厭氧消化是國外比較普遍采用的技術(shù)路線之一，在中國也一度作為主流技術(shù)，但在目前國內(nèi)幾十套污泥消化裝置中，正常運行的不到1/10。
編者按產(chǎn)業(yè)市場部近期策劃污泥系列報道，旨在圍繞污泥處理處置技術(shù)、政策、標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)管、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等問題展開持續(xù)的討論。5月6日，產(chǎn)業(yè)趨勢版刊登污泥系列報道的第一篇:《指東又說西至今在原地》，文章指出，從業(yè)界到?jīng)Q策層，污泥處置方向目前無法形成統(tǒng)一意見，造成地方政府在選擇城市生活污水污泥處理、處置方案時較為猶豫。專家呼吁，決策層應(yīng)當(dāng)基于長遠(yuǎn)考慮，在宏觀層面盡快形成共識。
共識未達(dá)成只是問題的第一層面，相關(guān)污泥處理技術(shù)缺乏成熟工程案例也是目前設(shè)施建設(shè)進(jìn)展緩慢的重要原因。本期將著重分析為何國外成熟技術(shù)在國內(nèi)水土不服。
中國環(huán)境報記者陳湘靜“錢不是大問題。”不少業(yè)內(nèi)人士表示，各級政府之所以不能下決心投入建設(shè)污泥處理設(shè)施，很重要的一個原因是沒有太多的成熟技術(shù)和工程案例。無論是國外成熟技術(shù)還是本土研發(fā)，近年來都鮮有多個穩(wěn)定、持續(xù)運行的工程案例。
在污水、脫硫等治理領(lǐng)域，對技術(shù)、設(shè)備引進(jìn)消化吸收的路線取得了明顯成效，這套路數(shù)為何在污泥處理處置領(lǐng)域并未取得預(yù)期效果？為何應(yīng)用多年、技術(shù)成熟的厭氧、好氧技術(shù)項目在國內(nèi)運行效果不好？這些國際主流技術(shù)在國內(nèi)擁有怎樣的未來？記者近日采訪了多位業(yè)內(nèi)人士。
本期受訪嘉賓(排名不分先后)陳同斌 中科院地理所環(huán)境修復(fù)研究中心主任張 辰 上海市政工程設(shè)計研究總院總工程師王洪臣 中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授邵 凱 北京中持綠色能源環(huán)境技術(shù)有限公司總經(jīng)理文一波 北京桑德環(huán)境集團(tuán)董事長@泥神仙 業(yè)內(nèi)人士@泥客莊主 固廢刊專欄作者成熟技術(shù)為啥“不靈”？
厭氧技術(shù)面臨泥質(zhì)、管理水平等挑戰(zhàn)好氧技術(shù)則必須考慮占地、發(fā)酵時間、臭氣控制等多種因素“厭氧消化是國外比較普遍采用的技術(shù)路線之一，在中國也一度作為主流技術(shù)，但在目前國內(nèi)幾十套污泥消化裝置中，正常運行的不到1/10。”據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析說，污泥中有機(jī)質(zhì)含量低，進(jìn)行厭氧消化的條件不太好，沼氣產(chǎn)率較低，生產(chǎn)沼氣較為困難。
而作為污泥好氧處理路線的堅定支持者和實踐者，中科院地理所環(huán)境修復(fù)中心主任陳同斌承認(rèn)，最初的好氧處理工程在國內(nèi)外也都有不少失敗的教訓(xùn)。
由于人口、土地等客觀條件，國外的好氧技術(shù)比較粗放。“歐美很多城鎮(zhèn)總?cè)丝谏佟⒁?guī)模小，污泥產(chǎn)生量小。在一些地方，生活污水污泥可以在田間和秸稈垃圾一起，其實所采用的是一些技術(shù)比較原始的‘農(nóng)場堆肥’模式。而對于大中型城市，必須采用高效、快速、穩(wěn)定、集約化的‘市政堆肥’(好氧發(fā)酵)模式”。
“而這顯然在中國并不適用。”陳同斌表示，國內(nèi)的城市，動輒幾百萬、上千萬人口，污泥產(chǎn)生量巨大，且城市范圍、運距大，可用土地相對較少。好氧技術(shù)要在國內(nèi)應(yīng)用，必須考慮到占地、發(fā)酵時間、臭氣控制等多種因素，其技術(shù)的集約化、工業(yè)化和智能化程度必須提高。“就像在交通密度小的鄉(xiāng)村道路上，可行駛馬車或拖拉機(jī)，但是在交通密度大的城市道路和高速公路，必須行駛速度較快的汽車。雖然都是交通工具，但是使用的范圍卻明顯不同。”
