9月9日，北控水務集團產(chǎn)品中心副總工程師吳云生先生在北控水務杯“互聯(lián)網(wǎng)+”生態(tài)環(huán)境大賽“產(chǎn)業(yè)前沿”系列講座（第十三講）中做了題為“城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術分析及創(chuàng)新需求”的分享，梳理了近十年來國內(nèi)污泥處理處置的行業(yè)政策，就目前城鎮(zhèn)污水處理廠污泥國內(nèi)外處置現(xiàn)狀，對主流技術路線進行分析，并闡述了痛點需求，同時對污泥技術路線選擇提出了創(chuàng)新的、可實施的路徑式方法。

 

政策解讀

 

污泥作為污水處理的最后一公里，必然會成為污水提質(zhì)增效“補短板，強弱項”的重要內(nèi)容，國家已經(jīng)從“重水輕泥”向“泥水并重”轉(zhuǎn)變。

 

1 近十年政策趨勢

 

▼技術側(cè)

 

1、一直強調(diào)資源化但無法有效落地，污泥脫水填埋的處置方式仍然占據(jù)主導地位；
2、政策更加趨向于采用“生物質(zhì)利用+干化焚燒”的技術趨勢，首先最大程度減量化，然后在此基礎上盡量實現(xiàn)資源能源化。

 

▼資金側(cè)

 

1、涉及收費側(cè)要求的用詞逐步強硬，從不低于→補償→應當補償→覆蓋；
2、2020年提出將污泥規(guī)劃納入污水規(guī)劃中統(tǒng)籌考慮；
3、國家對污泥處理處置設施建設資金支持力度逐步加大，污泥處理處置成本回路逐步明確，成本收費覆蓋度逐步提高。

《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案(2019-2021年)》提出：由于管網(wǎng)維護不到位問題，導致污水廠進水濃度低，污泥資源化處置方向(例如厭氧消化)受到一定阻礙(污泥含沙量問題亦有影響，但有機物濃度低影響較大)，因此污水提質(zhì)增效看似是管網(wǎng)問題，實則牽涉了通溝污泥、河道底泥以及市政污水污泥的系統(tǒng)性治理。

 

《城鎮(zhèn)生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》(發(fā)改環(huán)資〔2020〕1234號)提出：在減量化的基礎上，因地制宜地選擇適宜的處置技術路線。目前，我國污泥實現(xiàn)無害化處理處置的關鍵之一是要系統(tǒng)化解決污泥出路問題，使污泥處理處置成為城市廢物生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈中的一環(huán)，形成可持續(xù)的污泥利用和消納模式。《實施方案》鼓勵土地資源緊缺的大中型城市采用“生物質(zhì)利用+焚燒”的處置模式?！吧镔|(zhì)利用”可采用以污泥為主體的城市有機固體廢物聯(lián)合厭氧消化(好氧發(fā)酵)技術，厭氧消化產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電和產(chǎn)熱，符合能源化發(fā)展方向；“焚燒”是解決污泥問題的關鍵工藝路線，當前污泥大量積存、消納出路受限，一些有條件的城市可利用窯爐協(xié)同焚燒，大中城市可采用單獨焚燒，其焚燒灰可作為建筑材料或用于磷回收，符合資源化方向。

 

2 未來五年政策趨勢

 

2021年6月，國家發(fā)改委發(fā)布了《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》，據(jù)有關機構估算，“十三五”期間，我國新增污水處理及相關投資額近6000億元，其中，新增或改造污泥無害化處理處置設施的投資不足300億元，占比僅為5%。

 

相比“十三五”期間提出的污泥穩(wěn)定化和無害化主要目標，《規(guī)劃》更重視污泥資源化利用，“鼓勵污泥能量資源回收利用”，響應了國家碳減排的戰(zhàn)略目標?！兑?guī)劃》明確污泥無害化處置率達到90%，實施范圍由《“十三五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設施建設規(guī)劃》的地級及以上城市拓寬到所有城市，并要求2035年全面實現(xiàn)污泥無害化資源化處置。

污泥處理處置現(xiàn)狀

 

