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有关三种泥的思考 | 想好污泥的处置利用 才能迎来柳暗花明

文章来源: 发表时间:2019-09-10 21:04

北极星水处理网讯:污泥的处理处置问题一直是国家及行业高度重视的问题,近年来,污泥处置技术、污泥的去处以及资源化利用等话题越来越被重视。

污泥话题是水业热点论坛多年来一直讨论的热门话题。8月17日,一场关于市政污泥、管网污泥、河道底泥三种泥的思想碰撞在“2019上海(第十一届)上海水业热点论坛”上展开。

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现场,E20环境平台执行合伙人、E20研究院执行院长,国家发改委、财政部PPP双库定向邀请专家薛涛对话中国土木工程学会水工业分会理事长张悦,原中国城镇供水排水协会排水专业委员会主任、原北京市城市排水集团有限责任公司总经理杨向平,上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司总工程师唐建国,重庆市风景园林科学研究院高级工程师陈祥,上海城投污水处理有限公司副总经理陈广。

污泥处置前进路上的“柳暗花明”

污泥问题是很多年来一直讨论的话题,虽然走得何其艰难,但最近几年来出现了一些值得我们欣慰的可喜进展。

五年前张悦提出的“污泥资源化、无害化”思路在行业内还不是很被看好,如今污泥的资源化逐渐被大家认可起来。

“污泥处置相对来说进展得还不是太快,但这三年才看到了一些光明,污泥(市政污泥)在资源化方向上走出了一条新的思路。”杨向平有一个重要的身份,作为全国污泥处理处置促进会理事长,他很早就感知到了污泥的问题。

污泥处理产物的土地利用被大家接受了,这是令唐建国感到最欣慰的事情。目前社会逐渐认识到了污泥中的价值,在稳定化上也做了很好的探索。

陈祥表示,通过自主创新,以及各种方式引入国外新技术并消化吸收再创新,我国污泥处理技术种类和技术水平逐渐走向世界前列。同时,随着污泥最终处置压力的加大,行业开始重视污泥的处置问题,大家从“重谈处理”逐渐向“重谈处置”转变。

如今,上海水业热点论坛已经举办了十一届了,参与本次对话的几位嘉宾,很多都参与见证了水业热点论坛的十一年。很多专家表示,这十一年也是污泥处理处置飞速发展的十一年。以上海为例,“如今再看上海的污泥问题,已经没有五年前那么焦虑了。”陈广坦言。《上海市污水处理系统及污泥处理处置规划(2017-2035年)》将污泥处置技术路线作为战略规划确定了下来,加上政府高度重视,规划很快落地。

“目前上海石洞口、竹园、白龙港三大片区都在做污泥干化焚烧的工程建设,到今年年底基本建完,明年上半年全部可以投运,投运后上海市中心城区污泥干化焚烧规模加起来达到了1040吨干基/天。如果再加上郊区,污泥干化焚烧总体规模还要大,彻底解决了上海市市政污泥出路的难题。”陈广还有一个明显的感受,上海还在污泥焚烧灰渣资源化方面又往前跨了一步,上海可能接下来要出台固体废物污染防治综合规划,来进一步明确污泥焚烧灰渣资源化利用后实现零废弃物填埋的目标。

污泥处置道路上的“拦路虎”

污泥处置长路漫漫,在发展过程中还存在着一些制约其发展的瓶颈以及需要解决的问题。

“污泥最终处置的成本能不能被资源化的收益所覆盖?”张悦提到了污泥处理处置面临的一项非常关键的问题。这也是行业普遍关注的一个重点话题,即污泥资源化的出路到底在哪里?