而以前原樣照搬在國內(nèi)的污泥好氧處理項目，普遍存在惡臭污染問題突出、占地面積大、工藝落后、運行不穩(wěn)定等缺點。
厭氧設(shè)施為何問題多？
運營管理等軟實力跟不上，考核不到位使得缺乏改進(jìn)完善動力工程技術(shù)、管理經(jīng)驗和人才儲備都嚴(yán)重不足北京中持綠色能源環(huán)境技術(shù)有限公司總經(jīng)理邵凱介紹說，國內(nèi)最早一批大型污泥厭氧處理裝置，應(yīng)用了國外技術(shù)，很多核心裝備都采用直接進(jìn)口。而之所以有運行不良的問題，原因不僅僅在于泥質(zhì)的差別。“最初并沒有看重沼氣產(chǎn)量，所以即使污泥有機(jī)質(zhì)低也不是關(guān)鍵問題。”
他認(rèn)為，厭氧裝置在國內(nèi)的“水土不服”，其最根本的問題是運行管理水平?jīng)]有跟上。同時，對污泥設(shè)施運行效果、考核的缺位，也導(dǎo)致了即使出現(xiàn)問題也沒有動力去改善、去解決。
“很多厭氧處理設(shè)施建成后，調(diào)試、運行的團(tuán)隊還是污水廠的‘原班人馬’，照搬污水處理管理的那一套，這顯然是行不通的。”邵凱打了個比方，就像以前騎自行車的人現(xiàn)在要去開車，結(jié)果跌跌撞撞，原因當(dāng)然不能全賴在車上。“污泥處理設(shè)施必須要有更加專業(yè)化、精細(xì)化的管理。”
上海市政工程設(shè)計研究總院總工程師張辰這幾年一直在關(guān)注一些國內(nèi)厭氧設(shè)施的運行情況。他回憶說，上海白龍港污泥厭氧處理設(shè)施當(dāng)時引進(jìn)了德國的技術(shù)和設(shè)備，使用了亞行貸款，特意明確了有一年的指導(dǎo)運行期，期間就發(fā)現(xiàn)了很多問題。后來的不少厭氧消化示范工程也都不同程度遇到了困難。
張辰表示，厭氧處理技術(shù)要得到廣泛應(yīng)用，最關(guān)鍵的是要解決管理上的難題，實現(xiàn)精細(xì)化管理，提升管理的水平和效益。“技術(shù)可以消化吸收，設(shè)備可以逐步國產(chǎn)化，都不是什么跨不過去的檻兒，管理的提升是當(dāng)務(wù)之急。”
“污泥處理設(shè)施的運行管理確實要比污水處理難，但不會比化工行業(yè)難吧？”很多業(yè)內(nèi)人士都表示，國內(nèi)其他工業(yè)行業(yè)的管理水平已經(jīng)相當(dāng)高，但在污水、污泥等污染治理行業(yè)，精細(xì)化管理的意識還沒有到位。“做了這么多年的污水處理，其實還存在很大的管理提升空間，污泥處理就更是如此。”張辰說。
陳同斌在接受記者采訪時表示，不是只有技術(shù)就能撐起產(chǎn)業(yè)，它還需要政策、標(biāo)準(zhǔn)、人才等整個產(chǎn)業(yè)環(huán)境的完善。和污水處理領(lǐng)域相比，污泥行業(yè)的工程技術(shù)、管理經(jīng)驗和人才儲備都嚴(yán)重不足，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)還非常薄弱。
陳同斌舉例說:“就像給你一艘神州飛船，但沒有發(fā)射塔、專業(yè)人員等必備條件，你也沒能力讓它升空。”他表示，污水處理行業(yè)的教育、人才儲備、工程實踐都相對較充分，但污泥行業(yè)在這些方面則嚴(yán)重滯后。“大學(xué)教育中相關(guān)專業(yè)的教程通常只是介紹到污泥脫水環(huán)節(jié)，對于后續(xù)的處理處置問題很少涉及。一方面是教材從歐美照搬的緣故，另一方面也跟我們沒有后續(xù)污泥處置的項目實踐有關(guān)。污泥處理處置的需求沒打開，研究工作也沒有到位。”
國內(nèi)技術(shù)方向到底該怎樣？
污泥消化工藝在穩(wěn)定化、減量化、資源能源回收上有優(yōu)勢應(yīng)用需因地制宜、不斷完善工藝威立雅在香港投資建設(shè)的污泥干化焚燒項目曾經(jīng)引起業(yè)內(nèi)的討論，據(jù)悉，在這個項目中已經(jīng)沒有了污泥消化的環(huán)節(jié)。如果最終污泥的處置方向是干化焚燒，那么污泥消化還是必需的嗎？厭氧、好氧還會成為國內(nèi)污泥處理的主流技術(shù)路線嗎？
