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污泥处理处置瓶颈问题及资源化利用之路

时间:[2017-06-03]  来源:

本文介绍了近期同济大学环境科学与工程学院院长戴晓虎对污泥处理处置的现状和前期成效、面临的瓶颈问题以及未来的技术发展等内容的观点和看法。

污泥处理处置的发展现状

污水处理过程中,30%~50%的COD和40%~70%的有机物会转化到污泥当中,这部分非稳定状态的污泥很容易再次引起生物反应,对环境造成污染。长久以来,我国“重水轻泥”现象严重,污泥产量增长迅速,年产已超过4000万吨(80%含水率),而不同区域污泥泥质复杂、差异大、含砂量高等特点,也加大了污泥处理处置的难度。

2010年,国家开始重视污泥的处理处置,并在“十二五”期间做了大量工作,包括突破3类关键技术与重大装备:污泥生物稳定化和资源化成套技术、污泥脱水干化技术与装备产业化应用、污泥(协同)热化学处理技术。形成4条主流技术路线:厌氧消化+土地利用、好氧发酵+土地利用、干化焚烧+灰渣填埋或建材利用、深度脱水+应急填埋。制定14项标准规范与政策。在北京、长沙、镇江等地建成21项示范工程等。

在这几年的工作中,我国污泥处理处置技术从无到有,发展迅速,已经到达六级技术水平。但在发展过程中,也面临许多问题。

面临的瓶颈问题

1.污泥处理处置主流技术路线缺乏评估验证

目前我国污泥处理处置技术已形成四条主流技术路线,初步建立了污泥处理处置技术体系,但示范工程缺少运行效果评估与全方位系统总结,技术路线的适用条件与技术参数没有固化下来,致使各地使用技术路线存在不确定性和随意性。

2.污泥稳定化处理与安全处置衔接不足

对于污泥来讲,处置决定处理,目前我国污泥处理产物与处置要求匹配性较差,缺乏污泥处理处置全链条技术集成,导致整体技术路线不清晰,同时存在污泥随意堆置或简单处置,造成严重二次污染的情况。

3.污泥处理处置标准、政策保障等支撑体系尚未形成

目前我国污泥处理处置缺乏主流技术路线成果规范化、标准化、系列化的集成研究,标准脱节,缺乏对全链条集成的指导,制约着技术路线的推广应用。

同时协同处置部门协调困难,配套保障、激励和财税等政策体系尚未形成。收费政策和基准体系差距很大。

4.需要提升现有应用技术和突破前沿技术研究

首先,我国现有的污泥资源化处置途径有待进一步扩宽。同时,热解炭化等资源化处置技术在“十二五”期间已经达到中试阶段,需进一步进行产业化开发。此外,脱水药剂的投加对污泥处理产物的最终处置影响很大,所以对土地利用等处置途径的影响需要进行评估,生物稳定化+土地利用等水专项标志性成果的推广应用,也需要进一步突破绿色脱水药剂与高效脱水等技术。最后,高级厌氧消化新技术面临的沼液二次污染控制与资源化瓶颈还有待解决。

以上4项瓶颈问题,阻碍着我国污泥处理处置的发展,也约束着地方相关部门,影响着其工作的积极性。因此,针对4个瓶颈问题,本文提出了5项技术需求,作为解决问题的方向。

1.补短板:对污泥处理处置主流技术路线,开展全链条集成工程实证评估研究,突破处置与处理的衔接瓶颈,解决污泥出路不畅的技术瓶颈问题;

2.建体系:形成污泥高级厌氧消化、好氧发酵、干化焚烧、深度脱水、稳定化产物利用等规范化、标准化、系列化整装成套技术与工艺包,形成我国污泥处理处置技术体系;

3.抓标准:编制城镇污泥处理处置主流工艺及运行管理的绩效评估方法与技术标准(指南),固化现有主流技术路线,建立标准体系;

4.推应用:形成污泥处理处置全链条产业发展模式与管理体系,形成配套保障政策与价格补贴/激励机制;

5.促成果:突破面向未来的污泥资源化前沿技术及装备,实现我国污泥处理处置全链条资源化为导向的新技术。

污泥处理处置资源化利用——厌氧消化技术

对于我国污泥处理处置问题,除了政策方面的支持以外,加强技术方面的引导与研发也是很重要的一点。目前,从社会发展水平来说,污泥处理处置的资源化利用是全球研发的热点,我国也正围绕这方面开展工作。

污泥厌氧消化技术用生物方法实现污泥的减量,并回收能源。该技术可有效对污泥进行资源化利用,在未来会很有前景。报告对我国污泥厌氧消化技术的4个研究方面内容进行介绍。

1.厌氧消化与污泥焚烧

目前,我国许多学者认为,厌氧消化会使污泥失去有机物,从而不能焚烧。但实际上,厌氧消化对污泥具有很好的脱水效果,并可降低50%的污泥量,对污泥提取出生物质能后,它的利用率会更高。厌氧消化后的污泥焚烧,会减少30%~50%的造价成本,圣彼得堡、慕尼黑等地的污泥,均经过厌氧消化后再进行焚烧。

2.污泥含沙量对厌氧消化的影响

经实验研究发现,污泥的含沙量是影响污泥厌氧消化结果的重要因素。污泥含沙量高,含沙粒径小,微米级无机颗粒与有机质通过静电作用力和氢键结合,产生空间位阻效应,会降低污泥的生物可降解性,有机质降解速率和单位添加有机质的甲烷产率也会降低。

3.高含固厌氧消化

高含固厌氧消化技术可显著提高有机负荷、处理和能源回收效率。

4.协同厌氧消化

协同厌氧消化指同时处理两种或以上物料的厌氧消化工艺,协同消化可以平衡对于厌氧消化比较重要的物料参数,如常量微量元素、营养物质、C/N、pH、可降解有机质比例、抑制性物质、含固率等,从而对不同类型的物料进行共消化,对消化性能和经济性能均有正面影响。

△污泥及其他生物质废弃物高级厌氧消化案例介绍——镇江

目前,我国的污泥处理处置技术正在不断向前发展,但和我们目标差距还很大,要解决中国的污泥处理处置问题,需要从政策、标准、技术三方面共同努力。污泥资源化是未来污泥处理处置的重点方向,并有广阔的前景,作为行业内同仁,应从全产业链角度考虑,在“十三五期间,突破国家现在的处置倒逼处理等方面一些瓶颈问题,使污泥处理不光在研发上处于领先水平,在应用上也能够引领未来发展的一个方向。

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