城市污水處理廠的大規(guī)模建設(shè)浪潮行將結(jié)束，污泥處理處置才剛起步，其發(fā)展前景是業(yè)界所公認(rèn)的。對(duì)污泥的處理技術(shù)必須予以充分的重視，因?yàn)?，能否解決好污泥問(wèn)題是污水凈化成功與否的決定性因素之一；甚至可以說(shuō)在今后我國(guó)城市污水工藝方面的技術(shù)進(jìn)步，在很大程度上取決于污泥處理和利用技術(shù)的進(jìn)步。為了解決這一問(wèn)題有必要加強(qiáng)污泥處理與利用的研究。而在污泥處理技術(shù)的選擇上，引發(fā)了不少討論與爭(zhēng)議。
在近期一些學(xué)術(shù)活動(dòng)場(chǎng)合，中國(guó)水網(wǎng)記者采訪了中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境修復(fù)中心主任研究員陳同斌、中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長(zhǎng)王洪臣教授，查閱了清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系王凱軍教授的論文觀點(diǎn)，他們對(duì)各種污泥處理處置技術(shù)進(jìn)行了評(píng)點(diǎn)。
關(guān)于厭氧處理
王洪臣教授建議厭氧消化 + 土地利用（農(nóng)用為主）的技術(shù)路線應(yīng)成為國(guó)家污泥處理處置的主要技術(shù)路線。他表示，全國(guó)3000萬(wàn)噸污泥如采用厭氧消化 + 土地利用（農(nóng)用為主）的技術(shù)路線進(jìn)行處理處置，將動(dòng)態(tài)增加3%-10%的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)循環(huán)量；將產(chǎn)生25億立方米甲烷氣清潔能源，可發(fā)電40億度；與其他路線比較，可直接減少碳排放1500萬(wàn)噸，間接400萬(wàn)噸。而且，在美國(guó)、歐洲等國(guó)家，污泥厭氧消化處理的比例都超過(guò)了50%。
陳同斌則認(rèn)為，國(guó)內(nèi)很多污水處理廠都設(shè)置了污泥厭氧消化處理設(shè)施，但是目前仍在正常運(yùn)行的只有5個(gè)。為什么呢？污泥厭氧消化從理論上說(shuō)是很好的處理技術(shù)，但目前還存在一些問(wèn)題尚待解決。
一是污泥厭氧消化技術(shù)處理污泥的投資較大，我國(guó)污泥消化處理的相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)也不多，大型的污泥消化設(shè)備大都是從國(guó)外進(jìn)口的，基礎(chǔ)投資和運(yùn)行成本較高。
二是污泥厭氧消化處理除需要投資大量資金建設(shè)消化裝置之外，還需投入大量資金建設(shè)配套處理設(shè)施，污泥經(jīng)厭氧消化后只能減量1/3到1/2左右的質(zhì)量。從污泥處置的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈角度來(lái)看，厭氧消化還沒(méi)有達(dá)到最終處置的目的，還會(huì)留下大量剩余污泥(殘?jiān)?還需要通過(guò)其他技術(shù)進(jìn)行處理。產(chǎn)生的消化液COD濃度相當(dāng)高，還需建立配套的污水處理設(shè)施或返回到污水處理廠處理。這都需要大量的額外投資和運(yùn)行成本。因此，建設(shè)消化處理工程不能僅僅考慮消化裝置的投資和運(yùn)行成本，還要考慮其他配套條件的投資和運(yùn)行成本。
三是我國(guó)污泥的含砂量較高，有機(jī)質(zhì)含量比歐美國(guó)家低，污泥的可生化性差，消化設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、沼氣產(chǎn)率等指標(biāo)普遍都達(dá)不到國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)。所以在國(guó)外普遍使用的消化技術(shù)，在我國(guó)運(yùn)行效果并不理想，因此也很難推廣和普及。
