文/本刊記者 魏 然
城市污泥是一個(gè)什么樣的概念？
你也許會(huì )說(shuō)，不就是城市里工業(yè)和生活污水處理時(shí)產(chǎn)生的淤泥么？說(shuō)得沒(méi)錯，但更準確的定義是進(jìn)行廢水處理過(guò)程中分離出來(lái)的固體。
在我們過(guò)去的認知里，這些污泥實(shí)在是讓人頭痛的廢物之一。它的成分及來(lái)源均比較復雜，其中含有大量的氮、磷、鉀等多種營(yíng)養元素和有機質(zhì)可利用成分，也可能含有有毒、有害(二英)、難降解的有機物(多氯聯(lián)苯等)、重金屬(銅、鉻、砷、汞、鎘等)、病原菌及寄生蟲(chóng)(卵)等物質(zhì)。因此，大量未經(jīng)處理的污泥任意堆放和排放，會(huì )對環(huán)境造成新的二次污染。
20世紀70年代以后，城市污泥產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題日益突出。在我國城市化進(jìn)程加快、城市人口急劇增加、國家對環(huán)保事業(yè)投入不斷增長(cháng)的推動(dòng)下，我國污水處理廠(chǎng)數量連年增加，污水處理能力不斷提高，由此產(chǎn)生的污泥也將保持較大幅度的增長(cháng)。據中國環(huán)境科學(xué)研究院測算，到2010年，我國各城市污水處理廠(chǎng)產(chǎn)生的濕污泥將達3000多萬(wàn)噸，占我國年總固體廢棄物排放量的5％以上。
在全球資源緊張的大背景下，改變傳統的污泥處理和利用方式，減少污泥的二次污染，發(fā)展污泥資源化利用技術(shù)，已成為中國乃至全世界環(huán)保界廣泛關(guān)注的課題之一。
變廢為寶有沒(méi)有可能？
傳統方法
實(shí)際上，人們嘗試過(guò)許多方法來(lái)處置污泥。最常用的是土地填埋、焚燒處理、水體消納等，但這些方法自身也存在一定的污染或者說(shuō)缺陷。
土地填埋，填埋坑中的滲出液和氣體會(huì )破壞環(huán)境，污染空氣與水源。滲出液中有害物質(zhì)進(jìn)入地下水層會(huì )污染地下水環(huán)境；填埋場(chǎng)產(chǎn)生的氣體甲烷，不采取適當措施會(huì )引起爆炸；另外，適合污泥填埋的場(chǎng)所也因城市污泥大量的產(chǎn)出而越來(lái)越有限，美國近幾十年來(lái)已經(jīng)關(guān)閉了大量的填埋場(chǎng)，而歐盟各國1992年填埋處理約占40％，2005年已減至17％，而且規定所填埋的物質(zhì)僅限于有機物質(zhì)含量<50g／kg。
焚燒處理污泥一般要求其熱值在1000kJ／kg以上。焚燒時(shí)產(chǎn)生的二惡英等氣體造成大氣污染，污泥中重金屬也隨煙塵擴散。另外，焚燒成本是其他處理工藝的2～4倍。
水體消納實(shí)際上并未從根本上解決環(huán)境問(wèn)題，造成了海洋污染。美國1998年已禁止向海洋傾倒污泥，歐盟也規定從1999年開(kāi)始禁止利用海洋處置污泥。
顯然，傳統處置方法的各種弊端促使人們不得不去尋找新的解決方法。
水泥回轉窯破解難題
2009年10月28日，由金隅集團自主研發(fā)的國內第一條利用水泥窯余熱干化處置城市生活污泥示范項目竣工投產(chǎn)儀式在北京舉行，標志著(zhù)我國第一條城市污泥無(wú)害化處置線(xiàn)的正式投產(chǎn)。
據金隅旗下新北水水泥有限責任公司總經(jīng)理付秋濤介紹，項目的設計思路是利用水泥生產(chǎn)產(chǎn)生的余熱將有機污泥經(jīng)過(guò)干燥后作為燃料進(jìn)行焚燒，焚燒殘渣替代黏土作為硅質(zhì)、鋁質(zhì)原料，使廢物變成資源。
水泥回轉窯內溫度為1450～1700℃，氣體最高溫度可以達到1800℃以上，在如此高溫下廢棄物中主要有機物的有害成分焚毀率可達99.999％以上，即使很穩定的有機物也能被完全分解；同時(shí)，能將有害廢料中可能存在的重金屬固定在熟料中，避免了再次擴散之害；焚燒污泥的殘渣熔入水泥熟料，最終進(jìn)入水泥成品，不會(huì )對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