污水處理量：截至2019年底，全國城市和縣城污水處理廠共4140座，污水實際處理總量達到1.7億m3/d，污泥產(chǎn)量約6000萬噸/年（80%含水率）。

污泥來源及組成：污泥物質(zhì)組成非常復雜，既含有c、n、p等資源性物質(zhì)，也含有重金屬、難降解有機物、持久性有機物、微塑料等污染性物質(zhì)。

污泥處理處置原則：“安全環(huán)保、循環(huán)利用、節(jié)能降耗、因地制宜、穩(wěn)妥可靠”，最終實現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化。

1 以土地利用為處置方式

優(yōu)勢

 

1、消化污泥殺死部分病原菌和寄生蟲卵，污泥得到穩(wěn)定化，不易腐臭，降低了土地利用時溫室氣體逸出風險；
2、厭氧消化的污泥減量、能源回收和提高脫水性能的作用；
3、腐熟污泥改善土壤肥力和結(jié)構；
4、投資相對較低，二次污染較小。

 

▼風險

 

1、有機物降解率低、進泥有機質(zhì)低導致能量不平衡、重金屬、生物毒性物質(zhì)；
2、 投入產(chǎn)出比問題；
3、運行穩(wěn)定性問題；
4、污泥最終出路，政府頂層規(guī)劃以及協(xié)調(diào)能力。

 

2 以土地利用為處置方式

優(yōu)勢

 

1、工藝流程成熟、簡單；
2、好氧發(fā)酵工藝項目投資，相比其他如干化工藝、焚燒工藝等具有一定優(yōu)勢。

 

▼風險

 

1、設備穩(wěn)定運行問題，運行成本因輔料問題偏高；
2、占地面積大；
3、鄰避效應；
4、污泥最終出路受限，政府頂層規(guī)劃及協(xié)調(diào)能力較弱；
5、重金屬、生物毒性物質(zhì)環(huán)境風險。

 

3 以焚燒（熱解）和灰渣利用為處置方式

 

脫水+熱干化+焚燒（熱解）+灰渣建材利用

 

▼優(yōu)勢

 

1、大大地減少了污泥的體積和重量，非常適用于人口稠密的城市；
2、可以殺死一切病原體，處理后的灰渣還可進行建材綜合利用；
3、污泥處理速度快，不需要長期儲存;
4、焚燒產(chǎn)生廢熱可用于污泥熱干化。

 

▼風險

 

1、焚燒系統(tǒng)復雜，建設投資高；
2、系統(tǒng)的運行和維護要求較高，運行的成本高；
3、煙氣含有機物、重金屬、酸性氣體及氮氧化物等，需要完善尾氣處理設施；
4、焚燒廠的建造有鄰避效應。

 

4 以填埋為處置方式

 

深度脫水+填埋

 

▼優(yōu)勢

 

1、通過加入石灰，將污泥的ph值提高到12或更高，使生產(chǎn)臭氣的微生物活動受到強烈的抑制；
2、高ph值可以將致病菌的細胞壁瓦解，其反應過程中產(chǎn)生的高溫還可以殺死其它一些較大的生物體，起到殺菌消毒的作用；
3、 投資、運行成本低，系統(tǒng)較簡單。

 

▼風險

 

1、添加藥劑形成固含量增量，減量化不徹底，仍有大量深度脫水后污泥待處置；
2、污泥后續(xù)處理以填埋為主，若添加石灰對后續(xù)處置存在影響；
3、用于填埋的場地逐漸受到限制。

 

系統(tǒng)解決方案

 

污泥處置涉及污泥的最終去向和出路，是目前污泥行業(yè)的瓶頸所在，“出路決定思路，思路滿足出路”。

 

●政府主管部門對于污泥處理處置怎么搞經(jīng)驗較少，因此政府部門更傾向于我們提供一攬子解決方案；

 

●解決方案的核心就是有長期穩(wěn)定、合法合規(guī)的處置思路，政府不再承擔污泥最終處置的“無限責任”，從近期的工程項目來看，基本上朝著這一方向發(fā)展；

 

