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戴曉虎教授:“五大舉措”補齊污泥短板

發表時間:2022-10-11 08:11

      推動污泥無害化處理和資源化利用,是深入打好污染防治攻堅戰,實現減污降碳協同增效,建設美麗中國的重要舉措。結合《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》《關于推進污水資源化利用的指導意見》,國家發展改革委、住房城鄉建設部、生態環境部聯合印發《污泥無害化處理和資源化利用實施方案》(發改環資〔2022〕1453號,對于加快補齊污泥處理短板,提高污泥無害化處理和資源化利用水平,具有重要指導作用。

01 我國污泥無害化處理和資源化利用存在的主要問題

污泥作為污水處理的過程產物,富集了污水中30%-50%有機物和污染物質,具有“污染”和“資源”雙重屬性,如果沒有得到有效的處理,將造成嚴重的環境污染與資源浪費,污水處理設施的減排效益將大打折扣。

近年來,隨著全社會對污泥問題的關注,國家制定了一系列標準規范,發布了有關規劃和政策,加大了科技研發的持續投入,驅動了污泥管理逐步從“重水輕泥”向“泥水并重”轉變,建設了一批示范工程,污泥技術和裝備能力得到了大幅提升,有效支撐了我國污泥處理行業發展。但由于我國污泥處理處置起步較晚,污泥產量逐年增加,減污降碳協同增效的要求不斷提升,污泥難題還未得到徹底解決,對標水務行業整體發展水平差距較大,其主要存在以下問題。

(一)污泥泥質差,污泥處理處置難度大。我國污泥存在有機質含量低、含砂量高的泥質特點,直接影響了厭氧消化生物處理效率和熱化學處理的能耗水平,進而增加了我國污泥處理處置的難度。此外,我國部分城市污水廠進水中含有工業廢水,導致污泥中重金屬含量偏高,增加了污泥土地利用的風險。

(二)工作起步晚,資金投入不到位,處理處置能力不足。我國對污水處理制定了嚴格的排放標準,但對污泥處理重視不夠,起步較晚,投資和運行資金嚴重不足,沒有做到污水污泥處理設施的同步規劃、同步建設,造成現有污泥設施處理能力缺乏。大部分污水廠污泥僅在廠區內實現了濃縮脫水,脫水污泥采用填埋或簡單處置的方式,無害化處理和資源化利用水平低,與行業高質量發展目標差距較大。

(三)土地利用受限,污泥出路尚未完全打通。解決污泥出路問題是打通污泥處理處置全鏈條的關鍵。污泥處置的方式主要有填埋、建材利用和土地利用。目前,脫水填埋依然是我國污泥的主要處置方式,但污泥填埋會占用大量土地資源,造成二次污染和資源浪費,并釋放大量溫室氣體,部分經濟發達城市面臨無地可埋的困局。建材利用需要對污泥進行干化焚燒或協同焚燒處理,以實現污泥的礦化和無害化。由于污泥含水率較高、有機質含量低、熱值不高,導致焚燒存在投資運行成本高、尾氣排放要求嚴格、鄰避效應突出等問題。土地利用是污泥生態化處置的重要消納路徑,是美國、英國等國家及歐盟大部分地區最重要的處置方式,但由于意識、標準銜接、處理水平等原因,我國污泥土地利用比例還較低。

02 推進污泥無害化處理和資源化利用的主要措施

針對我國污泥處理處置的難題,《實施方案》提出,到2025年,城市污泥無害化處置率達到90%以上,地級及以上城市達到95%以上,基本形成設施完備、運行安全、綠色低碳、監管有效的污泥無害化資源化處理體系,明確要優化污泥處理結構,提升現有設施效能,補齊設施缺口,強化過程監督管理,完善多方保障機制,為推動解決當前污泥處理處置相關問題提出了系列措施。

一是因地制宜選擇處理方式。《實施方案》明確了污泥處理處置技術路線選擇的基本原則。污泥處理處置應遵循“綠色、循環、低碳、生態”理念,結合各地污泥總體規劃、自然地理條件、環境承載能力和經濟發展水平等實際情況,根據處置的方式來確定污泥處理單元的組合,因地制宜合理選擇污泥處理處置全鏈條技術路線。

二是積極推廣污泥土地利用。《實施方案》提出,要鼓勵將城鎮生活污水處理廠產生的污泥經厭氧消化或好氧發酵處理后,作為肥料或土壤改良劑,用于國土綠化、園林建設、廢棄礦場以及非農用的鹽堿地和沙化地。這一措施對污泥出路的瓶頸問題解決至關重要,符合減污降碳及資源循環的發展方向。污泥含有豐富的有機質和氮磷營養物質,我國土壤礦化有機質缺乏,污泥規范處理后是一種很好的營養土或土壤改良劑,對具備土地消納條件的地區,特別是對于經濟欠發達、土地資源豐富的地區,應鼓勵土地利用??紤]到污泥含有大量易腐敗物質和病原菌,在進行土地利用之前,必須進行厭氧或好氧生物穩定化處理,實現污泥易腐有機物和病原菌的削減,以提升污泥穩定化、衛生化水平。此外,應在源頭上確保污泥品質,對于有毒有害工業廢水混入產生的污泥,應杜絕進行土地利用,以保障土地利用的安全性。

