欧美如何解扣污泥困局

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发布时间:2017-7-17 10:54:10

欧美如何解扣污泥困局

作者:口述 钟丽锦 付晓天 整理 南方周末记者 谭畅

污水处理之后产生的污泥,富含有毒有害物质。中国每年产生约3000万吨污泥(含水率80%),处理方式一般为填埋,甚至违规倾倒。一些欧美国家主要采用新型厌氧消化进行处理,但在中国,无论何种技术路线,制度难题仍待解。

中国的污泥处理困境中包含着很多难题,比如付费机制、政府监管、部门协调等。而从上到下的路线之争,看似技术分歧,却也导致地方政府在做选择时的犹豫不决,最终归结为需要“因地制宜”。

2015年,我们和住建部以及一些城市代表共同考察了美国的两个污泥处置项目,2016年我们又前往英国,考察的都是考虑了热水解预处理的新型厌氧消化技术。

美国和部分欧洲国家在污泥处理处置的路线选择上经历了螺旋式上升过程:从传统厌氧消化、填埋出发,到焚烧、堆肥等技术一度占据主流;近年,新型厌氧消化备受青睐。

用厌氧消化方式处理处置污泥可谓“一箭三雕”:既解决基本的污泥无害化处理,又能通过资源化和能源化利用达到经济效益,同时,甲烷的捕获和利用还有显著的碳减排效果。

目前,国内采用新型厌氧消化技术的项目还非常少,很多业内人士担心国外的先进技术在中国水土不服。我们在国内观察到一些运行较为顺利的项目,但也承认,仍有瓶颈亟待突破。

欧美重拾厌氧消化

厌氧消化本身并不新鲜。在无氧条件下,有机物质被厌氧菌分解,产生甲烷和二氧化碳。处理过后的污泥渣可作为营养土进行利用。

这两年兴起的两段式厌氧消化或“热水解+厌氧消化”等新型厌氧消化提高了污泥的可脱水性能和产气率,也就是说污泥经处理后减量化效果更明显,同时产生的甲烷更多,对其进行捕获利用,可以达到减少温室气体排放的效果,还可以为污水处理和城市提供能源。

欧美国家曾较青睐污泥焚烧,因为焚烧减量化高、处置效果彻底。但相对于厌氧消化和堆肥等,焚烧成本高,同时不能充分恢复污泥中的能源和营养物质。而公众担心空气污染,也越来越多地抵制污泥焚烧。现在,美国有污泥焚烧厂的城市往往将其作为备用或应急的处置方式。

为了探寻更经济、更具有环境资源效益的处理方式,越来越多的欧美国家选择厌氧消化或好氧发酵技术。美国现在有1200多座污水处理设施采用厌氧消化技术,而污泥焚烧厂减至约200座。

而英国环境、食品和农村事务部于2011年6月发布“厌氧消化战略及行动计划”,设立金额为1000万英镑的政府贷款支持新建厌氧消化设备。从2009年到2013年,英国通过厌氧消化处置污泥和畜禽、餐厨废弃物项目的年产能提高了19%,其中污泥项目的产能规模增加了26%,进料为污泥的厌氧消化装置达到了146台。

我们在美国奥兰多参观的项目每年能处理80000吨污泥(含固率4%-5%)和45000吨餐厨垃圾,通过厌氧消化处理产生1400多万立方米的沼气。如果这些沼气用来发电,每年可发电将近3万兆瓦时。

而处理后的污泥残渣(沼渣)经进一步干化后,从处置前的每年将近13万吨,减少到6000吨。经过处理的沼渣达到美国环境保护署对污泥土地利用标准的最高要求,可以直接施用于土地。运营公司以80美元/吨的价格把销售给当地农民,用于种植观赏苗木或者果树,获得了很好的收益。

奥兰多项目的处理成本也有一定优势,在30-40美元/吨左右,甚至比当地填埋的价格还要低。

制约中国的三个因素

中国目前也有采用厌氧消化处理污泥的项目,在住建部出台的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》中指出,“厌氧消化+土地利用”被认为在资源循环利用、能耗物耗、成本效益方面与其他处置方式相比均具有一定优势。但是,实际中污泥厌氧消化处理的占比非常低。我们通过住建部了解到,目前国内4000多座污水处理厂中有60余座建了厌氧消化设施,但运行的也就约20个,比例和国外对比悬殊。其中,湖北襄阳的项目已于2012年进入商业化运行,合肥、长沙、北京等地也在规划或正在建设相关项目。

现实存在一些因素制约了厌氧消化的发展。

首先是协同问题。欧美很多项目都采用污泥与餐厨垃圾等城市有机废弃物协同处理,可以更好地实现规模效益、经济效益、碳减排效益。然而,由于污泥和餐厨垃圾分属不同管理部门,协同处置面临部门职能条块分割的现实难题。

泥质也不可回避。中国污泥有机质含量低、含砂量高,除少数大城市外,大部分城市收集系统是雨污合流,且管网质量较差,导致传统的污泥消化在中国难以获得再生能源的效益,大部分用户不得不放弃。

困扰污泥处理行业的另一个问题是,处置后的污泥该往何处去。在工业化与城市化并行发展初期,部分工业废水进入市政排水系统,污泥含有重金属和化学污染物,土地利用的风险较大。近年来,工业区与居住区逐步分离,市政污水处理厂污泥的有害物质不断减少。但是由于监测和监管能力不足,农业部门依然不允许污泥制成的肥料进入农用土地。

污泥无害化污染的治理,政府应该有成本;至于后面的甲烷利用、移动森林的收益,应该让给市场主体,使它们在循环经济中有一些收益。

厌氧消化在温室气体减排方面的优势值得关注。中国污水处理厂每年产生约3000万吨污泥(含水率80%),即使仅对10%的污泥进行资源化利用,而非作为垃圾进行填埋,每年亦可减少3.8亿吨碳排放,这大约相当于乌克兰的排放量。

(钟丽锦为世界资源研究所中国水项目负责人,付晓天为该项目研究员。南方周末实习生秦楚乔亦有贡献。本文仅为作者观点,不代表本平台立场)

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