●北控水務污泥業(yè)務發(fā)展的方向也是應該以此為中心開展業(yè)務拓展，先解決污泥最終處置的去向和接納能力，然后根據(jù)污泥產(chǎn)量、當?shù)氐沫h(huán)境容量、經(jīng)濟發(fā)展水平、技術成熟度、社會影響確定合適的處理工藝。

污泥處理處置發(fā)展方向及痛點

 

核心問題歸類：
1 工藝穩(wěn)定運行及設備質(zhì)量問題：經(jīng)驗不足
2 建造及運行成本問題：投資不夠
3 末端出路問題：政策不通
4 環(huán)境影響及鄰避效應問題：環(huán)境不佳

 

痛點及發(fā)展方向 — 污泥源頭減量

 

探索技術方向：
1、曝氣沉砂池改進，提升除砂效率（重點100um-200um去除）；
2、生化池污泥微生物原位減量（胞外酶水解？能量解偶聯(lián)？）技術、污泥發(fā)酵減量技術、化學（臭氧？）減量技術；
3、二沉池高污泥濃度下穩(wěn)定運行技術、高效絮凝劑研發(fā)。

 

痛點及發(fā)展方向 — 預處理及深度脫水減量

 

探索技術方向：

 

1、高效濃縮池及濃縮機技術；
2、高壓帶機、高壓板框等新型脫水設備技術；
3、新型藥劑研發(fā)，減少混凝劑及石灰投加；
4、污泥eps破除技術；
5、新型高效污泥干化技術，如高壓帶機、低溫干化及其組合工藝；
6、高效污泥堆肥及堆肥臭氣綜合解決方案。

 

痛點及發(fā)展方向 — 熱法處理終極減量

 

污泥碳化

 

北控水務集團開始做污泥碳化的時間比較早，目前即墨項目設計規(guī)模300噸/日，是目前國內(nèi)設計規(guī)模最大、穩(wěn)定運行時間最長、處理成本最低的碳化項目。但這個工藝在國內(nèi)發(fā)展時間并不長，希望大家可以從設備的成熟度、運行的穩(wěn)定性、運營成本和設備國產(chǎn)化上進行深入的研究。

 

污泥焚燒

 

熱干化+鼓泡流化床作為主流路線和設備已基本定型，技術趨于成熟且國內(nèi)市場已初具規(guī)模，但存在投資和運行成本過高的問題。發(fā)改委的文件顯示出污泥焚燒會成為未來幾年的主要的處理工藝之一，在經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)一定會作為主流的技術路線，如果能夠開發(fā)出低成本、穩(wěn)定運行、低投資的污泥焚燒技術，在未來一定會有非常大的市場。

 

痛點及發(fā)展方向 — 協(xié)同處置

 

協(xié)同處置的方式在國外并不常用，因為被普遍認為會對原有的工藝造成影響。污泥獨立焚燒、獨立碳化的成本較高，相比較下，協(xié)同處置的方式成本較低，如果可以在協(xié)同焚燒上解決一些關鍵性的問題，也不失為目前處理污泥的中重要方法之一。

 

結(jié) 語

 

▼技術層面

 

1、目前污泥處理工藝種類多，雖然主流工藝基本確定，但技術提供商魚龍混雜，工藝運行穩(wěn)定性差，設備可靠性差，運行成本偏高的問題突出。
2、污泥源頭減量化、穩(wěn)定化、污染物資源化是未來技術發(fā)展的方向，進行一定的技術布局。

 

▼資金層面

 

污泥處理費納入污水費用的城市比例較低，項目運作模式不成熟，日后可能出現(xiàn)從國家資源綜合利用和可持續(xù)發(fā)展的角度對采用資源化、能源化的技術及企業(yè)進行政策性補貼。

 

▼政策層面

 

目前污泥項目存在土地利用無處可去，應急填埋無地可用，干化焚燒無地可建問題。污泥問題涉及管理部門多，住建部、環(huán)保部、農(nóng)業(yè)部等部門之間存在壁壘，導致污泥土地利用受限，政府部門對污泥頂層規(guī)劃重視程度不夠。但重水輕泥現(xiàn)象在逐步得到改善，隨著全面推進生態(tài)文明和“碳中和”計劃，相信未來行業(yè)壁壘會進一步降低。

 

來源：北極星水處理網(wǎng)