有關三種泥的思考|想好污泥的處置利用,才能迎來柳暗花明
時間:2019-09-05
來源:中國水網
作者:徐冰冰整理
污泥的處理處置問題一直是國家及行業高度重視的問題,近年來,污泥處置技術、污泥的去處以及資源化利用等話題越來越被重視。
污泥話題是水業熱點論壇多年來一直討論的熱門話題。8月17日,一場關于市政污泥、管網污泥、河道底泥三種泥的思想碰撞在“2019上海(第十一屆)上海水業熱點論壇”上展開。
從左至右依次為:薛濤、張悅、楊向平、唐建國、陳祥、陳廣
現場,E20環境平臺執行合伙人、E20研究院執行院長,國家發改委、財政部PPP雙庫定向邀請專家薛濤對話中國土木工程學會水工業分會理事長張悅,原中國城鎮供水排水協會排水專業委員會主任、原北京市城市排水集團有限責任公司總經理楊向平,上海市城市建設設計研究總院(集團)有限公司總工程師唐建國,重慶市風景園林科學研究院高級工程師陳祥,上海城投污水處理有限公司副總經理陳廣。
污泥處置前進路上的“柳暗花明”
污泥問題是很多年來一直討論的話題,雖然走得何其艱難,但最近幾年來出現了一些值得我們欣慰的可喜進展。
五年前張悅提出的“污泥資源化、無害化”思路在行業內還不是很被看好,如今污泥的資源化逐漸被大家認可起來。
“污泥處置相對來說進展得還不是太快,但這三年才看到了一些光明,污泥(市政污泥)在資源化方向上走出了一條新的思路。”楊向平有一個重要的身份,作為全國污泥處理處置促進會理事長,他很早就感知到了污泥的問題。
污泥處理產物的土地利用被大家接受了,這是令唐建國感到最欣慰的事情。目前社會逐漸認識到了污泥中的價值,在穩定化上也做了很好的探索。
陳祥表示,通過自主創新,以及各種方式引入國外新技術并消化吸收再創新,我國污泥處理技術種類和技術水平逐漸走向世界前列。同時,隨著污泥最終處置壓力的加大,行業開始重視污泥的處置問題,大家從“重談處理”逐漸向“重談處置”轉變。
如今,上海水業熱點論壇已經舉辦了十一屆了,參與本次對話的幾位嘉賓,很多都參與見證了水業熱點論壇的十一年。很多專家表示,這十一年也是污泥處理處置飛速發展的十一年。以上海為例,“如今再看上海的污泥問題,已經沒有五年前那么焦慮了。”陳廣坦言。《上海市污水處理系統及污泥處理處置規劃(2017-2035年)》將污泥處置技術路線作為戰略規劃確定了下來,加上政府高度重視,規劃很快落地。
“目前上海石洞口、竹園、白龍港三大片區都在做污泥干化焚燒的工程建設,到今年年底基本建完,明年上半年全部可以投運,投運后上海市中心城區污泥干化焚燒規模加起來達到了1040噸干基/天。如果再加上郊區,污泥干化焚燒總體規模還要大,徹底解決了上海市市政污泥出路的難題。”陳廣還有一個明顯的感受,上海還在污泥焚燒灰渣資源化方面又往前跨了一步,上海可能接下來要出臺固體廢物污染防治綜合規劃,來進一步明確污泥焚燒灰渣資源化利用后實現零廢棄物填埋的目標。
污泥處置道路上的“攔路虎”
污泥處置長路漫漫,在發展過程中還存在著一些制約其發展的瓶頸以及需要解決的問題。
“污泥最終處置的成本能不能被資源化的收益所覆蓋?”張悅提到了污泥處理處置面臨的一項非常關鍵的問題。這也是行業普遍關注的一個重點話題,即污泥資源化的出路到底在哪里?
