厭氧消化是國外比較普遍采用的技術(shù)路線(xiàn)之一，在中國也一度作為主流技術(shù)，但在目前國內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(chǎng)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、標準、監管、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等問(wèn)題展開(kāi)持續的討論。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(shuō)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(wú)法形成統一意見(jiàn)，造成地方政府在選擇城市生活污水污泥處理、處置方案時(shí)較為猶豫。專(zhuān)家呼吁，決策層應當基于長(cháng)遠考慮，在宏觀(guān)層面盡快形成共識。
共識未達成只是問(wèn)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施建設進(jìn)展緩慢的重要原因。本期將著(zhù)重分析為何國外成熟技術(shù)在國內水土不服。
中國環(huán)境報記者陳湘靜“錢(qián)不是大問(wèn)題。”不少業(yè)內人士表示，各級政府之所以不能下決心投入建設污泥處理設施，很重要的一個(gè)原因是沒(méi)有太多的成熟技術(shù)和工程案例。無(wú)論是國外成熟技術(shù)還是本土研發(fā)，近年來(lái)都鮮有多個(gè)穩定、持續運行的工程案例。
在污水、脫硫等治理領(lǐng)域，對技術(shù)、設備引進(jìn)消化吸收的路線(xiàn)取得了明顯成效，這套路數為何在污泥處理處置領(lǐng)域并未取得預期效果？為何應用多年、技術(shù)成熟的厭氧、好氧技術(shù)項目在國內運行效果不好？這些國際主流技術(shù)在國內擁有怎樣的未來(lái)？記者近日采訪(fǎng)了多位業(yè)內人士。
本期受訪(fǎng)嘉賓(排名不分先后)陳同斌 中科院地理所環(huán)境修復研究中心主任張 辰 上海市政工程設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)境集團董事長(cháng)@泥神仙 業(yè)內人士@泥客莊主 固廢刊專(zhuān)欄作者成熟技術(shù)為啥“不靈”？
厭氧技術(shù)面臨泥質(zhì)、管理水平等挑戰好氧技術(shù)則必須考慮占地、發(fā)酵時(shí)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(xiàn)之一，在中國也一度作為主流技術(shù)，但在目前國內幾十套污泥消化裝置中，正常運行的不到1/10。”據業(yè)內人士分析說(shuō)，污泥中有機質(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(xiàn)的堅定支持者和實(shí)踐者，中科院地理所環(huán)境修復中心主任陳同斌承認，最初的好氧處理工程在國內外也都有不少失敗的教訓。
由于人口、土地等客觀(guān)條件，國外的好氧技術(shù)比較粗放。“歐美很多城鎮總人口少、規模小，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(shí)所采用的是一些技術(shù)比較原始的‘農場(chǎng)堆肥’模式。而對于大中型城市，必須采用高效、快速、穩定、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，國內的城市，動(dòng)輒幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)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)要在國內應用，必須考慮到占地、發(fā)酵時(shí)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村道路上，可行駛馬車(chē)或拖拉機，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(chē)。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的污泥好氧處理項目，普遍存在惡臭污染問(wèn)題突出、占地面積大、工藝落后、運行不穩定等缺點(diǎn)。
厭氧設施為何問(wèn)題多？
運營(yíng)管理等軟實(shí)力跟不上，考核不到位使得缺乏改進(jìn)完善動(dòng)力工程技術(shù)、管理經(jīng)驗和人才儲備都嚴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(shuō)，國內最早一批大型污泥厭氧處理裝置，應用了國外技術(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(wèn)題，原因不僅僅在于泥質(zhì)的差別。“最初并沒(méi)有看重沼氣產(chǎn)量，所以即使污泥有機質(zhì)低也不是關(guān)鍵問(wèn)題。”
