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(guī)模建設浪潮行將結束，污泥處理處置才剛起步，其發(fā)展前景是業(yè)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(fā)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(huán)境修復中心主任研究員陳同斌、中國人民大學環(huán)境學院副院長王洪臣教授，查閱了清華大學環(huán)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(tài)增加3%-10%的營養(yǎng)質循環(huán)量；將產生25億立方米甲烷氣清潔能源，可發(fā)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(yè)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(wěn)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(qū)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(fā)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(huán)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(fā)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(fā)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(fā)展的現狀，提出應該重視污水污泥厭氧處理新工藝開發(fā)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(fā)展，甚至落后于工業(yè)廢水相關(污泥處理)領域發(fā)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(fā)，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(fā)酵 + 土地利用（農用為主）雖無能量回收，但可以增加營養(yǎng)質的循環(huán)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(fā)的智能控制好氧高溫生物發(fā)酵處理技術（CTB技術）采用基于發(fā)酵過程自動監(jiān)控的靜態(tài)發(fā)酵與動態(tài)發(fā)酵相結合的組合工藝，對堆肥過程進行實時在線自動監(jiān)測和反饋控制，保證堆肥的成功率和工藝穩(wěn)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(wěn)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(fā)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(jiān)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(jiān)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(yōu)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(yè)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(fā)電不經濟，因為我國污泥的熱值較低，焚燒發(fā)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(fā)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(fā)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(yè)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(yè)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(zhèn)供水排水協會副會長、排水專業(yè)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。