三是合理壓減填埋規模。污泥填埋占用土地,浪費資源,存在二次污染風險,并產生大量溫室氣體,因此發達國家已禁止脫水污泥進入填埋場。我國污泥處理處置起步較晚,部分地區仍以填埋為主要處置方式??紤]到我國不同地區自然地理條件、環境承載能力和經濟發展水平差異,《實施方案》提出,東部地區城市、中西部地區大中型城市以及其他地區有條件的城市,積極采用資源化利用等替代處理方案,逐步限制污泥填埋處理;暫不具備土地利用、焚燒處理和建材利用條件的地區,在污泥滿足含水率小于60%的前提下,可采用衛生填埋處置。這一措施明確了污泥填埋是一種過渡性或應急性的處置方式,符合我國現階段的實際情況。

四是有序推進污泥單獨焚燒或協同焚燒。污泥焚燒可實現有機物的礦化、污染物的去除、深度減量和熱能回收利用,焚燒灰渣可作為建材利用,污泥焚燒是一種有效的末端處理處置方式,特別是對于人口密集、土地資源緊缺、土地利用泥質受限,且經濟條件較好的城市。由于污泥焚燒投資運行成本較高,尾氣排放要求嚴格,存在一定的鄰避效應,因此污泥焚燒要因地制宜考慮采用單獨焚燒或協同焚燒。對于污泥產生量大、土地資源緊缺、經濟條件較好的地區,應鼓勵建設污泥單獨焚燒設施,污泥單獨焚燒要考慮系統能量的優化,以提高污泥熱能利用效率。對于具備協同焚燒條件的地區,可采用協同焚燒的方式,發揮協同效益。但要關注添加污泥后對焚燒系統煙氣污染控制及產品質量,以及垃圾焚燒廠、火力發電廠、水泥窯設施的產能、添加比例要求、檢修或停產等因素對污泥處理處置的影響,做好預案,保障污泥出路暢通和污水廠的穩定運行。

五是加大推廣污泥能量和物質回收利用。污泥中的能源和物質的回收利用是實現污水廠減污降碳協同增效的重要途徑。從能量回收的角度,積極推廣污泥(協同)厭氧消化回收生物質能、沼氣熱電聯產或提純并網,并推廣污水源熱泵、光伏發電等技術,實現污水污泥能量協同利用。從物質循環的角度,應積極推廣污泥穩定化產物土地利用、焚燒灰渣建材利用、氮磷營養物質的回收利用,特別要關注不可再生的戰略性磷資源的回收。積極鼓勵污泥綠色固液分離、高效厭氧/好氧、高參數焚燒、熱解碳化、水熱轉化等資源化新技術的開發。

03 統籌污泥處理設施存量提升和增量建設

一是提升現有設施效能。近年來,我國建設了一批污泥處理工程,但是對于現有工程設施的運行狀況缺乏評估,部分污泥處理設施的運行效能有待提升。因此,《實施方案》提出建立健全污泥處理設施普查建檔制度,摸清現有污泥設施綜合效能,對不滿足要求的處理設施進行升級改造。污水處理設施改擴建時,如廠區空間布局允許,應同步建設污泥減量化、穩定化處理設施,以實現污泥與污水處理設施的同步提質增效。

二是補齊設施缺口。《實施方案》充分考慮我國的實際情況,提出了具體舉措。首先,污水管網建設會直接影響污水處理廠進水水質,進而影響污泥泥質。因此,加快補齊管網短板,解決部分污水處理廠進水生化需氧量濃度偏低的問題,以提升污泥有機質含量和污泥品質,對污泥處理處置至關重要。其次,我國污泥處理處置起步較晚,沒有做到污水和污泥處理設施的統籌規劃。對于新建污水廠,應按照泥水同步的要求,同步配建污泥減量化穩定化無害化處理設施,也可考慮作為集中式污泥處理設施,協同處理周邊地區已建污水廠的污泥,補齊我國污泥穩定化無害化處理的短板。此外,由于我國污泥有機質含量較低,應積極鼓勵推廣污泥與城鄉有機質(餐廚垃圾、家庭廚余等)協同厭氧消化處理-生物質能回收-沼渣土地利用方式,提高處理設施的綜合效益。

04 強化過程管理,完善保障措施

為保障污泥無害化處理和資源化利用工作的順利推進,《實施方案》提出了多項管理和保障措施,如強化有毒有害物質的源頭管控,確保污泥泥質符合要求;強化產生、運輸、處理全流程信息化管理,實現精細化監管,嚴禁偷排、隨意傾倒;壓實城鎮污水、污泥處理企業的直接責任,確保污泥依法合規處理;重點突破共性和關鍵技術裝備,健全污泥無害化處理及資源化利用標準體系;推動建立與污泥無害化穩定化處理效果掛鉤的按效付費機制,完善污泥資源化產品市場化定價機制;各級政府建立完善多元化的資金投入保障機制,引導社會資金參與污泥處理設施建設和運營,推動符合條件的規?;勰嗉刑幚碓O施項目發行基礎設施領域不動產投資信托基金(REITs)。相關措施從組織、財政、管理等方面為《實施方案》的落地實施提供了有力保障。

(戴曉虎 同濟大學環境科學與工程學院教授,城市污染控制國家工程研究中心主任)



文章分類: 環保新聞
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