據了解，該項目建成后每天可處置生活污泥700噸，每年大約可為北京市處置污水處理廠(chǎng)的污泥22萬(wàn)噸，占北京市生活污泥產(chǎn)生總量的1/4。目前金隅集團在北京還有五條新型干法水泥窯，具備日處理1000～1500噸污泥的能力。
2008年北京市污水處理后產(chǎn)生的污泥達87萬(wàn)噸。此城市污泥處置項目的成功運行無(wú)疑為城市市政污泥無(wú)害化、減量化、資源化、穩定化處置提供了一個(gè)安全的模式，更為解決北京乃至全國的污泥處置問(wèn)題提供了一條新的途徑。
污泥發(fā)電前景廣闊
2008年5月11日，德中環(huán)保論壇開(kāi)幕，環(huán)保問(wèn)題專(zhuān)家、德國弗朗恩霍夫應用技術(shù)研究院研究員張浩表示：“目前中國污泥無(wú)害化處理率非常低，無(wú)害化處置設施還不到1/4。 由于費用昂貴，即使在相對發(fā)達的城市，污泥處理率也僅為20%～25%，污泥隱患日益凸顯。另一方面，沼氣發(fā)電是目前發(fā)達國家處理污泥最常用的途徑。因此，污泥發(fā)電對國內一些污水處理廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，是一項不錯的選擇。”
污泥發(fā)電的主要方法是通過(guò)污泥厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣，然后沼氣在燃氣內燃機的氣缸內燃燒做功，把化學(xué)能轉換成機械能，最終產(chǎn)生電能和熱能。這種方法無(wú)須對污泥進(jìn)行脫水處理，經(jīng)厭氧罐發(fā)酵后，能消化75％～80％的污泥，剩余20％～25％的沼渣經(jīng)脫水無(wú)害化處理后，還可制成有機肥；產(chǎn)生的沼氣回收到沼氣罐內，隨時(shí)可用于發(fā)電，供污水處理廠(chǎng)循環(huán)自用；發(fā)電產(chǎn)生的余熱一部分用來(lái)加溫發(fā)酵池，剩下部分用于區域供熱，實(shí)現熱電聯(lián)產(chǎn)。
更重要的是，根據政策，企業(yè)使用可再生能源發(fā)電可享受高于煤電0.25元／千瓦時(shí)的電價(jià)，并免征所得稅和增值稅。
江蘇南京市在污泥發(fā)電上走在了全國前列。早在2007年6月，南京協(xié)鑫生活污泥發(fā)電廠(chǎng)就和南京市市政部門(mén)達成協(xié)議，處理江心洲污水處理廠(chǎng)日產(chǎn)的140噸污泥。該污泥發(fā)電廠(chǎng)總投資8050萬(wàn)元，具備日處理污泥400噸、最大處理600噸的摻燒能力，是當時(shí)國內最大的污泥發(fā)電項目。
據了解，南京協(xié)鑫是熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，發(fā)電過(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生蒸汽，這是國家鼓勵的電力生產(chǎn)方式。拿供熱來(lái)說(shuō)，集中供熱鍋爐效率在90%左右，小鍋爐效率只有60%左右。打個(gè)比方說(shuō)，同樣滿(mǎn)足一個(gè)熱用戶(hù)的需求，小鍋爐如果一天要用10噸煤的話(huà)，集中供熱鍋爐只要6～7噸。
另外，用其他無(wú)害化方式處理生活污泥，成本大概在400元/噸，而污泥摻燒發(fā)電的成本只有110多元/噸，且燒完后的污泥殘渣百分之百可以用作水泥生產(chǎn)的原料。
美國商務(wù)部部長(cháng)助理伯海吉安在參觀(guān)南京協(xié)鑫污泥摻燒現場(chǎng)后曾表示：“污泥焚燒發(fā)電體現了節約能源、保護環(huán)境的循環(huán)經(jīng)濟模式，具有明顯的環(huán)境效益。”
化泥為肥
還有一種處理污泥的方法也取得了不錯的效果，那就是污泥化肥。
