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(cuò)，但更準(zhǔn)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(rèn)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(fù)雜，其中含有大量的氮、磷、鉀等多種營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)可利用成分，也可能含有有毒、有害(二英)、難降解的有機(jī)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(duì)環(huán)境造成新的二次污染。
20世紀(jì)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(guó)城市化進(jìn)程加快、城市人口急劇增加、國(guó)家對(duì)環(huán)保事業(yè)投入不斷增長(zhǎng)的推動(dòng)下，我國(guó)污水處理廠數(shù)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(zhǎng)。據(jù)中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院測(cè)算，到2010年，我國(guó)各城市污水處理廠產(chǎn)生的濕污泥將達(dá)3000多萬(wàn)噸，占我國(guó)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(tǒng)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(guó)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(tǒng)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(dāng)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(guó)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(guó)1992年填埋處理約占40％，2005年已減至17％，而且規(guī)定所填埋的物質(zhì)僅限于有機(jī)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(kuò)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(guó)1998年已禁止向海洋傾倒污泥，歐盟也規(guī)定從1999年開(kāi)始禁止利用海洋處置污泥。
顯然，傳統(tǒng)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(zhuǎn)窯破解難題
2009年10月28日，由金隅集團(tuán)自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)第一條利用水泥窯余熱干化處置城市生活污泥示范項(xiàng)目竣工投產(chǎn)儀式在北京舉行，標(biāo)志著我國(guó)第一條城市污泥無(wú)害化處置線的正式投產(chǎn)。
據(jù)金隅旗下新北水水泥有限責(zé)任公司總經(jīng)理付秋濤介紹，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路是利用水泥生產(chǎn)產(chǎn)生的余熱將有機(jī)污泥經(jīng)過(guò)干燥后作為燃料進(jìn)行焚燒，焚燒殘?jiān)娲ね磷鳛楣栀|(zhì)、鋁質(zhì)原料，使廢物變成資源。
水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度為1450～1700℃，氣體最高溫度可以達(dá)到1800℃以上，在如此高溫下廢棄物中主要有機(jī)物的有害成分焚毀率可達(dá)99.999％以上，即使很穩(wěn)定的有機(jī)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(kuò)散之害；焚燒污泥的殘?jiān)廴胨嗍炝希罱K進(jìn)入水泥成品，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
據(jù)了解，該項(xiàng)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(tuán)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(dá)87萬(wàn)噸。此城市污泥處置項(xiàng)目的成功運(yùn)行無(wú)疑為城市市政污泥無(wú)害化、減量化、資源化、穩(wěn)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(guó)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(guó)弗朗恩霍夫應(yīng)用技術(shù)研究院研究員張浩表示：“目前中國(guó)污泥無(wú)害化處理率非常低，無(wú)害化處置設(shè)施還不到1/4。 由于費(fèi)用昂貴，即使在相對(duì)發(fā)達(dá)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(dá)國(guó)家處理污泥最常用的途徑。因此，污泥發(fā)電對(duì)國(guó)內(nèi)一些污水處理廠來(lái)說(shuō)，是一項(xiàng)不錯(cuò)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?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)燃燒做功，把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，最終產(chǎn)生電能和熱能。這種方法無(wú)須對(duì)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(jī)肥；產(chǎn)生的沼氣回收到沼氣罐內(nèi)，隨時(shí)可用于發(fā)電，供污水處理廠循環(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(qū)域供熱，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。