對此，張辰明確表示，厭氧、好氧等污泥消化工藝在國內(nèi)會成為主流技術(shù)路線。“目前，國際上對污泥消化環(huán)節(jié)也已經(jīng)越來越重視。污泥厭氧消化不僅可以實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、減量化，也可以促進(jìn)對其中資源、能源的回收，有利于污泥的土地利用，是不可或缺的污泥處理環(huán)節(jié)。”
“必須承認(rèn)，不少厭氧項目在運行中都會遇到問題。但不要有畏難情緒，這是個積累經(jīng)驗和教訓(xùn)的過程。”張辰說，隨著工程實踐的增多，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題也會使得厭氧消化技術(shù)在國內(nèi)越來越成熟。
他舉例說，大連夏家河污泥處理設(shè)施針對污泥中有機(jī)物含量不高，沼氣產(chǎn)生量小、效益低的問題，將經(jīng)過預(yù)處理的餐廚垃圾加入，協(xié)同處理，目前運行越來越穩(wěn)定、效益也越來越好。
目前，針對中小城市有機(jī)廢棄物處理問題，中持綠色采用以厭氧消化為核心的集中協(xié)同處理方式。邵凱介紹說，在中小城市，污泥、餐廚垃圾、人畜糞便等協(xié)同處理可有效解決有機(jī)質(zhì)低、含鹽量高等問題，增加沼氣產(chǎn)量，降低運行成本。
好氧技術(shù)如何解決惡臭、占地面積大、工藝落后、運行不穩(wěn)定等缺點？這些正是陳同斌20年來的研究重點。不久前，由他牽頭的“污泥好氧生物發(fā)酵處理成套設(shè)備研發(fā)與應(yīng)用”項目，獲得了北京市科學(xué)技術(shù)一等獎。
陳同斌本人對獲獎并不在意，真正讓他有底氣的是目前這項技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于十幾個正常運行的工程項目。“可以說，在好氧發(fā)酵領(lǐng)域，國內(nèi)的智能好氧發(fā)酵技術(shù)現(xiàn)在比國外還先進(jìn)。因為我們克服了傳統(tǒng)堆肥工藝不穩(wěn)定性、人工操作、工程標(biāo)準(zhǔn)化程度低和臭氣污染等技術(shù)難題，實現(xiàn)了技術(shù)設(shè)備的智能化。”
該用什么樣的心態(tài)對待技術(shù)？
在技術(shù)整體不成熟時，更要有相對寬容開放的心態(tài)不要簡單肯定或否定某項技術(shù)，要到實際工程中去檢驗和蜈蚣一起出門辦事，要等很久才可以出發(fā)，因為要等它穿上所有的鞋子。這是個有關(guān)耐心的笑話。但對污泥領(lǐng)域的技術(shù)問題，卻不能坐等所有問題都解決后再行動。
陳同斌說，由于中國污泥泥質(zhì)特殊性，城市發(fā)展規(guī)模等因素的影響，導(dǎo)致目前國內(nèi)外確實還沒有太多的成熟且廣泛普及的技術(shù)。他認(rèn)為，這是相關(guān)決策部門遲遲不能放心在污泥領(lǐng)域加大投資的重要原因，同時也深刻影響著地方政府的工藝技術(shù)選擇。但他同時表示，在沒有完美解決方案的情況下，也要先從死胡同里走出來，才有可能找到正確的道路和方向。
要知道梨子的滋味，非要自己嘗不可。陳同斌說，土地利用到底行不行？好氧、厭氧哪個更實用？不能靠在會議室里的爭論，也不能靠歐美國家的結(jié)論和數(shù)據(jù)。我們要有專業(yè)的研究、自己的實踐，才能回答污泥處理處置這條長鏈上的諸多問題。“在技術(shù)整體不成熟時，更要有相對寬容開放的心態(tài)。不要簡單地肯定或否定某項技術(shù)，要到實際工程中去發(fā)現(xiàn)、去檢驗。”陳同斌說。
