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技术是不是困扰污泥行业的最大症结?

时间:2013-08-22 09:36

来源:中国水网

作者:罗宇

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作为污水处理的末端环节,因为行业长久以来的“重水轻泥”,相关政策不足,污泥处理处置相对发展滞后、技术研发力度不足。近期部分媒体的“污泥报道”,重新让“污泥问题”引发更多关注。

有媒体认为,行业各方未达成共识,一些技术缺乏成功应用案例,是当前污泥处理处置发展受阻的重要原因。

的确,我国的污泥处理处置行业起步较晚,技术手段与欧美等发达国家相比存在一定的差距,但技术问题是不是困扰污泥行业发展的重要症结?我国污泥处理处置市场的技术发展究竟如何?

技术政策体系促进技术路线形成

污泥处理处置作为污水处理的末端,曾一直不受重视。随着社会环保意识的增强,污泥处理处置也开始受到更多关注,前述媒体系列报道即是例证。近几年,相比污水处理,污泥处理处置虽然相对“显得冷清”,但相关政策陆续出台,主要技术路线逐步成型,越来越多的环保企业开始涉及污泥行业,我国的污泥处理处置事业正逐步走向正轨。

从政策上讲,政府及相关部门已经认识到了技术队污泥处理处置的重要性。2009年、2010年、2011年环保部先后发布《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行)》《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》等几部政策、指南促进了研发力度的加大、引导了技术路线的形成。

借鉴国外经验,经过十几年的发展、实践,我国污泥处理处置行业在技术上已经取得了长足的进步,从简单粗犷的处理方式发展出了几条较为清晰的技术路线。中国人民大学环境学院副院长王洪臣曾表示,我国的污泥行业已经形成了深度脱水加填埋、干化加焚烧加灰渣填埋或建材利用、好氧发酵加土地利用、厌氧消化加土地利用四种主流可行的技术路线。

虽然我国污泥的处理量还不是很高,但行业内部已基本达成了统一观点,污泥处理处置要以减量化、稳定化、无害化为目标,最终将处理后的污泥弃置于自然环境中或进行再利用,达到长期稳定并对生态环境无不良影响消纳的目标。而且各单项技术的研发创新工作、实践工作也在广泛开展。

“预处理技术”也要被重视

污泥的高含水率是污泥处理的瓶颈问题,作为污泥预处理技术,干化过程可以最大限度地减少污泥的体积,从而减少了储存、处置和运输费用。 清华大学环境学院教授王凯军介绍,污泥干化、调理、脱水都属于污泥减容减量范畴,它是污泥厌氧消化、好氧发酵、焚烧等主流污泥处理技术的基础。如果污泥减容减量工作做得好,后续处理费用都会降低。

污泥干化是利用热能将污泥中的水分汽化并排除的过程,技术看似简单实则复杂,研究过程中需要通过数学方法对的污泥中发生的热量、质量、动量的传递进行描述。污泥干化的类型分为多种,要根据实际情况进行选择。

近年,我国的企业与科研院所在污泥干化技术上取得了一定的研究成果,尤其在干化加焚烧这一技术路线上也取得了突破。浙江环兴机械联合清华大学环境学院,共同开发了喷雾干化关键技术,形成了“雾化干燥技术进行污泥干燥加回转式焚烧炉进行焚烧”的技术路线,研发出包括新型喷雾干燥设备、回转窑焚烧设备和尾气净化设备的集成装置。王凯军表示,该装置的直接干燥机制具有干燥迅速、热利用效率高、可大大降低干化过程粉尘爆炸风险、减少有机物挥发、安全性好等优点。

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厌氧消化技术在不断适应中国特色

厌氧消化技术厌氧消化是目前国际上应用最为广泛的污泥稳定化和资源化方法,欧美国家50%以上的污泥都是经过该技术进行处理的。不过污泥厌氧消化处理技术在我国的推广应用并不顺利,粗略统计,北京、上海、天津等城市的大型污水处理厂中,有稳定运行污泥消化设施的只有20余座。之所以没有大规模推广,其中原因被归结为我国污泥泥质差、处理厂运行管理水平低。

但是,国内也一直在开展“让厌氧消化适应中国特色”的相关工作。对于突破污泥泥质的限制,中国水协排水委员会主任杨向平在“2012(第四届)上海水业热点论坛”上曾介绍,污泥消化技术可通过添加餐厨等有机垃圾调节泥质,开发应用超声波、热水解等预处理技术改善污泥可消化性和提高进泥浓度,尝试高温消化、两段消化以及好氧消化等工艺提高消化效率和污泥稳定化水平。对于实际运行过程中的运行管理问题,上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司总工张辰表示,虽然目前厌氧消化在实际操作中仍然存在一定困难,但是通过引进国外先进的管理技术,对设有厌氧消化设施的污水处理厂实施包括一年的运行期,三年的运行指导期的指导与培训,有望培养一支和国外运行相接近的运行队伍,来保证污泥厌氧消化的运用。