更重要的是，根據(jù)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(guó)前列。早在2007年6月，南京協(xié)鑫生活污泥發(fā)電廠就和南京市市政部門(mén)達(dá)成協(xié)議，處理江心洲污水處理廠日產(chǎn)的140噸污泥。該污泥發(fā)電廠總投資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(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大的污泥發(fā)電項(xiàng)目。
據(jù)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(guó)家鼓勵(lì)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)，同樣滿足一個(gè)熱用戶的需求，小鍋爐如果一天要用10噸煤的話，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?jiān)俜种倏梢杂米魉嗌a(chǎn)的原料。
美國(guó)商務(wù)部部長(zhǎng)助理伯海吉安在參觀南京協(xié)鑫污泥摻燒現(xiàn)場(chǎng)后曾表示：“污泥焚燒發(fā)電體現(xiàn)了節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的循環(huán)經(jīng)濟(jì)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(cuò)的效果，那就是污泥化肥。
在國(guó)外，污泥作為肥源農(nóng)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(jì)90年代末已建35座。美國(guó)的污泥農(nóng)地利用量占污泥產(chǎn)出總量的33％，葡萄牙高達(dá)80％，德國(guó)為25％，英國(guó)為51％。目前，許多國(guó)家和地區(qū)都將污泥農(nóng)用作為污泥資源化利用的主要方向。
在我國(guó)，海南海口市在污泥農(nóng)用領(lǐng)域已率先取得突破。據(jù)了解，海口市城市生活污水經(jīng)白沙門(mén)污水處理廠處理后，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(yùn)輸費(fèi)和填埋費(fèi)約需80元，還需要占用大量土地。
2002年，經(jīng)海口市政府的協(xié)調(diào)，海南農(nóng)豐寶肥料有限公司與白沙門(mén)污水處理廠簽訂合同，以每噸15元的價(jià)格包購(gòu)污水處理廠的全部污泥，對(duì)城市污泥進(jìn)行無(wú)害化處理，并以此為原料生產(chǎn)肥料，使海口成為我國(guó)第一個(gè)完全解決污水處理廠污泥二次污染問(wèn)題和城市污泥再利用問(wèn)題的城市。
據(jù)了解，海南農(nóng)豐寶肥料有限公司采用專(zhuān)利技術(shù)，對(duì)污泥進(jìn)行微生物無(wú)害化處理，殺滅污泥中的線蟲(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(dá)20多個(gè)品種的有機(jī)肥、復(fù)合肥和微生物肥，產(chǎn)品經(jīng)海口市有關(guān)部門(mén)環(huán)保和質(zhì)量檢測(cè)合格后投放市場(chǎng)，受到農(nóng)民歡迎，被廣泛使用到海南的橡膠、反季節(jié)瓜菜、熱帶水果的種植中。
這一污泥治理利用方式的運(yùn)用，每年為海口市政府節(jié)省近300萬(wàn)元的污泥處理費(fèi)用和4320萬(wàn)元的填埋土地費(fèi)用。農(nóng)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(jī)肥，應(yīng)用面積已達(dá)14000公頃，平均每公頃新增產(chǎn)值3600元，經(jīng)濟(jì)效益達(dá)50400萬(wàn)元。
前行之路
盡管與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)在城市污泥處理上已經(jīng)有了不小的進(jìn)步。而國(guó)家的政策支持力度也在不斷加大。
2009年2月18日，國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)境保護(hù)部及科學(xué)技術(shù)部發(fā)布并實(shí)施了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策（試行）》。這項(xiàng)政策明確了地方人民政府是污泥處理處置設(shè)施規(guī)劃和建設(shè)的責(zé)任主體，強(qiáng)調(diào)了建設(shè)規(guī)劃先行，污泥處理設(shè)施必須與污水處理設(shè)施同時(shí)投入運(yùn)行，還強(qiáng)化了監(jiān)督管理，要求地方各主管部門(mén)各司其職，污水處理廠要報(bào)告污泥去向及用途。同時(shí)，也統(tǒng)一了技術(shù)路線，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(jí)政府應(yīng)進(jìn)一步提高污水處理費(fèi)的征收水平，污水處理費(fèi)應(yīng)包括污泥處理處置運(yùn)營(yíng)成本，并可通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼等途徑落實(shí)污泥處理處置費(fèi)用，確保污泥處理處置設(shè)施正常穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。同時(shí)也要求各級(jí)政府應(yīng)加大對(duì)污泥處理處置設(shè)施建設(shè)的資金投入，對(duì)于列入國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的污泥處理處置技術(shù)和設(shè)備，按規(guī)定給予財(cái)政和稅收優(yōu)惠；鼓勵(lì)通過(guò)特許經(jīng)營(yíng)方式引導(dǎo)社會(huì)資金參與污泥處理處置，建立多元化投資和運(yùn)營(yíng)機(jī)制。
另?yè)?jù)了解，目前國(guó)內(nèi)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(jì)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(xiàn)變廢為寶，走上循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路。
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