例如現在很多水處理行業的人士認為污泥在園林上利用有很多優勢,但是污泥園林利用出路為什么還是不通暢,陳祥分析了以下幾個瓶頸問題:
第一個瓶頸,水處理行業污泥處置的首要目標是“消納追求”,而園林行業的目標是對景觀效益和生態效益的“價值追求”,兩個目標是不統一的,導致各走各的路,帶來污泥處理產物進入園林行業的跨界瓶頸。
第二個瓶頸,目前的污泥處置產物和園林市場對產品的需求總體上不匹配。不匹配充分體現在以下兩個方面:首先,污泥處理產物和園林行業對優質的土壤、基質和肥料等產品的需求不匹配。其次,污泥處置產物的質量指標和園林市場產品指標的匹配程度不夠。這是瓶頸問題中的核心問題。園林行業不需要污泥,也不需要未達標的污泥處理產物,而需要滿足自身需求的產品。污泥處置產物要更加適合園林的市場需要。
第三個瓶頸,目前水業和園林各自的市場體系不融合。園林行業市場體系內的產品在創新、更新和完善,而水務行業始終停留在“進門和觀看”的階段。水務行業有進入園林行業的“入門話語權”,但是沒有實際發言的話語權,還不能在園林的舞臺上講好污泥的故事。
污泥處理處置的多維路徑
目前,在實現對污泥無害化處置的基礎上,社會逐漸開始了對污泥多種資源化利用方式的探索。
曾經任職北京排水集團總經理的楊向平較早地參與了北京污泥處置的工作。他認為,未來五年我國在污泥厭氧消化產沼氣方面會有比較大的發展。“國外五千噸的污水處理廠都在搞污泥厭氧消化,厭氧消化可以產沼氣,價值可以得到平衡。”在楊向平主政時,他堅決主張北京所有的污水處理廠污泥都要搞厭氧消化,引進了熱水解技術,一天可產三十萬方的沼氣,既可以降低成本,又可以賺錢,極大地補充了污泥處理的短板,也解決了節能、資源化、穩定化、無害化問題。
2019年北京市園林綠化工作電視電話會對2019年北京市的園林綠化重點工作進行了部署,今年全市計劃新增造林綠化25萬畝、城市綠地600公頃。這為污泥的園林利用提供了有力的條件。楊向平還認為把污泥做成營養土或者土壤改良劑,大規模地搞綠植,搞土壤修復,也是一個路徑。
目前北京、廣西在做這些事情。“北京排水集團內部通過污泥熱水解,把污泥降解到30%,再通過板化深度脫水,把污泥的體積降50%~60%,6000噸的污泥變成了1600噸含水率50%左右的污泥,量少多了。然后再通過一些調理,將其送到園林做營養土,運用得很好。目前北京、張家口、河北都在用,最近東北也要用我們的營養土。”
“談了十幾年污泥問題,但是80%到90%談得都是污泥處理,而污泥真正的難點在處置上。我們不能回避處置的問題,要先把處置談好,再銜接處理,處置決定處理,才是真正的初衷。”陳祥認為污泥處置目前只有“用、埋、燒”三個方向,除了土地利用、建材利用等資源化利用方式以外,還有填埋和焚燒方式。我們應該先想好、講好和做好污泥處置,使污泥問題能真正“落地”。比如我們常常會把污泥農用等同于污泥土地利用,農用不行就等同于土地利用不行。其實,污泥農用只是污泥土地利用的一個方面,我們需要明確污泥土地利用包括園林利用、林地利用、農用和未利用地土壤改良等,應根據不同土地的特性進行相應的科學分析。
上海在完成污泥干化焚燒,解決污泥自身消納問題的同時,這兩年還對污泥焚燒廠灰渣的資源化做了很多工作。在灰渣的資源化上,陳廣介紹了三種方式。其中,第一種和第二種是上海目前已經開展小規模工業生產性試驗。
第一種方式,將污泥的焚燒灰渣作為水泥原料加到水泥生料里,投加比約3%左右,然后通過水泥窯高溫煅燒,形成水泥熟料。“目前我們已經完成了兩百余噸灰渣規模的工業生產性試驗,形成約6000余噸水泥熟料,各項指標均符合《硅酸鹽水泥熟料》的標準。對使用這批熟料制成的水泥成品做了3天、7天、28天強度實驗,試驗結果各項指標達到且優于《通用硅酸鹽水泥》標準。”