例如现在很多水处理行业的人士认为污泥在园林上利用有很多优势,但是污泥园林利用出路为什么还是不通畅,陈祥分析了以下几个瓶颈问题:

第一个瓶颈,水处理行业污泥处置的首要目标是“消纳追求”,而园林行业的目标是对景观效益和生态效益的“价值追求”,两个目标是不统一的,导致各走各的路,带来污泥处理产物进入园林行业的跨界瓶颈。

第二个瓶颈,目前的污泥处置产物和园林市场对产品的需求总体上不匹配。不匹配充分体现在以下两个方面:首先,污泥处理产物和园林行业对优质的土壤、基质和肥料等产品的需求不匹配。其次,污泥处置产物的质量指标和园林市场产品指标的匹配程度不够。这是瓶颈问题中的核心问题。园林行业不需要污泥,也不需要未达标的污泥处理产物,而需要满足自身需求的产品。污泥处置产物要更加适合园林的市场需要。

第三个瓶颈,目前水业和园林各自的市场体系不融合。园林行业市场体系内的产品在创新、更新和完善,而水务行业始终停留在“进门和观看”的阶段。水务行业有进入园林行业的“入门话语权”,但是没有实际发言的话语权,还不能在园林的舞台上讲好污泥的故事。

污泥处理处置的多维路径

目前,在实现对污泥无害化处置的基础上,社会逐渐开始了对污泥多种资源化利用方式的探索。

曾经任职北京排水集团总经理的杨向平较早地参与了北京污泥处置的工作。他认为,未来五年我国在污泥厌氧消化产沼气方面会有比较大的发展。“国外五千吨的污水处理厂都在搞污泥厌氧消化,厌氧消化可以产沼气,价值可以得到平衡。”在杨向平主政时,他坚决主张北京所有的污水处理厂污泥都要搞厌氧消化,引进了热水解技术,一天可产三十万方的沼气,既可以降低成本,又可以赚钱,极大地补充了污泥处理的短板,也解决了节能、资源化、稳定化、无害化问题。

2019年北京市园林绿化工作电视电话会对2019年北京市的园林绿化重点工作进行了部署,今年全市计划新增造林绿化25万亩、城市绿地600公顷。这为污泥的园林利用提供了有力的条件。杨向平还认为把污泥做成营养土或者土壤改良剂,大规模地搞绿植,搞土壤修复,也是一个路径。

目前北京、广西在做这些事情。“北京排水集团内部通过污泥热水解,把污泥降解到30%,再通过板化深度脱水,把污泥的体积降50%~60%,6000吨的污泥变成了1600吨含水率50%左右的污泥,量少多了。然后再通过一些调理,将其送到园林做营养土,运用得很好。目前北京、张家口、河北都在用,最近东北也要用我们的营养土。”

“谈了十几年污泥问题,但是80%到90%谈得都是污泥处理,而污泥真正的难点在处置上。我们不能回避处置的问题,要先把处置谈好,再衔接处理,处置决定处理,才是真正的初衷。”陈祥认为污泥处置目前只有“用、埋、烧”三个方向,除了土地利用、建材利用等资源化利用方式以外,还有填埋和焚烧方式。我们应该先想好、讲好和做好污泥处置,使污泥问题能真正“落地”。比如我们常常会把污泥农用等同于污泥土地利用,农用不行就等同于土地利用不行。其实,污泥农用只是污泥土地利用的一个方面,我们需要明确污泥土地利用包括园林利用、林地利用、农用和未利用地土壤改良等,应根据不同土地的特性进行相应的科学分析。

上海在完成污泥干化焚烧,解决污泥自身消纳问题的同时,这两年还对污泥焚烧厂灰渣的资源化做了很多工作。在灰渣的资源化上,陈广介绍了三种方式。其中,第一种和第二种是上海目前已经开展小规模工业生产性试验。

第一种方式,将污泥的焚烧灰渣作为水泥原料加到水泥生料里,投加比约3%左右,然后通过水泥窑高温煅烧,形成水泥熟料。“目前我们已经完成了两百余吨灰渣规模的工业生产性试验,形成约6000余吨水泥熟料,各项指标均符合《硅酸盐水泥熟料》的标准。对使用这批熟料制成的水泥成品做了3天、7天、28天强度实验,试验结果各项指标达到且优于《通用硅酸盐水泥》标准。”

第二种方式,将污泥的焚烧灰渣直接加入污泥的熟料中,变成硅酸盐水泥产品,加的比例稍微高一点(8%左右),目前我们已经完成了50吨灰渣规模的工业生产性试验,形成约625吨硅酸盐水泥,各项性能指标均符合《通用硅酸盐水泥》标准。上述两种方式可能接下来一两年要把这个方向全产业链流程打通。