他認為，厭氧裝置在國內的“水土不服”，其最根本的問(wèn)題是運行管理水平?jīng)]有跟上。同時(shí)，對污泥設施運行效果、考核的缺位，也導致了即使出現問(wèn)題也沒(méi)有動(dòng)力去改善、去解決。
“很多厭氧處理設施建成后，調試、運行的團隊還是污水廠(chǎng)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(gè)比方，就像以前騎自行車(chē)的人現在要去開(kāi)車(chē)，結果跌跌撞撞，原因當然不能全賴(lài)在車(chē)上。“污泥處理設施必須要有更加專(zhuān)業(yè)化、精細化的管理。”
上海市政工程設計研究總院總工程師張辰這幾年一直在關(guān)注一些國內厭氧設施的運行情況。他回憶說(shuō)，上海白龍港污泥厭氧處理設施當時(shí)引進(jìn)了德國的技術(shù)和設備，使用了亞行貸款，特意明確了有一年的指導運行期，期間就發(fā)現了很多問(wèn)題。后來(lái)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)要得到廣泛應用，最關(guān)鍵的是要解決管理上的難題，實(shí)現精細化管理，提升管理的水平和效益。“技術(shù)可以消化吸收，設備可以逐步國產(chǎn)化，都不是什么跨不過(guò)去的檻兒，管理的提升是當務(wù)之急。”
“污泥處理設施的運行管理確實(shí)要比污水處理難，但不會(huì )比化工行業(yè)難吧？”很多業(yè)內人士都表示，國內其他工業(yè)行業(yè)的管理水平已經(jīng)相當高，但在污水、污泥等污染治理行業(yè)，精細化管理的意識還沒(méi)有到位。“做了這么多年的污水處理，其實(shí)還存在很大的管理提升空間，污泥處理就更是如此。”張辰說(shuō)。
陳同斌在接受記者采訪(fǎng)時(shí)表示，不是只有技術(shù)就能撐起產(chǎn)業(yè)，它還需要政策、標準、人才等整個(gè)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)驗和人才儲備都嚴重不足，產(chǎn)業(yè)基礎還非常薄弱。
陳同斌舉例說(shuō):“就像給你一艘神州飛船，但沒(méi)有發(fā)射塔、專(zhuān)業(yè)人員等必備條件，你也沒(méi)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(shí)踐都相對較充分，但污泥行業(yè)在這些方面則嚴重滯后。“大學(xué)教育中相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教程通常只是介紹到污泥脫水環(huán)節，對于后續的處理處置問(wèn)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(méi)有后續污泥處置的項目實(shí)踐有關(guān)。污泥處理處置的需求沒(méi)打開(kāi)，研究工作也沒(méi)有到位。”
國內技術(shù)方向到底該怎樣？
污泥消化工藝在穩定化、減量化、資源能源回收上有優(yōu)勢應用需因地制宜、不斷完善工藝威立雅在香港投資建設的污泥干化焚燒項目曾經(jīng)引起業(yè)內的討論，據悉，在這個(gè)項目中已經(jīng)沒(méi)有了污泥消化的環(huán)節。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(huì )成為國內污泥處理的主流技術(shù)路線(xiàn)嗎？
對此，張辰明確表示，厭氧、好氧等污泥消化工藝在國內會(huì )成為主流技術(shù)路線(xiàn)。“目前，國際上對污泥消化環(huán)節也已經(jīng)越來(lái)越重視。污泥厭氧消化不僅可以實(shí)現污泥的穩定化、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。”
“必須承認，不少厭氧項目在運行中都會(huì )遇到問(wèn)題。但不要有畏難情緒，這是個(gè)積累經(jīng)驗和教訓的過(guò)程。”張辰說(shuō)，隨著(zhù)工程實(shí)踐的增多，發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題也會(huì )使得厭氧消化技術(shù)在國內越來(lái)越成熟。
他舉例說(shuō)，大連夏家河污泥處理設施針對污泥中有機物含量不高，沼氣產(chǎn)生量小、效益低的問(wèn)題，將經(jīng)過(guò)預處理的餐廚垃圾加入，協(xié)同處理，目前運行越來(lái)越穩定、效益也越來(lái)越好。
目前，針對中小城市有機廢棄物處理問(wèn)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(shuō)，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質(zhì)低、含鹽量高等問(wèn)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、運行不穩定等缺點(diǎn)？這些正是陳同斌20年來(lái)的研究重點(diǎn)。不久前，由他牽頭的“污泥好氧生物發(fā)酵處理成套設備研發(fā)與應用”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)應用于十幾個(gè)正常運行的工程項目。“可以說(shuō)，在好氧發(fā)酵領(lǐng)域，國內的智能好氧發(fā)酵技術(shù)現在比國外還先進(jìn)。因為我們克服了傳統堆肥工藝不穩定性、人工操作、工程標準化程度低和臭氣污染等技術(shù)難題，實(shí)現了技術(shù)設備的智能化。”
