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污泥如何蝶变重生

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污泥虽然又黑又臭,带来了诸多环境污染问题,但是它不仅可以成为良好的农用肥,还能够作为燃料,资源化利用将会是污泥处理处置的必经之路。

在常人眼里,它是又脏又臭、百无一用的物体;

在管理者眼里,它是令人头疼的“危害品”;

在科研人员眼里,它却是一个蕴含着大量有用物质的“宝贝”;

作为污水处理的末端产物,污泥近年吸引着无数人的眼球。围绕污泥的处理处置问题,各种争议与杯葛更是从未间断。废品or宝贝?解决路径在何方?在未来的环保领域当中,污泥注定是一个绕不开的话题。

“污泥蕴含很大价值,但是处理处置存在诸多问题”

“干化的污泥,热值可达到煤的1/3,印染、造纸污泥的热值更高。”广东省生态环境与土壤研究所副所长、广东省污泥产业协会会长周顺桂指出,黑臭的污泥其实蕴含大量热值,能够成为有效的辅助燃料。

“污泥经干化后具有8%~15%的残碳量,热值为500~1800卡/克,这些污泥与煤炭按照一定比例混合,可用于锅炉燃烧提供热量,节约资源。”据佛山市三水佳利达纺织染有限公司负责人张良军介绍,通过对污泥的有效利用,自己公司平均每年可节省2000吨标煤。

河北恒能生物质能有限公司总经理罗建凯指出,污泥富含有机物且结构松散,与煤充分混合后,会大幅增加煤与空气的接触面积。不仅如此,污泥中的铅、钾、砷等重金属成分还会在高温下发生离子催化反应,把大块煤裂解成小块,使煤进一步与氧气亲密反应,充分燃烧。如此一来,煤的燃烧效率可以从85%提高到98%左右。

“污泥不单含有热值,它还是很好的有机肥料。”周顺桂指出,污泥的肥效相当于猪粪,比牛粪的肥效还要高。根据科学测算,从污水里转入污泥中的COD比例大概是30%~50%,转入污泥中的氮约为20%~30%,磷约为90%,而且很多污泥中的氮、磷、钾含量还高于农家肥。从资源角度考虑,目前磷矿是世界紧缺资源之一,全球磷矿储存量大约仅能再开发100年左右。欧洲从90年代开始不断强调磷资源的重要性,国际磷肥价格也在近五六年翻了4~6倍。因此,充分挖掘污泥的内在价值,其可能产生的经济与社会效益令人期待。

虽然污泥具有各种各样的潜在价值,然而由于现阶段我国处理技术不完善,污泥的价值没有得到充分挖掘,甚至在处理的过程中往往还容易产生二次污染。

更令人担忧的是,我国污泥产生量一路攀升。目前我国已有市政污水处理厂3000多家,年产湿污泥达3000万吨(含水率按80%计),未来5年污泥产生量每年将以10%左右的速度增长。根据“十二五”规划,我国城镇将新增518万吨/年的污泥处置处理规模,到2015 年,我国设市城市的污泥无害化处理率将达到70%,其中36个重点城市将达到80%。然而现实的情况是,目前我国污水处理厂污泥安全处理处置率还不到20%,污泥处理困局亟待破解。

“必须保证有一笔专项资金来进行污泥处理,这是做好污泥处理工作的前提条件”

“巨量污泥难以有效处理,主要由于顶层设计缺失、相关政策不完善、资金不足和技术瓶颈等原因。”专家分析,解决污泥问题,要从政策、资金等方面寻找突破口。

业内人士认为,污泥处理本质上是一种政府主导的社会服务,政府的责任不可推卸。中科院地理科学与资源所环境修复中心主任陈同斌表示,城镇污泥工程是必须的市政设施,污泥处置是污水处理的必备配套环节。频频曝光的污泥倾倒事件,恰恰说明了地方政府在污泥处理上的监管缺失。“很多地方不愿意在污水之外花第二笔钱治理污泥,因为处理污水外界能看得见,有政绩,处理处置污泥‘费钱费力不讨好’。”

鉴于污泥处置进展缓慢的现状,周顺桂建议,国家有关部门需要加大政策和资金引导力度,加快污泥处置设施建设。同时要引导社会资本进入污泥处置工作中来,对于民间投资建设的污泥处置设施,如采用国家鼓励的技术和设备的,应该配套融资和税收等扶持优惠政策,鼓励投资者申请获得纳入节能减排、循环经济或环保专项等财政补贴,营造良好的多元化投资环境。

“只要资金到位,很多问题都可以迎刃而解。”住建部有关官员表示,必须保证有一笔专项资金来进行污泥处理,这是做好污泥处理工作的前提条件。对此,周顺桂就提出,要完善价格机制,将污泥处理费纳入现有的污水处理收费中。