第三种方式,因为污泥的焚烧灰渣中磷含量很高(约10%~12%),可以提取磷制成磷酸铵,磷酸铵产品可以作为土壤的缓蚀剂和改良剂,现在这种资源化方向还处于实验室阶段。

为解决重庆市城镇污水处理厂污泥处理处置难题,重庆市风景园林科学研究院研发的城镇污水厂污泥园林资源化利用成套技术被重庆市政府纳入《重庆市城镇生活污水处理厂污泥处理处置实施方案》,成为主城区污泥处理处置的主要方式之一。

在重庆市风景园林科学研究院工作的陈祥分享了自身对于污泥园林利用的思考。他指出,我们国家的园林绿地规模很大,统计数据显示,2018年全国城市园林绿地面积约4500万亩,规模是很大的。而且园林利用除了具有不直接进入食物链的优势之外,还有四大优势:

第一,政策优势。国家“土十条”明确提出,达标处理的污泥可以园林利用,这是国家层面政策中非常明确提出来的土地利用方向。

第二,距离优势。城市园林绿地是离污泥最近的土地。

第三,养分优势。污泥里面养分含量是比较高的。园林绿化土壤标准规定了土壤有机质的范围是1.2%~8%。我们的污泥处理产物有机质一般都能达到25%以上,甚至于45%以上,是园林种植土壤低限要求的20倍以上;氮磷钾养分方面,一般的城市土壤折算后的中位数在0.6%左右,我们的污泥处理产物总养分一般都能达到3%以上,高的甚至能到10%,是普通城市土壤的5-16倍。

第四,入门话语权优势。园林行业总体上是认可《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》作为污泥园林利用的准入门槛,对于污泥园林利用我们是有入门的话语权的。

通过分析污泥园林利用的特点,陈祥提出了一条“污泥园林多样化产品市场化利用”的道路。之所以提出“多样化”的概念是因为园林行业需求的产品多种多样,园林不仅仅需要营养土、园林专用肥料等产品,还需要多种多样的基质,以及栽植土壤等产品,而且园林产品的有不同的质量要求。“市场化利用是污泥园林利用的最终方向,因为园林是一个高度市场化的行业,其资源配置权掌握在市场手里,我们要走通园林利用这一条路,就只有适应这个行业的规律,把它实现市场化。”

污泥处置未来发展思考

对于污泥未来的发展,张悦强调,污泥处置应树立顶层的生态文明观念,顺自然而为。他认为,所有的废弃物实际上就是两大类:能腐烂的物质和不能腐烂的物质。

能腐烂的物质主要是农耕文明的产物,它来自于土地和光合作用,也是生态产物,能够被微生物降解,最终将回归到土地中去,融入自然,形成循环的自然链条。这类物质必须走彻底循环的道路。污泥就属于这类物质。“希望所有污泥产品,能够真正回到农业,要进入食物链,而不仅仅是回用到林业和城市园林。”

不能腐烂的物质是工业革命产物,比如塑料、金属、玻璃,这类物质不可以循环回到大自然中去。因此,对于能腐烂的物质,要做好循环。不能循环的工业化石废物,要做好“再用”,替代原材料,减少对自然资源的汲取和开发。生态文明,既要以人为本,更要以天为本,只有以天为本,才能以人为本。

张悦还指出,活性污泥是微生物产物,具有生命的组织结构,这种结构最基本的功能是“保水”,水是生命之源。所以,污泥处理的第一难题是“脱水”,和生命的结构争斗,难度可想而知。同时,正因为污泥也是生命体的积聚,它里面一定含有生命物质,这种物质必然存在不可想象的利用价值。因此,张悦还提出,处理污泥重在“分离”,要把好的东西、生命物质分离出来;把有害的东西、差的东西,比如重金属及无机废物等分离出去;再把这些好的东西萃取浓缩,形成高价值的污泥的精致化产品。这需要科技和创新,需要研发,但关键是研发的目标和科创的理念要正确。