張辰表示，工程實踐的意義不僅在于發(fā)現(xiàn)、解決技術(shù)應(yīng)用中的問題，推動國內(nèi)外技術(shù)的成熟應(yīng)用，而且也是制定完善污泥處理處置行業(yè)相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)的重要基礎(chǔ)。“借鑒國外成熟經(jīng)驗、參考本土的工程實踐，都應(yīng)成為制定我國污泥污染治理防治政策、技術(shù)導(dǎo)則、標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。”
不少業(yè)內(nèi)人士向記者表示，污泥消化技術(shù)相對復(fù)雜，要解決運行中的設(shè)備腐蝕，堵塞以及臭氣控制等問題，需要精心的設(shè)計、建設(shè)和運行；同時要不斷探索和積累經(jīng)驗。比如針對厭氧消化工藝中的占地問題，可開發(fā)新型的集中設(shè)施；針對易堵塞、泄漏、腐蝕等問題，需要開發(fā)高效除砂設(shè)備、新型污泥過濾機(jī)、新型儲氣設(shè)施和新型脫硫系統(tǒng)等；同時要創(chuàng)新設(shè)計，大幅度提升施工和運行管理水平。
污泥之四問1、國外技術(shù)適應(yīng)中國污泥處理處置的需求嗎？
王洪臣:國外技術(shù)沒有根本上的不適用.目前我國污水污泥泥質(zhì)和國外有差異，也是可以調(diào)整的，而且也是暫時的問題。
文一波:我國生活污水污泥泥質(zhì)和國外差距較大，比如含水率高于國外，一般在80~84％之間；生活污水、工業(yè)污水混合處理導(dǎo)致污泥成分復(fù)雜、不確定成分多；雨污分流基礎(chǔ)設(shè)施落后，造成污泥中含砂量相對較高、干化后熱值低等特點。因此，不可盲目照搬國外技術(shù)及設(shè)備。
@泥神仙:由于目前我國污水處理沒有將工業(yè)、生活及雨水分流，造成污泥的情況和國外有很大的差異，國外很多技術(shù)是建立在重金屬不超標(biāo)及污泥有機(jī)質(zhì)含量高的基礎(chǔ)上的，完全照搬當(dāng)然有一些問題。
2、好氧發(fā)酵－土地利用的技術(shù)路線，主要挑戰(zhàn)依舊來自重金屬超標(biāo)的風(fēng)險嗎？
@泥神仙:由于工業(yè)污水和生活污水混流，造成污泥重金屬偏高，對于厭氧、好氧工藝，尤其是以土地利用為根本目的的好氧工藝而言是“致命性”的問題。
陳同斌:“我國污泥重金屬含量高，所以不適合好氧技術(shù)。”對這個觀點，建議大家不要再人云亦云，有調(diào)查才有發(fā)言權(quán)。經(jīng)過我們對全國144個城市生活污水處理廠的調(diào)查，結(jié)果表明我國污泥中重金屬的含量并不比外國的高，而且還在逐步降低。總體來看，目前我國污泥的重金屬超標(biāo)比例約5％。
由于工業(yè)污水預(yù)處理水平的提高、工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)的聚集發(fā)展等原因，我國生活污水中重金屬的含量已經(jīng)顯著下降。對于重金屬不超標(biāo)的污泥，只要經(jīng)過無害化處理，其土地利用是安全的。
3、國內(nèi)已建成的厭氧消化設(shè)施運行情況不太理想，原因在哪？
@泥客莊主:泥質(zhì)差異和軟實力跟不上。但隨著這些問題的逐步解決，厭氧的“春天”就會到來。
@泥神仙:污泥處置只是污水處理的下游工藝，問題還是出在污水上面。由于我國污水雨水不分流，廚余垃圾沒有進(jìn)下水道等多方面原因，造成污泥有機(jī)質(zhì)含量偏低。有機(jī)質(zhì)含量低會直接影響厭氧、好氧工藝的運行效果，甚至是能否穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素。直接照搬國外技術(shù)設(shè)備，但“原料”有很大區(qū)別，所以水土不服。
4、地方在選擇厭氧、好氧工藝時需要注意哪些問題？
@泥神仙:警惕功利性短期思維。很多人在推介厭氧、好氧技術(shù)時，將重點放在沼氣發(fā)電、變廢為寶上。變廢為寶成為污泥處置吸引地方?jīng)Q策者的不二法門。
我個人認(rèn)為污泥處置首要任務(wù)是安全處置，“變廢為寶”絕對不是污泥處理處置的核心。污泥處理設(shè)施的運營一定要有到位的投入，過度強(qiáng)調(diào)資源能源回收、經(jīng)濟(jì)效益，造成重投入、輕營運，已經(jīng)成為污泥處理處置鏈形成的“絆腳石”。