四是污泥厭氧消化會(huì)產(chǎn)生大量的甲烷等易燃?xì)怏w，對(duì)消防安全等級(jí)要求和管理要求比較高，在廠區(qū)內(nèi)連帶鐵釘?shù)男佣疾荒艽?。此外，厭氧消化設(shè)施的占地面積看起來(lái)比好氧發(fā)酵小很多，但是污泥厭氧消化設(shè)施周邊還需要設(shè)置幾百米的防護(hù)距離，實(shí)際上工程的總占地面積也并不少。
關(guān)于厭氧處理問(wèn)題，王洪臣和陳同斌各有犀利的見(jiàn)解，清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系王凱軍教授也曾撰文表示，目前世界各國(guó)在污泥處理的領(lǐng)域仍以污泥厭氧消化工藝為主。厭氧消化工藝是在四、五十年代開(kāi)發(fā)的成熟的污泥處理工藝。英國(guó)在1977年調(diào)查的98個(gè)城市污水處理廠中有73個(gè)建有污泥消化池。美國(guó)建有污泥消化池的污水處理廠總數(shù)為4286個(gè)。歐美各國(guó)多數(shù)污水處理廠都建有污泥消化池。這種工藝水力停留時(shí)間長(zhǎng)，一般停留時(shí)間的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是20-30天。為防止短路和加熱，需設(shè)置攪拌和加溫設(shè)備。
王凱軍文章中同時(shí)指出了一些無(wú)奈的現(xiàn)狀：在污泥處理技術(shù)中污泥厭氧消化的投資高，污泥處理費(fèi)用約占污水處理廠投資和運(yùn)行費(fèi)用的20-40%，并且污泥厭氧消化處理技術(shù)較復(fù)雜。在我國(guó)僅有的十幾座污泥消化池中，能夠正常運(yùn)行的為數(shù)不多，有些池子根本就沒(méi)有運(yùn)行。所以，這導(dǎo)致近年來(lái)國(guó)內(nèi)在中小型(甚至大型)污水處理廠大多采用國(guó)外引進(jìn)的延時(shí)曝氣氧化溝、SBR等工藝。延時(shí)曝氣是一種低負(fù)荷工藝，對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)資源不足、人口眾多的發(fā)展中國(guó)家，是否適合推廣這種低負(fù)荷的活性污泥工藝是值得推敲的問(wèn)題。
他根據(jù)我國(guó)城市污水處理發(fā)展的現(xiàn)狀，提出應(yīng)該重視污水污泥厭氧處理新工藝開(kāi)發(fā)和城市污水污泥厭氧處理工藝落后于厭氧污水處理工藝發(fā)展，甚至落后于工業(yè)廢水相關(guān)(污泥處理)領(lǐng)域發(fā)展的論斷。通過(guò)對(duì)于厭氧處理工藝的綜述研究，認(rèn)為污泥厭氧工藝開(kāi)發(fā)，應(yīng)該將現(xiàn)有的相關(guān)成熟技術(shù)最大程度的集成和整合。研究集中突破整合過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，從而提出了多級(jí)厭氧處理工藝。
好氧生物堆肥已經(jīng)較成熟
王洪臣認(rèn)為，好氧發(fā)酵 + 土地利用（農(nóng)用為主）雖無(wú)能量回收，但可以增加營(yíng)養(yǎng)質(zhì)的循環(huán)量，間接減少由化肥生產(chǎn)產(chǎn)生的碳排放，且基本屬于低碳排放?？勺鳛閲?guó)家污泥處理處置的輔助技術(shù)路線。
陳同斌強(qiáng)調(diào)，在研究初期也嘗試了其它污泥處理技術(shù)，當(dāng)時(shí)或現(xiàn)在都未對(duì)任何技術(shù)存在偏見(jiàn)。根據(jù)大量的研究、實(shí)踐，選擇了污泥好氧堆肥這種技術(shù)。
陳同斌團(tuán)隊(duì)研發(fā)的智能控制好氧高溫生物發(fā)酵處理技術(shù)（CTB技術(shù)）采用基于發(fā)酵過(guò)程自動(dòng)監(jiān)控的靜態(tài)發(fā)酵與動(dòng)態(tài)發(fā)酵相結(jié)合的組合工藝，對(duì)堆肥過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)和反饋控制，保證堆肥的成功率和工藝穩(wěn)定性。目前已有6個(gè)大型工程案例，技術(shù)已比較成熟。其中秦皇島綠港污泥處理廠于2009年4月底試運(yùn)行，經(jīng)受住了50年一遇的嚴(yán)寒考驗(yàn)，現(xiàn)已穩(wěn)定運(yùn)行1年，是一個(gè)新技術(shù)含量比較高的工程，并得到各界廣泛好評(píng)。