杨向平希望未来能够做好管网养护,解决污水厂进水浓度,这样污泥稳定化的技术慢慢会有提高。另外,污泥的社会化特别强,也需要社会各方的政策来支撑,需要企业进行创新。

唐建国希望未来不用再讨论河道污泥问题,没有河道污泥需要处理。希望管网的养护成为常态,通沟污泥养护以后的标准能够到零。未来在源头上能把污泥的重金属问题解决了,更多地关注重金属形态,而不是重金属总量。

谈到三种泥,陈广也希望未来重金属超标的河道底泥的处置能够得到重点关注。通沟污泥必须花更大精力清除,希望未来五年上海污水管道能够越清越净。“还有一个问题,自从上海干湿垃圾分类以后,通沟污泥处理厂产生的栅渣和沉沙等垃圾,包括污水厂日常产生的格栅垃圾、沉砂垃圾等,均没有很好的方式处理,建议相关部门尽快出台相关规划及技术规程,指导生产实践。”对于市政污泥未来的道路,陈广有着三个愿望。

第一,全链条打通市政污泥资源化的道路,希望未来五年市政污泥资源化道路能够实现产业化。大家对污泥焚烧灰渣的误解需要消除,市政污泥的灰渣性质有别于垃圾焚烧厂产生的灰渣。“很多人认为污泥焚烧产生的灰渣是危险灰渣。我们请中国环科院做了污泥焚烧灰渣危险废弃物的鉴别,结果发现它完全不是危险废弃物,甚至比危险废弃物国家鉴定标准限值差两到三个数量级。”

第二,未来五年希望可以通过管网的提质增效,提高污泥的热值,将污泥焚烧厂的能源自给率从60%提高到80%左右,甚至是更高的数值。希望上海在产业政策上进一步扶持,让企业灰渣跨省外运资源化综合利用既能走得通,又能干得久。

第三,受邻避效应的影响,污泥项目落地非常难。希望未来可以把污泥厂建得更加生态环保,厂内建筑更加有特色,通过优化运行,消除大家对污泥焚烧的排斥,变邻避为邻聚。

对于未来污泥园林的利用,陈祥提出了“跨界、融合、创新、共赢”四大理念:

跨界——水务行业要了解园林行业的实际需求,而且要促使园林行业了解水务行业、了解污泥,在尊重的基础上加深了解,增强沟通。通过深入了解了园林这个行业,使我们真真正正地拿到园林市场的入场券。

融合——融合是污泥园林利用发展的核心,包括产品融合、观念融合和体系融合。

创新——污泥处置产物最终变成产品,产品会用到绿地里去,在这两方面还存在很大的技术创新空间。园林行业现在的产品体系创新也是日新月异的,如果水务行业不进行创新,尽管拿到入场券,也可能会被竞争对手(园林行业现有产品的同行)淘汰。

共赢——将污泥处置需要和园林行业的市场需求有机结合,利用园林行业的市场需求,充分发挥污泥处理产物的营养价值及有益功能等,有效控制污泥处理产物的污染风险和危害,实现既处置污泥处理产物,又促进园林行业发展的目标。

此外,他强调,污泥园林的利用还要打通技术的链条、体系的链条,最关键的是人才的链条。园林利用行业的价值很大,但也有很大的风险,会面临客户的投诉和法律纠纷(因涉及到产品和市场)。我们要抱着对园林行业也对我们负责的态度去做这件事。这样我们是会获得回报的。

薛涛最后总结,所有的东西都是断裂的、碎片的,都是用一个斗争解决另外一个斗争的产物,要用系统观点看待污泥处置问题。我们是在借自然的力量,还是逆自然的力量?如果是逆自然的力量,会发现成本非常高。因此,如何用符合自然界的力量做环保也是我们需要思考的事情。

写在最后:

对话最后,每位对话嘉宾用一句话表达了自身对污泥发展的憧憬。

张悦:污泥处理是垃圾分类的前车之鉴。

杨向平:希望污泥循环技术越来越好。

唐建国:希望通沟污泥越清越通。

陈祥:污泥土地利用今后会形成一个产业,希望大家用产业的思维去做污泥土地利用的事业。

陈广:希望大家要有战略定力,埋头苦干做好自己的事情。

原标题:有关三种泥的思考|想好污泥的处置利用,才能迎来柳暗花明