必須看到，好氧、厭氧只是整個污泥處理處置過程中的一個環(huán)節(jié)而已。不少項目由于工藝殘缺不全，造成了很多后遺癥。比如:污泥好氧發(fā)酵需要降低含水率，先減量一半才能進(jìn)行，而有些項目中相應(yīng)的干化工藝幾乎看不到，造成污泥要自然晾干后發(fā)酵。
張辰評點污泥處置路線污泥填埋:
相較于其他處理處置方式，現(xiàn)在污泥填埋的直接成本具有明顯優(yōu)勢。為減少污泥的簡單填埋處置，推動其他污泥處理處置技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，我認(rèn)為，從行政上應(yīng)有強(qiáng)制規(guī)定，比如效仿德國，明確污泥中有機(jī)質(zhì)含量高于一定限值就不允許填埋。從經(jīng)濟(jì)上，要在污泥填埋費上加收處置費，增加填埋的總成本。
污泥焚燒:
從世界范圍內(nèi)，污泥焚燒的比例確實在逐步降低，一是考慮到其煙氣治理，二是與土地利用等處置方式相比，焚燒方式的排碳量最大。但發(fā)展中國家由于國情和處置需求，污泥焚燒設(shè)施在一定階段內(nèi)還會持續(xù)上一些項目。但需要明確的是，先污染后治理的階段我們可能無法避免，但必須縮短時間和減少影響。污泥焚燒設(shè)施可以上，但一定要加強(qiáng)煙氣同步治理。
污泥摻燒:
我不太主張污泥摻燒，這只是目前階段解決污泥出路問題的一個應(yīng)急措施，因為這樣的處置方式對煙氣治理的要求不高。在電廠、水泥廠摻燒污泥，煙氣處理很重要。在焚燒處理污泥的同時，要充分考慮煙氣的達(dá)標(biāo)處理，而且煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)會越來越嚴(yán)格。我們曾經(jīng)做過測算，污泥焚燒如要同步治理煙氣，成本要增加1/3以上。現(xiàn)在污泥摻燒為什么便宜，很大一部分原因可能是因為“節(jié)省”了這部分成本。
土地利用:
這是大趨勢、是主流。污泥有害物質(zhì)多，有用有營養(yǎng)的物質(zhì)也很多，是營養(yǎng)土地的有效成分。但污泥的土地利用要在嚴(yán)格監(jiān)管的基礎(chǔ)上進(jìn)行。在這方面，我的信心不是很足。
根據(jù)現(xiàn)行的政策，污泥處理達(dá)標(biāo)后可以園林綠化用，但目前沒有保障措施保證它不流向農(nóng)田。很多農(nóng)業(yè)專家更擔(dān)心的是，在目前農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)管和農(nóng)田土壤污染的嚴(yán)峻現(xiàn)實下，如果再讓處理不達(dá)標(biāo)的污泥流入農(nóng)田，屬于雪上加霜。
但未來，我相信隨著政策、監(jiān)管、意識等大環(huán)境的改善，對污泥的土地利用會有更好的風(fēng)險管控體系。
相關(guān)鏈接污泥厭氧消化是指污泥在無氧條件下，由兼性菌和厭氧細(xì)菌將污泥中可生物降解的有機(jī)物分解成二氧化碳、甲烷和水等，是污泥減量化、穩(wěn)定化的常用手段之一。
德國每年產(chǎn)生的污泥(干重)220萬噸，大于5000噸的污水廠均有厭氧消化處理。英國和法國60％污水廠有厭氧穩(wěn)定處理。
污泥厭氧消化工藝目前在我國應(yīng)用少，投資相對高，設(shè)備主要進(jìn)口，且已建成的設(shè)施中運轉(zhuǎn)、運轉(zhuǎn)良好的項目非常少。總體來說，由于受到管理要素、政策、設(shè)備投資等方面的限制，未得到廣泛應(yīng)用。
污泥好氧堆肥是國際、國內(nèi)應(yīng)用較多的工藝，具有污泥穩(wěn)定、殺滅病原菌、寄生蟲卵，污泥含水率低等特性，運轉(zhuǎn)管理簡單等優(yōu)勢，但是其瓶頸是需求大量輔料，否則不能有效控制臭氣，造成成本增加。
污泥消化工藝的主要挑戰(zhàn)有:我國已建的污水廠多數(shù)都采用低負(fù)荷的處理工藝，不利于消化工藝的推廣和運行。在消化污泥土地利用的政策和管理上支撐力度不足，沼氣利用缺少激勵機(jī)制。
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