)電。污泥處理過程中產(chǎn)生的能量,滿足了污水處理廠所需用電量的80%以及用熱量的100%。
如今,污水處理廠已成為漢堡的一張名片。