該用什么樣的心態(tài)對待技術(shù)？
在技術(shù)整體不成熟時(shí)，更要有相對寬容開(kāi)放的心態(tài)不要簡(jiǎn)單肯定或否定某項技術(shù)，要到實(shí)際工程中去檢驗和蜈蚣一起出門(mén)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(gè)有關(guān)耐心的笑話(huà)。但對污泥領(lǐng)域的技術(shù)問(wèn)題，卻不能坐等所有問(wèn)題都解決后再行動(dòng)。
陳同斌說(shuō)，由于中國污泥泥質(zhì)特殊性，城市發(fā)展規模等因素的影響，導致目前國內外確實(shí)還沒(méi)有太多的成熟且廣泛普及的技術(shù)。他認為，這是相關(guān)決策部門(mén)遲遲不能放心在污泥領(lǐng)域加大投資的重要原因，同時(shí)也深刻影響著(zhù)地方政府的工藝技術(shù)選擇。但他同時(shí)表示，在沒(méi)有完美解決方案的情況下，也要先從死胡同里走出來(lái)，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(shuō)，土地利用到底行不行？好氧、厭氧哪個(gè)更實(shí)用？不能靠在會(huì )議室里的爭論，也不能靠歐美國家的結論和數據。我們要有專(zhuān)業(yè)的研究、自己的實(shí)踐，才能回答污泥處理處置這條長(cháng)鏈上的諸多問(wèn)題。“在技術(shù)整體不成熟時(shí)，更要有相對寬容開(kāi)放的心態(tài)。不要簡(jiǎn)單地肯定或否定某項技術(shù)，要到實(shí)際工程中去發(fā)現、去檢驗。”陳同斌說(shuō)。
張辰表示，工程實(shí)踐的意義不僅在于發(fā)現、解決技術(shù)應用中的問(wèn)題，推動(dòng)國內外技術(shù)的成熟應用，而且也是制定完善污泥處理處置行業(yè)相關(guān)政策、標準的重要基礎。“借鑒國外成熟經(jīng)驗、參考本土的工程實(shí)踐，都應成為制定我國污泥污染治理防治政策、技術(shù)導則、標準的重要依據。”
不少業(yè)內人士向記者表示，污泥消化技術(shù)相對復雜，要解決運行中的設備腐蝕，堵塞以及臭氣控制等問(wèn)題，需要精心的設計、建設和運行；同時(shí)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(wèn)題，可開(kāi)發(fā)新型的集中設施；針對易堵塞、泄漏、腐蝕等問(wèn)題，需要開(kāi)發(fā)高效除砂設備、新型污泥過(guò)濾機、新型儲氣設施和新型脫硫系統等；同時(shí)要創(chuàng )新設計，大幅度提升施工和運行管理水平。
污泥之四問(wèn)1、國外技術(shù)適應中國污泥處理處置的需求嗎？
王洪臣:國外技術(shù)沒(méi)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，也是可以調整的，而且也是暫時(shí)的問(wèn)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)污水混合處理導致污泥成分復雜、不確定成分多；雨污分流基礎設施落后，造成污泥中含砂量相對較高、干化后熱值低等特點(diǎn)。因此，不可盲目照搬國外技術(shù)及設備。
@泥神仙:由于目前我國污水處理沒(méi)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及污泥有機質(zhì)含量高的基礎上的，完全照搬當然有一些問(wèn)題。
2、好氧發(fā)酵－土地利用的技術(shù)路線(xiàn)，主要挑戰依舊來(lái)自重金屬超標的風(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(wèn)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(gè)觀(guān)點(diǎn)，建議大家不要再人云亦云，有調查才有發(fā)言權。經(jīng)過(guò)我們對全國144個(gè)城市生活污水處理廠(chǎng)的調查，結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?？傮w來(lái)看，目前我國污泥的重金屬超標比例約5％。
由于工業(yè)污水預處理水平的提高、工業(yè)園區產(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(zhù)下降。對于重金屬不超標的污泥，只要經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理，其土地利用是安全的。