陳同斌向中國(guó)水網(wǎng)記者介紹說(shuō)，在我國(guó)，污泥處置所面臨的問(wèn)題主要集中在兩個(gè)方面：一是技術(shù)可行性，二是經(jīng)濟(jì)合理性。目前陳同斌團(tuán)隊(duì)還在研究改進(jìn)好氧發(fā)酵堆肥工藝，使其實(shí)用性更強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性更好。一是高效除臭材料的研制，當(dāng)監(jiān)測(cè)出硫化氫和氨氣超標(biāo)時(shí)，可以覆蓋上去，防止臭氣外溢。二是污泥含水率的在線監(jiān)測(cè)，三是對(duì)污泥減容率的研究。
污泥焚燒：有一定的應(yīng)用范圍，但很難成為主流
關(guān)于污泥焚燒，陳同斌認(rèn)為，焚燒技術(shù)能快速地使污泥減量化，有一定的適用范圍，在國(guó)外應(yīng)用歷史較長(zhǎng)，但所占比重僅為20%左右。在我國(guó)，焚燒也不會(huì)成為污泥處理處置主流技術(shù)。國(guó)家制定的污泥處理處置技術(shù)政策也并不優(yōu)先推薦污泥焚燒技術(shù)。
污泥焚燒技術(shù)雖然比較成熟，但是要處理好產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)系，比如污泥從污水處理廠運(yùn)過(guò)來(lái)需要有地方存放，處理不好會(huì)有臭味問(wèn)題；焚燒產(chǎn)生的飛灰屬于危險(xiǎn)廢棄物，需要經(jīng)過(guò)特殊處理，而且危險(xiǎn)廢棄物是不可以跨界的，例如河北產(chǎn)生的危廢是不允許被拉到北京去處理。
根據(jù)我國(guó)的污泥特性，污泥焚燒發(fā)電不經(jīng)濟(jì)，因?yàn)槲覈?guó)污泥的熱值較低，焚燒發(fā)電的話大部分達(dá)不到能量平衡，污泥焚燒產(chǎn)生1度電有可能需要消耗2度電的能量。
若要把污泥摻雜在煤里面焚燒發(fā)電，也存在許多問(wèn)題。首先污泥里面含硫量高，硫在有氧、高溫條件下被氧化為SO2，對(duì)設(shè)備的腐蝕性較大，所以要考慮脫硫。另外，污泥中汞和重金屬含量高，目前還沒(méi)有制定對(duì)焚燒煙氣中汞和重金屬的排放標(biāo)準(zhǔn)，如果添加了，還需要改進(jìn)煙氣處理系統(tǒng)，無(wú)疑又會(huì)加大投入。高碑店污水處理廠附近就是華能熱電廠，為什么不把其產(chǎn)生的污泥送到發(fā)電廠去焚燒呢？就是這個(gè)原因。
污泥干化與水泥窯協(xié)同焚燒有一定的合理性，但同樣面臨一些難題。陳同斌指出，在我國(guó)，雨水和市政污水混合排放，加上排水管網(wǎng)跑冒滴漏現(xiàn)象的存在，導(dǎo)致市政污泥中泥沙含量高。水泥對(duì)Si、Ca、P的含量有嚴(yán)格要求，因此摻雜污泥的量不能太高，另外還需考慮污泥中的S對(duì)設(shè)備的腐蝕和汞的排放。
中國(guó)水網(wǎng)專家曾說(shuō)過(guò)，國(guó)外把中國(guó)當(dāng)成實(shí)驗(yàn)基地。過(guò)去的技術(shù)、現(xiàn)在的技術(shù)、未來(lái)的技術(shù)都拿到中國(guó)，多少帶一些傾銷的意味。他們可能只推薦對(duì)其有利的設(shè)備或技術(shù)。外國(guó)為什么不賣給我們低端轎車呢？為什么全是寶馬、奔馳之類的高端轎車呢？因?yàn)閷?duì)其商業(yè)推廣有利，利潤(rùn)可觀。同樣的道理，有些外企可能一年沒(méi)有接到一個(gè)項(xiàng)目，但是承接一個(gè)焚燒項(xiàng)目，賣一套污泥焚燒設(shè)備，就可以拿到幾個(gè)億的收益。
2010年6月11日~6月12日，中國(guó)水網(wǎng)與清華大學(xué)聯(lián)合主辦的 “2010水業(yè)高級(jí)技術(shù)論壇”上設(shè)置了污泥處理處置單元，會(huì)上中國(guó)人民大學(xué)教授王洪臣、中國(guó)城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、排水專業(yè)委員會(huì)主任楊向平等專家將與您一同探討我國(guó)污泥處理之路，敬請(qǐng)關(guān)注。
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