第二種方式,將污泥的焚燒灰渣直接加入污泥的熟料中,變成硅酸鹽水泥產品,加的比例稍微高一點(8%左右),目前我們已經完成了50噸灰渣規模的工業生產性試驗,形成約625噸硅酸鹽水泥,各項性能指標均符合《通用硅酸鹽水泥》標準。上述兩種方式可能接下來一兩年要把這個方向全產業鏈流程打通。
第三種方式,因為污泥的焚燒灰渣中磷含量很高(約10%~12%),可以提取磷制成磷酸銨,磷酸銨產品可以作為土壤的緩蝕劑和改良劑,現在這種資源化方向還處于實驗室階段。
為解決重慶市城鎮污水處理廠污泥處理處置難題,重慶市風景園林科學研究院研發的城鎮污水廠污泥園林資源化利用成套技術被重慶市政府納入《重慶市城鎮生活污水處理廠污泥處理處置實施方案》,成為主城區污泥處理處置的主要方式之一。
在重慶市風景園林科學研究院工作的陳祥分享了自身對于污泥園林利用的思考。他指出,我們國家的園林綠地規模很大,統計數據顯示,2018年全國城市園林綠地面積約4500萬畝,規模是很大的。而且園林利用除了具有不直接進入食物鏈的優勢之外,還有四大優勢:
第一,政策優勢。國家“土十條”明確提出,達標處理的污泥可以園林利用,這是國家層面政策中非常明確提出來的土地利用方向。
第二,距離優勢。城市園林綠地是離污泥最近的土地。
第三,養分優勢。污泥里面養分含量是比較高的。園林綠化土壤標準規定了土壤有機質的范圍是1.2%~8%。我們的污泥處理產物有機質一般都能達到25%以上,甚至于45%以上,是園林種植土壤低限要求的20倍以上;氮磷鉀養分方面,一般的城市土壤折算后的中位數在0.6%左右,我們的污泥處理產物總養分一般都能達到3%以上,高的甚至能到10%,是普通城市土壤的5-16倍。
第四,入門話語權優勢。園林行業總體上是認可《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》作為污泥園林利用的準入門檻,對于污泥園林利用我們是有入門的話語權的。
通過分析污泥園林利用的特點,陳祥提出了一條“污泥園林多樣化產品市場化利用”的道路。之所以提出“多樣化”的概念是因為園林行業需求的產品多種多樣,園林不僅僅需要營養土、園林專用肥料等產品,還需要多種多樣的基質,以及栽植土壤等產品,而且園林產品的有不同的質量要求。“市場化利用是污泥園林利用的最終方向,因為園林是一個高度市場化的行業,其資源配置權掌握在市場手里,我們要走通園林利用這一條路,就只有適應這個行業的規律,把它實現市場化。”
污泥處置未來發展思考
對于污泥未來的發展,張悅強調,污泥處置應樹立頂層的生態文明觀念,順自然而為。他認為,所有的廢棄物實際上就是兩大類:能腐爛的物質和不能腐爛的物質。
能腐爛的物質主要是農耕文明的產物,它來自于土地和光合作用,也是生態產物,能夠被微生物降解,最終將回歸到土地中去,融入自然,形成循環的自然鏈條。這類物質必須走徹底循環的道路。污泥就屬于這類物質。“希望所有污泥產品,能夠真正回到農業,要進入食物鏈,而不僅僅是回用到林業和城市園林。”
不能腐爛的物質是工業革命產物,比如塑料、金屬、玻璃,這類物質不可以循環回到大自然中去。因此,對于能腐爛的物質,要做好循環。不能循環的工業化石廢物,要做好“再用”,替代原材料,減少對自然資源的汲取和開發。生態文明,既要以人為本,更要以天為本,只有以天為本,才能以人為本。
張悅還指出,活性污泥是微生物產物,具有生命的組織結構,這種結構最基本的功能是“保水”,水是生命之源。所以,污泥處理的第一難題是“脫水”,和生命的結構爭斗,難度可想而知。同時,正因為污泥也是生命體的積聚,它里面一定含有生命物質,這種物質必然存在不可想象的利用價值。因此,張悅還提出,處理污泥重在“分離”,要把好的東西、生命物質分離出來;把有害的東西、差的東西,比如重金屬及無機廢物等分離出去;再把這些好的東西萃取濃縮,形成高價值的污泥的精致化產品。這需要科技和創新,需要研發,但關鍵是研發的目標和科創的理念要正確。