明确污泥处理处置技术路线,这是解决污泥问题的另一个要点。目前污泥处理处置技术有厌氧消化、干化焚烧、好氧发酵等,这些技术都有自己的拥护者。受利益驱动,各种技术“各显神通”,争论不休,市场混乱。

“国家层面没有一个明确的处理处置技术路线,市场当然会做出多重选择。”中国人民大学环境学院副院长王洪臣表示,由于我国污泥处理处置牵涉住建部、发改委、环保部、农业部、水利部等,部委多,涉及到各部门的责任利益也就比较复杂。

“其实每一种技术都有优缺点,最关键就是要因地制宜,根据实际情况选择最合适的处置技术。”周顺桂指出,目前国内很多污泥处置技术是比较成熟的,但是很多企业在选择该用哪一种技术时比较盲目,加上行业的竞争,难免就会造成混乱,带来不利影响。因此,周顺桂建议,可以成立第三方机构,在某个项目决定采用哪种处置技术时,由第三方机构进行技术比对,确定最佳的方案。也正是出于这种考虑,今年6月份,广东省生态环境与土壤研究所牵头发起成立广东省污泥产业协会,以规范广东省污泥处理处置产业无序混乱的自由发展状态,促进污泥处理处置行业在技术、设备、产品、信息、人才、金融等方面的交流合作,推动污泥行业健康良性发展。

“从生态循环角度来看,土地利用是污泥的最好归宿”

“污泥是好东西,但是有风险,需要在控制风险之后,让它回到土地。”欧盟环境委员会网站的污泥专栏中,对污泥是这样描述的。

纵观国外的污泥处理历程,污泥土地利用是一个大趋势。在欧盟国家,污泥被强调要以利用为主导,除了以避免“废弃物”产生为目标以外,更力求使之成为“产品”再循环。欧盟在污泥泥质符合公众健康和环境保护要求的前提下,鼓励对污泥进行土地利用。大部分欧盟国家的污泥允许最大用量约为干污泥5吨/公顷・年,通常用于农田的污泥不超过2~3吨/公顷・年。这一做法,有利于保护磷及其它营养元素在自然界的循环。当然,污泥用于农田是以细致工作为基础的。

早在1986年,欧盟就制定了《污泥农用标准》(86/278/EEC),对相关问题做出严格规定,比如使用污泥后的土地在什么时候不能种蔬菜、什么时候不能收获等。相比之下,我国对中间环节的标准规范、细节研究太少,相应的管理监督不到位,因此让污泥进行农业利用还有很长的路要走。

土地利用在美国也是处理污泥的一个主流方向。当然,对于如何利用,美国制定了严格的规定。1993年,美国颁布的《城市污泥使用和处置标准》,对污泥的土地利用、地表处置、病原菌减量以及焚烧提出了具体要求(包括技术指标,操作规范以及监测、数据保存以及定期信息报告等)。 美国的标准从标准体系、顶层设计方面做了很多的工作,比如重金属的含量,对于某项指标不仅仅是一个指标,而是对最高浓度,月平均浓度、累积污染负荷、年污染负荷提出了很细的要求。

与此同时,美国环保署从2005年起,每隔两年对污泥土地利用进行一次系统评估,涉及指标包括重金属、无机离子、持续性有机物、药品及人工护理品等。也就是说,美国一方面鼓励污泥回到土地,同时毫不犹豫地加大监管力度。相比之下,我国在这方面的工作还有待加强。

同济大学城市污染控制国家工程研究中心主任戴晓虎教授介绍,在许多发达国家,污泥在法律层面上被定义为生物固体,而不是废弃物。目前,美国的污水处理厂每年产生约560万吨干污泥,其中大约60%用于农业;日本年产污泥223万吨,其中131万吨用于建材,35万吨作为农用;英国和法国每年产生的污泥有60%用于土地。总体来看,欧洲各国52%的污泥为土地所利用。

无独有偶,我国许多业内专家均认为,考虑外国污泥处置经验以及国内相关政策,实现污泥资源化,将污泥应用于农业、园林绿化、土地修复等领域的污泥土地利用将成为污泥处置领域的重点发展方向。“从生态循环的角度来看,污泥土地利用是最好的归宿。”周顺桂表示。

中国工程院院士张杰认为,污水厂的污泥应该回到农田去,这是解决水污染问题的正当出路,也是自然界植物营养素循环的规律。“污泥回农田可能存在的问题,例如重金属和少量难分解有机物的问题经常被提出,但这些都是可以用技术手段攻关解决的,植物营养素的循环规律不可违背,违背的话我们要受到严重的报应。”