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學習園地
歐美如何解扣污泥困局?

口述 | 鐘麗錦 付曉天  整理|譚暢

視覺 | 趙雅  統籌|何海寧

  中國的污泥處理困境中包含著很多難題,比如付費機制、政府監管、部門協調等。而從上到下的路線之爭,看似技術分歧,卻也導致地方政府在做選擇時的猶豫不決,最終歸結為需要“因地制宜”。

  2015年,我們和住建部以及一些城市代表共同考察了美國的兩個污泥處置項目,2016年我們又前往英國,考察的都是考慮了熱水解預處理的新型厭氧消化技術。美國和部分歐洲國家在污泥處理處置的路線選擇上經歷了螺旋式上升過程:從傳統厭氧消化、填埋出發,到焚燒、堆肥等技術一度占據主流;近年,新型厭氧消化備受青睞。用厭氧消化方式處理處置污泥可謂“一箭三雕”:既解決基本的污泥無害化處理,又能通過資源化和能源化利用達到經濟效益,同時,甲烷的捕獲和利用還有顯著的碳減排效果。
  目前,國內采用新型厭氧消化技術的項目還非常少,很多業內人士擔心國外的先進技術在中國水土不服。我們在國內觀察到一些運行較為順利的項目,但也承認,仍有瓶頸亟待突破。

歐美重拾厭氧消化

  厭氧消化本身并不新鮮。在無氧條件下,有機物質被厭氧菌分解,產生甲烷和二氧化碳。處理過后的污泥渣可作為營養土進行利用。

  這兩年興起的兩段式厭氧消化或“熱水解+厭氧消化”等新型厭氧消化提高了污泥的可脫水性能和產氣率,也就是說污泥經處理后減量化效果更明顯,同時產生的甲烷更多,對其進行捕獲利用,可以達到減少溫室氣體排放的效果,還可以為污水處理和城市提供能源。歐美國家曾較青睞污泥焚燒,因為焚燒減量化高、處置效果徹底。但相對于厭氧消化和堆肥等,焚燒成本高,同時不能充分恢復污泥中的能源和營養物質。而公眾擔心空氣污染,也越來越多地抵制污泥焚燒?,F在,美國有污泥焚燒廠的城市往往將其作為備用或應急的處置方式。為了探尋更經濟、更具有環境資源效益的處理方式,越來越多的歐美國家選擇厭氧消化或好氧發酵技術。

  美國現在有1200多座污水處理設施采用厭氧消化技術,而污泥焚燒廠減至約200座。而英國環境、食品和農村事務部于2011年6月發布“厭氧消化戰略及行動計劃”,設立金額為1000萬英鎊的政府貸款支持新建厭氧消化設備。從2009年到2013年,英國通過厭氧消化處置污泥和畜禽、餐廚廢棄物項目的年產能提高了19%,其中污泥項目的產能規模增加了26%,進料為污泥的厭氧消化裝置達到了146臺。我們在美國奧蘭多參觀的項目每年能處理80000噸污泥(含固率4%-5%)和45000噸餐廚垃圾,通過厭氧消化處理產生1400多萬立方米的沼氣。如果這些沼氣用來發電,每年可發電將近3萬兆瓦時。而處理后的污泥殘渣(沼渣)經進一步干化后,從處置前的每年將近13萬噸,減少到6000噸。經過處理的沼渣達到美國環境保護署對污泥土地利用標準的最高要求,可以直接施用于土地。運營公司以80美元/噸的價格把銷售給當地農民,用于種植觀賞苗木或者果樹,獲得了很好的收益。
  奧蘭多項目的處理成本也有一定優勢,在30-40美元/噸左右,甚至比當地填埋的價格還要低。

制約中國的三個因素

  中國目前也有采用厭氧消化處理污泥的項目,在住建部出臺的《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南》中指出,厭氧消化+土地利用被認為在資源循環利用、能耗物耗、成本效益方面與其他處置方式相比均具有一定優勢。但是,實際中污泥厭氧消化處理的占比非常低。我們通過住建部了解到,目前國內4000多座污水處理廠中有60余座建了厭氧消化設施,但運行的也就約20個,比例和國外對比懸殊。其中,湖北襄陽的項目已于2012年進入商業化運行,合肥、長沙、北京等地也在規劃或正在建設相關項目。
        現實存在一些因素制約了厭氧消化的發展。首先是協同問題。歐美很多項目都采用污泥與餐廚垃圾等城市有機廢棄物協同處理,可以更好地實現規模效益、經濟效益、碳減排效益。然而,由于污泥和餐廚垃圾分屬不同管理部門,協同處置面臨部門職能條塊分割的現實難題。泥質也不可回避。中國污泥有機質含量低、含砂量高,除少數大城市外,大部分城市收集系統是雨污合流,且管網質量較差,導致傳統的污泥消化在中國難以獲得再生能源的效益,大部分用戶不得不放棄。困擾污泥處理行業的另一個問題是,處置后的污泥該往何處去。在工業化與城市化并行發展初期,部分工業廢水進入市政排水系統,污泥含有重金屬和化學污染物,土地利用的風險較大。近年來,工業區與居住區逐步分離,市政污水處理廠污泥的有害物質不斷減少。但是由于監測和監管能力不足,農業部門依然不允許污泥制成的肥料進入農用土地。污泥無害化污染的治理,政府應該有成本;至于后面的甲烷利用、移動森林的收益,應該讓給市場主體,使它們在循環經濟中有一些收益。
        厭氧消化在溫室氣體減排方面的優勢值得關注。中國污水處理廠每年產生約3000萬噸污泥(含水率80%),即使僅對10%的污泥進行資源化利用,而非作為垃圾進行填埋,每年亦可減少3.8億噸碳排放,這大約相當于烏克蘭的排放量。

【本文刊登于2016630日南方周末。鐘麗錦為世界資源研究所中國水項目負責人,付曉天為該項目研究員。南方周末實習生秦楚喬亦有貢獻。本文僅為作者觀點,不代表本報立場原創作品?!?/span>

發布時間:2016-12-15
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