在國外，污泥作為肥源農用已有多年的歷史。日本在1954年就建成第一座污泥堆肥中心，到上世紀90年代末已建35座。美國的污泥農地利用量占污泥產(chǎn)出總量的33％，葡萄牙高達80％，德國為25％，英國為51％。目前，許多國家和地區都將污泥農用作為污泥資源化利用的主要方向。
在我國，海南?？谑性谖勰噢r用領(lǐng)域已率先取得突破。據了解，?？谑谐鞘猩钗鬯?jīng)白沙門(mén)污水處理廠(chǎng)處理后，每年生成約4萬(wàn)噸污泥，原先用填埋法處理污泥，每噸污泥的運輸費和填埋費約需80元，還需要占用大量土地。
2002年，經(jīng)?？谑姓膮f(xié)調，海南農豐寶肥料有限公司與白沙門(mén)污水處理廠(chǎng)簽訂合同，以每噸15元的價(jià)格包購污水處理廠(chǎng)的全部污泥，對城市污泥進(jìn)行無(wú)害化處理，并以此為原料生產(chǎn)肥料，使?？诔蔀槲覈谝粋€(gè)完全解決污水處理廠(chǎng)污泥二次污染問(wèn)題和城市污泥再利用問(wèn)題的城市。
據了解，海南農豐寶肥料有限公司采用專(zhuān)利技術(shù)，對污泥進(jìn)行微生物無(wú)害化處理，殺滅污泥中的線(xiàn)蟲(chóng)、大腸桿菌等有害生物，降低重金屬含量，然后以污泥作為基肥，迄今為止已開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出多達20多個(gè)品種的有機肥、復合肥和微生物肥，產(chǎn)品經(jīng)?？谑杏嘘P(guān)部門(mén)環(huán)保和質(zhì)量檢測合格后投放市場(chǎng)，受到農民歡迎，被廣泛使用到海南的橡膠、反季節瓜菜、熱帶水果的種植中。
這一污泥治理利用方式的運用，每年為?？谑姓澥〗?00萬(wàn)元的污泥處理費用和4320萬(wàn)元的填埋土地費用。農豐寶公司近三年來(lái)在海南積極推廣利用城市污泥生產(chǎn)的生物有機肥，應用面積已達14000公頃，平均每公頃新增產(chǎn)值3600元，經(jīng)濟效益達50400萬(wàn)元。
前行之路
盡管與歐美等發(fā)達國家還存在一定差距，但上述一系列事實(shí)無(wú)一不表明這幾年我國在城市污泥處理上已經(jīng)有了不小的進(jìn)步。而國家的政策支持力度也在不斷加大。
2009年2月18日，國家住房和城鄉建設部、環(huán)境保護部及科學(xué)技術(shù)部發(fā)布并實(shí)施了《城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策（試行）》。這項政策明確了地方人民政府是污泥處理處置設施規劃和建設的責任主體，強調了建設規劃先行，污泥處理設施必須與污水處理設施同時(shí)投入運行，還強化了監督管理，要求地方各主管部門(mén)各司其職，污水處理廠(chǎng)要報告污泥去向及用途。同時(shí)，也統一了技術(shù)路線(xiàn)，要因地制宜確定污泥處置的方式。
最重要的是保障了資金來(lái)源，政策明確要求，各級政府應進(jìn)一步提高污水處理費的征收水平，污水處理費應包括污泥處理處置運營(yíng)成本，并可通過(guò)財政補貼等途徑落實(shí)污泥處理處置費用，確保污泥處理處置設施正常穩定運營(yíng)。同時(shí)也要求各級政府應加大對污泥處理處置設施建設的資金投入，對于列入國家鼓勵發(fā)展的污泥處理處置技術(shù)和設備，按規定給予財政和稅收優(yōu)惠；鼓勵通過(guò)特許經(jīng)營(yíng)方式引導社會(huì )資金參與污泥處理處置，建立多元化投資和運營(yíng)機制。
另?yè)私?，目前國內還有許多科研人員也都積極地在污泥處理領(lǐng)域不斷鉆研、不斷創(chuàng )新，尋求治理污泥更有效、更經(jīng)濟的技術(shù)與方法。
事實(shí)證明，城市污泥處理完全可以實(shí)現變廢為寶，走上循環(huán)經(jīng)濟之路。
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