專家評點污泥處理處置技術

時間：2010-05-12 08:41

來源：中國水網

作者：劉永麗

　　城市污水處理廠的大規模建設浪潮行將結束，污泥處理處置才剛起步，其發展前景是業界所公認的。對污泥的處理技術必須予以充分的重視，因為，能否解決好污泥問題是污水凈化成功與否的決定性因素之一；甚至可以說在今后我國城市污水工藝方面的技術進步，在很大程度上取決于污泥處理和利用技術的進步。為了解決這一問題有必要加強污泥處理與利用的研究。而在污泥處理技術的選擇上，引發了不少討論與爭議。

　　在近期一些學術活動場合，中國水網記者采訪了中國科學院地理科學與資源研究所環境修復中心主任研究員陳同斌、中國人民大學環境學院副院長王洪臣教授，查閱了清華大學環境科學與工程系王凱軍教授的論文觀點，他們對各種污泥處理處置技術進行了評點。

　　關于厭氧處理

　　王洪臣教授建議厭氧消化 + 土地利用（農用為主）的技術路線應成為國家污泥處理處置的主要技術路線。他表示，全國3000萬噸污泥如采用厭氧消化 + 土地利用（農用為主）的技術路線進行處理處置，將動態增加3%-10%的營養質循環量；將產生25億立方米甲烷氣清潔能源，可發電40億度；與其他路線比較，可直接減少碳排放1500萬噸，間接400萬噸。而且，在美國、歐洲等國家，污泥厭氧消化處理的比例都超過了50%。

　　陳同斌則認為，國內很多污水處理廠都設置了污泥厭氧消化處理設施，但是目前仍在正常運行的只有5個。為什么呢？污泥厭氧消化從理論上說是很好的處理技術，但目前還存在一些問題尚待解決。

　　一是污泥厭氧消化技術處理污泥的投資較大，我國污泥消化處理的相關工程經驗也不多，大型的污泥消化設備大都是從國外進口的，基礎投資和運行成本較高。

　　二是污泥厭氧消化處理除需要投資大量資金建設消化裝置之外，還需投入大量資金建設配套處理設施，污泥經厭氧消化后只能減量1/3到1/2左右的質量。從污泥處置的整個產業鏈角度來看，厭氧消化還沒有達到最終處置的目的，還會留下大量剩余污泥(殘渣)還需要通過其他技術進行處理。產生的消化液COD濃度相當高，還需建立配套的污水處理設施或返回到污水處理廠處理。這都需要大量的額外投資和運行成本。因此，建設消化處理工程不能僅僅考慮消化裝置的投資和運行成本，還要考慮其他配套條件的投資和運行成本。

　　三是我國污泥的含砂量較高，有機質含量比歐美國家低，污泥的可生化性差，消化設備運行的穩定性、沼氣產率等指標普遍都達不到國外的標準。所以在國外普遍使用的消化技術，在我國運行效果并不理想，因此也很難推廣和普及。

　　四是污泥厭氧消化會產生大量的甲烷等易燃氣體，對消防安全等級要求和管理要求比較高，在廠區內連帶鐵釘的鞋子都不能穿。此外，厭氧消化設施的占地面積看起來比好氧發酵小很多，但是污泥厭氧消化設施周邊還需要設置幾百米的防護距離，實際上工程的總占地面積也并不少。

　　關于厭氧處理問題，王洪臣和陳同斌各有犀利的見解，清華大學環境科學與工程系王凱軍教授也曾撰文表示，目前世界各國在污泥處理的領域仍以污泥厭氧消化工藝為主。厭氧消化工藝是在四、五十年代開發的成熟的污泥處理工藝。英國在1977年調查的98個城市污水處理廠中有73個建有污泥消化池。美國建有污泥消化池的污水處理廠總數為4286個。歐美各國多數污水處理廠都建有污泥消化池。這種工藝水力停留時間長，一般停留時間的設計標準是20-30天。為防止短路和加熱，需設置攪拌和加溫設備。

　　王凱軍文章中同時指出了一些無奈的現狀：在污泥處理技術中污泥厭氧消化的投資高，污泥處理費用約占污水處理廠投資和運行費用的20-40%，并且污泥厭氧消化處理技術較復雜。在我國僅有的十幾座污泥消化池中，能夠正常運行的為數不多，有些池子根本就沒有運行。所以，這導致近年來國內在中小型(甚至大型)污水處理廠大多采用國外引進的延時曝氣氧化溝、SBR等工藝。延時曝氣是一種低負荷工藝，對于我國這樣一個資源不足、人口眾多的發展中國家，是否適合推廣這種低負荷的活性污泥工藝是值得推敲的問題。