3、國內已建成的厭氧消化設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(shí)力跟不上。但隨著(zhù)這些問(wèn)題的逐步解決，厭氧的“春天”就會(huì )到來(lái)。
@泥神仙:污泥處置只是污水處理的下游工藝，問(wèn)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(méi)有進(jìn)下水道等多方面原因，造成污泥有機質(zhì)含量偏低。有機質(zhì)含量低會(huì )直接影響厭氧、好氧工藝的運行效果，甚至是能否穩定運行的關(guān)鍵因素。直接照搬國外技術(shù)設備，但“原料”有很大區別，所以水土不服。
4、地方在選擇厭氧、好氧工藝時(shí)需要注意哪些問(wèn)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(shí)，將重點(diǎn)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(mén)。
我個(gè)人認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。污泥處理設施的運營(yíng)一定要有到位的投入，過(guò)度強調資源能源回收、經(jīng)濟效益，造成重投入、輕營(yíng)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(gè)污泥處理處置過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節而已。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(diǎn)污泥處置路線(xiàn)污泥填埋:
相較于其他處理處置方式，現在污泥填埋的直接成本具有明顯優(yōu)勢。為減少污泥的簡(jiǎn)單填埋處置，推動(dòng)其他污泥處理處置技術(shù)的應用和發(fā)展，我認為，從行政上應有強制規定，比如效仿德國，明確污泥中有機質(zhì)含量高于一定限值就不允許填埋。從經(jīng)濟上，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，污泥焚燒的比例確實(shí)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，污泥焚燒設施在一定階段內還會(huì )持續上一些項目。但需要明確的是，先污染后治理的階段我們可能無(wú)法避免，但必須縮短時(shí)間和減少影響。污泥焚燒設施可以上，但一定要加強煙氣同步治理。
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(wèn)題的一個(gè)應急措施，因為這樣的處置方式對煙氣治理的要求不高。在電廠(chǎng)、水泥廠(chǎng)摻燒污泥，煙氣處理很重要。在焚燒處理污泥的同時(shí)，要充分考慮煙氣的達標處理，而且煙氣排放標準會(huì )越來(lái)越嚴格。我們曾經(jīng)做過(guò)測算，污泥焚燒如要同步治理煙氣，成本要增加1/3以上?，F在污泥摻燒為什么便宜，很大一部分原因可能是因為“節省”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(yíng)養的物質(zhì)也很多，是營(yíng)養土地的有效成分。但污泥的土地利用要在嚴格監管的基礎上進(jìn)行。在這方面，我的信心不是很足。
根據現行的政策，污泥處理達標后可以園林綠化用，但目前沒(méi)有保障措施保證它不流向農田。很多農業(yè)專(zhuān)家更擔心的是，在目前農產(chǎn)品監管和農田土壤污染的嚴峻現實(shí)下，如果再讓處理不達標的污泥流入農田，屬于雪上加霜。
但未來(lái)，我相信隨著(zhù)政策、監管、意識等大環(huán)境的改善，對污泥的土地利用會(huì )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(wú)氧條件下，由兼性菌和厭氧細菌將污泥中可生物降解的有機物分解成二氧化碳、甲烷和水等，是污泥減量化、穩定化的常用手段之一。
德國每年產(chǎn)生的污泥(干重)220萬(wàn)噸，大于5000噸的污水廠(chǎng)均有厭氧消化處理。英國和法國60％污水廠(chǎng)有厭氧穩定處理。
污泥厭氧消化工藝目前在我國應用少，投資相對高，設備主要進(jìn)口，且已建成的設施中運轉、運轉良好的項目非常少?？傮w來(lái)說(shuō)，由于受到管理要素、政策、設備投資等方面的限制，未得到廣泛應用。
污泥好氧堆肥是國際、國內應用較多的工藝，具有污泥穩定、殺滅病原菌、寄生蟲(chóng)卵，污泥含水率低等特性，運轉管理簡(jiǎn)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有:我國已建的污水廠(chǎng)多數都采用低負荷的處理工藝，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制。
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