楊向平希望未來能夠做好管網養護,解決污水廠進水濃度,這樣污泥穩定化的技術慢慢會有提高。另外,污泥的社會化特別強,也需要社會各方的政策來支撐,需要企業進行創新。
唐建國希望未來不用再討論河道污泥問題,沒有河道污泥需要處理。希望管網的養護成為常態,通溝污泥養護以后的標準能夠到零。未來在源頭上能把污泥的重金屬問題解決了,更多地關注重金屬形態,而不是重金屬總量。
談到三種泥,陳廣也希望未來重金屬超標的河道底泥的處置能夠得到重點關注。通溝污泥必須花更大精力清除,希望未來五年上海污水管道能夠越清越凈。“還有一個問題,自從上海干濕垃圾分類以后,通溝污泥處理廠產生的柵渣和沉沙等垃圾,包括污水廠日常產生的格柵垃圾、沉砂垃圾等,均沒有很好的方式處理,建議相關部門盡快出臺相關規劃及技術規程,指導生產實踐。”對于市政污泥未來的道路,陳廣有著三個愿望。
第一,全鏈條打通市政污泥資源化的道路,希望未來五年市政污泥資源化道路能夠實現產業化。大家對污泥焚燒灰渣的誤解需要消除,市政污泥的灰渣性質有別于垃圾焚燒廠產生的灰渣。“很多人認為污泥焚燒產生的灰渣是危險灰渣。我們請中國環科院做了污泥焚燒灰渣危險廢棄物的鑒別,結果發現它完全不是危險廢棄物,甚至比危險廢棄物國家鑒定標準限值差兩到三個數量級。”
第二,未來五年希望可以通過管網的提質增效,提高污泥的熱值,將污泥焚燒廠的能源自給率從60%提高到80%左右,甚至是更高的數值。希望上海在產業政策上進一步扶持,讓企業灰渣跨省外運資源化綜合利用既能走得通,又能干得久。
第三,受鄰避效應的影響,污泥項目落地非常難。希望未來可以把污泥廠建得更加生態環保,廠內建筑更加有特色,通過優化運行,消除大家對污泥焚燒的排斥,變鄰避為鄰聚。
對于未來污泥園林的利用,陳祥提出了“跨界、融合、創新、共贏”四大理念:
跨界——水務行業要了解園林行業的實際需求,而且要促使園林行業了解水務行業、了解污泥,在尊重的基礎上加深了解,增強溝通。通過深入了解了園林這個行業,使我們真真正正地拿到園林市場的入場券。
融合——融合是污泥園林利用發展的核心,包括產品融合、觀念融合和體系融合。
創新——污泥處置產物最終變成產品,產品會用到綠地里去,在這兩方面還存在很大的技術創新空間。園林行業現在的產品體系創新也是日新月異的,如果水務行業不進行創新,盡管拿到入場券,也可能會被競爭對手(園林行業現有產品的同行)淘汰。
共贏——將污泥處置需要和園林行業的市場需求有機結合,利用園林行業的市場需求,充分發揮污泥處理產物的營養價值及有益功能等,有效控制污泥處理產物的污染風險和危害,實現既處置污泥處理產物,又促進園林行業發展的目標。
此外,他強調,污泥園林的利用還要打通技術的鏈條、體系的鏈條,最關鍵的是人才的鏈條。園林利用行業的價值很大,但也有很大的風險,會面臨客戶的投訴和法律糾紛(因涉及到產品和市場)。我們要抱著對園林行業也對我們負責的態度去做這件事。這樣我們是會獲得回報的。
薛濤最后總結,所有的東西都是斷裂的、碎片的,都是用一個斗爭解決另外一個斗爭的產物,要用系統觀點看待污泥處置問題。我們是在借自然的力量,還是逆自然的力量?如果是逆自然的力量,會發現成本非常高。因此,如何用符合自然界的力量做環保也是我們需要思考的事情。
寫在最后:
對話最后,每位對話嘉賓用一句話表達了自身對污泥發展的憧憬。
張悅:污泥處理是垃圾分類的前車之鑒。
楊向平:希望污泥循環技術越來越好。
唐建國:希望通溝污泥越清越通。
陳祥:污泥土地利用今后會形成一個產業,希望大家用產業的思維去做污泥土地利用的事業。
陳廣:希望大家要有戰略定力,埋頭苦干做好自己的事情。