　　他根據我國城市污水處理發展的現狀，提出應該重視污水污泥厭氧處理新工藝開發和城市污水污泥厭氧處理工藝落后于厭氧污水處理工藝發展，甚至落后于工業廢水相關(污泥處理)領域發展的論斷。通過對于厭氧處理工藝的綜述研究，認為污泥厭氧工藝開發，應該將現有的相關成熟技術最大程度的集成和整合。研究集中突破整合過程中的技術難點和關鍵技術，從而提出了多級厭氧處理工藝。

　　好氧生物堆肥已經較成熟

　　王洪臣認為，好氧發酵 + 土地利用（農用為主）雖無能量回收，但可以增加營養質的循環量，間接減少由化肥生產產生的碳排放，且基本屬于低碳排放。可作為國家污泥處理處置的輔助技術路線。

　　陳同斌強調，在研究初期也嘗試了其它污泥處理技術，當時或現在都未對任何技術存在偏見。根據大量的研究、實踐，選擇了污泥好氧堆肥這種技術。

　　陳同斌團隊研發的智能控制好氧高溫生物發酵處理技術（CTB技術）采用基于發酵過程自動監控的靜態發酵與動態發酵相結合的組合工藝，對堆肥過程進行實時在線自動監測和反饋控制，保證堆肥的成功率和工藝穩定性。目前已有6個大型工程案例，技術已比較成熟。其中秦皇島綠港污泥處理廠于2009年4月底試運行，經受住了50年一遇的嚴寒考驗，現已穩定運行1年，是一個新技術含量比較高的工程，并得到各界廣泛好評。

　　陳同斌向中國水網記者介紹說，在我國，污泥處置所面臨的問題主要集中在兩個方面：一是技術可行性，二是經濟合理性。目前陳同斌團隊還在研究改進好氧發酵堆肥工藝，使其實用性更強、經濟性更好。一是高效除臭材料的研制，當監測出硫化氫和氨氣超標時，可以覆蓋上去，防止臭氣外溢。二是污泥含水率的在線監測，三是對污泥減容率的研究。

　　污泥焚燒：有一定的應用范圍，但很難成為主流

　　關于污泥焚燒，陳同斌認為，焚燒技術能快速地使污泥減量化，有一定的適用范圍，在國外應用歷史較長，但所占比重僅為20%左右。在我國，焚燒也不會成為污泥處理處置主流技術。國家制定的污泥處理處置技術政策也并不優先推薦污泥焚燒技術。

　　污泥焚燒技術雖然比較成熟，但是要處理好產業鏈上下游關系，比如污泥從污水處理廠運過來需要有地方存放，處理不好會有臭味問題；焚燒產生的飛灰屬于危險廢棄物，需要經過特殊處理，而且危險廢棄物是不可以跨界的，例如河北產生的危廢是不允許被拉到北京去處理。

　　根據我國的污泥特性，污泥焚燒發電不經濟，因為我國污泥的熱值較低，焚燒發電的話大部分達不到能量平衡，污泥焚燒產生1度電有可能需要消耗2度電的能量。

　　若要把污泥摻雜在煤里面焚燒發電，也存在許多問題。首先污泥里面含硫量高，硫在有氧、高溫條件下被氧化為SO2，對設備的腐蝕性較大，所以要考慮脫硫。另外，污泥中汞和重金屬含量高，目前還沒有制定對焚燒煙氣中汞和重金屬的排放標準，如果添加了，還需要改進煙氣處理系統，無疑又會加大投入。高碑店污水處理廠附近就是華能熱電廠，為什么不把其產生的污泥送到發電廠去焚燒呢？就是這個原因。

　　污泥干化與水泥窯協同焚燒有一定的合理性，但同樣面臨一些難題。陳同斌指出，在我國，雨水和市政污水混合排放，加上排水管網跑冒滴漏現象的存在，導致市政污泥中泥沙含量高。水泥對Si、Ca、P的含量有嚴格要求，因此摻雜污泥的量不能太高，另外還需考慮污泥中的S對設備的腐蝕和汞的排放。

　　中國水網專家曾說過，國外把中國當成實驗基地。過去的技術、現在的技術、未來的技術都拿到中國，多少帶一些傾銷的意味。他們可能只推薦對其有利的設備或技術。外國為什么不賣給我們低端轎車呢？為什么全是寶馬、奔馳之類的高端轎車呢？因為對其商業推廣有利，利潤可觀。同樣的道理，有些外企可能一年沒有接到一個項目，但是承接一個焚燒項目，賣一套污泥焚燒設備，就可以拿到幾個億的收益。

　　2010年6月11日~6月12日，中國水網與清華大學聯合主辦的 “2010水業高級技術論壇”上設置了污泥處理處置單元，會上中國人民大學教授王洪臣、中國城鎮供水排水協會副會長、排水專業委員會主任楊向平等專家將與您一同探討我國污泥處理之路，敬請關注。