虽然短期内大规模推广污泥厌氧消化技术还有着一定的困难,但是一些工程已经走向了实际,为技术的研发提供了参考。2011年11月投运的上海市白龙港城市污水处理厂污泥处理工程,作为亚洲最大的污泥处理工程,采用化学、重力浓缩的处理方案提高了污泥的含固率,并在国内首次应用生物脱硫技术,良好的预处理解决了污泥含砂量过高问题,沼气的综合利用实现了节能减排的目标;青岛麦岛污泥厌氧消化工程,有效地控制了沼气中硫化氢的浓度。

好氧发酵技术推广不能片面考虑

污泥好氧发酵技术在我国一直被诟病:污泥中的重金属会污染土壤,而且工程会占用大量土地。其实这两点都有一定的片面性,限制了好氧发酵技术的研发、推广。

欧美等国人口相对较少,土地资源丰富,污泥产量较低,因此污泥好氧发酵技术的应用也相对粗犷,这种情况下照搬国外经验当然是不可取的。针对这些,中科院地理所环境修复研究中心主任陈同斌表示,大中型城市的污泥好氧发酵工程必须采用高效、快速、稳定、集约化的设计、运营模式。另外他认为,我国城市生活污泥的重金属含量超标情况并没有想象的多,经过我们对全国144个城市生活污水处理厂的调查,重金属超标比例约5%。

张辰也曾表达过队污泥好氧发酵技术的支持,他在“2010上海(第二届)水业热点论坛”上曾说,我国幅员辽阔,东西南北各地经济条件、气候条件都有很大差异,不可能用一种或两种工艺来统揽全国的污泥处理处置技术,而应该因地制宜,好氧发酵技术在我国的一些地区是有生存空间的。他还对该技术在工程上的应用提出了四点建议,第一,要注重预处理,使得污泥经过调理后再进入主处理工艺,以提高主处理工艺效果;第二是做好臭气控制,在东部沿海地区、人口密集的中心城市搞好氧发酵(堆肥)工程一定要对臭气进行控制;第三是做好水汽控制,污泥好氧发酵(堆肥)过程中会产生大量的水汽,若不采取密闭措施,会引发臭味;第四做好管理控制,包括自动化控制、温度的控制等等。

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污泥最终去向已经明确

对于污泥的最终去处,目前学术界也基本达成了共识——土地利用。

相对其他处置方式,污泥的土地利用技术优势在于,可以充分利用污泥中的各种养分,符合资源可持续发展要求。土地利用特别对磷的循环大有益处,人类的生产活动破坏了磷元素在自然界的正常循环,污泥建材利用就将磷元素固化,污泥的土地利用既可以实现土壤的改良,又促进了自然循环的良性进行。对于泥质较好、重金属含量低的污泥,土地利用相对于焚烧成本较低。可以说,从生态循环角度与经济成本角度两方面考虑污泥的土地利用技术均具有一定优势。

北京市市政工程设计研究总院原副总工程师杭世珺曾指出,污泥处置应该因地制宜、技术多元化,达到产生量和使用量平衡,总体思路是污泥的土地利用。 同济大学环境科学与工程学院院长、城市污染控制国家工程研究中心主任戴晓虎说,生活污水污泥土地合理利用,可实现污泥资源循环利用,符合未来低碳发展方向;要真正解决我国的污泥难题,相当部分污泥稳定处理,土地利用是不可回避的现实。

污泥处理处置技术需要“百花齐放”

技术其实并不是我国污泥处理处置行业面临的最大难题,厌氧消化、好氧发酵、干化等处理技术在国外已应用几十年,这几年经过国内的改良技术已基本成熟,而污泥的最终处置方式业内也基本达成共识。

 在处理处置原则及技术路线选择方面,《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》起草人之一王凯军介绍,“污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化;鼓励回收和利用污泥中的能源和资源。坚持在安全、环保和经济的前提下实现污泥的处理处置和综合利用,达到节能减排和发展循环经济的目的。”

以污泥稳定化为例,王凯军表示,我国在污泥稳定化方面的研究走了一些弯路,并没有完全参考外国的技术经验,不过在污泥资源化利用方面,各类技术均有探索,形成了很多独特的技术,基本能满足要求。

对于具体的技术选择来说,不同地区的条件差异较大,要选择适合的技术。张辰认为,污泥处置技术并无优劣之别,选择使用哪种技术路线进行污泥处理处置,应该遵循因地制宜、合理规划、处置方式决定处理技术三个基本原则。

从整体来看,污泥问题,不仅是技术发展问题,还有观念问题、收费问题等,污泥处理处置,是一个系统工程。该如何全面看待我国的污泥处理处置市场?政策如何规范?技术研发与应用究竟如何?诸多问题,需要深入观察与剖析。在“2012(第四届)上海水业热点论坛”特设“污泥产业发展之惑”讨论单元上,几位污泥产业、学术界的专家经过讨论得出结论,责任主体不清、切实政策缺失、示范项目匮乏三点才是目前阻碍污泥产业的最大问题。

更多关于污泥行业的热点讨论请关注9月13、14日在上海举办的“2012(第五届)上海水业热点论坛”。


编辑:罗宇

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