戴晓虎:污泥安全处理处置与资源资源化现状、瓶颈与解决途径 思考&国际研究热点解析

2016年4月8日,在中国给水排水杂志主办的中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会上,同济大学 戴晓虎 教授 围绕“污泥安全处理处置与资源资源化现状、瓶颈与解决途径”作了精彩发言。提出了未来污泥”资源化”为导向的管理原则。解决问题的同时要实现污泥的最大化的资源化的利用。

戴晓虎:各位领导、各位同仁、各位朋友,上午好!今天很高兴能在天津参加这个会,这个会议我看一共举办了七届,我这次应该是第四届,每次都是关于污泥方面的一些想法、一些思考。刚刚杨主任也提到”十二五”我们没有做好,现在是”十三五”开局之年,我们又欢聚一堂。今天也是从我个人的角度对回国五年多来在污泥方面看到的、见到的和自己想到的做一个简单的发言。我的题目是“污泥安全处理处置与资源化现状、瓶颈与解决途径”。

一、污泥的处理处置现状

第一个我想我们应该有比较明确的认识,我们国家的污泥的产量很大,大家也知道德国跟美国在污水处理上,但是除此之外我们污泥最大的特点,我们污水厂的规模很大,如果这么多的污泥在欧洲、美国肯定得上万座或者几万座污水厂,而我们现在是3千多座污水厂产生了3千多万吨每年的污泥,我想这个是我们和其他国家不同地方,也是我们国家的特色。

第二个我们在座的搞污泥的都很清楚,之所以我们的技术路线采用国外的也好等等,为什么会有很多的疑虑重重,跟我们污泥的组成有关系,首先是我们有机质的含量,大的城市还可以,但是二、三线城市污泥的有机质的含量偏低。这个里面我们做污水的都知道,国外污水处理200、300的DOT都是很正常的,我们这里只有80、100,原因很简单,我们的管网系统存在很大的在施工工程或者设计工程,包括一些污泥囤积等等,我想通过这次的城市的建设,包括集流口的改造能够提出一个口号,能够把污水厂的有机质的含量提上去,泥质得到一定的改善。

第三个特点是我们污泥的含砂量很高,我们做过调研,也就是说我们的含砂量由于净水的无机物的浓度高影响,这里面没有一个含砂性,更重要的特点是我们的砂粒径分布比较小。我们经过分析,这个含砂的成份就像面粉一样,这个跟国外的差异也是比较大。

在处理处置方面我们尽管经过”十二五”的努力,但是我们的处置率还是比较低,表现在一方面我们有很多的国外传统的技术出现,但是在中国碰到的瓶颈很多,同样国外的一些装备在中国由于我们含砂量的问题,由于有机质低的问题,原来觉得很合理成章的,但是在中国确实遇到了很多的瓶颈。这个可能是在十二五期间我们花了那么多的心血,而且开了那么多的会,应该说取得的成效没有达到预期的主要原因。倒过来另一方面污泥没有得到处置,刚刚徐董事长也讲到,其实给我们节能减排打了很大的折扣,我们知道在污泥里面盐水的转移大概在20%、30%、40%,有的会更多,这部分转移到污泥当中去,结果污泥没有得到合理的处理处置,其实对我们节能减排的目标是大打折扣的。我们现在目前污水厂里具备的是浓缩脱水,已经达到了减量,但是我们的稳定化、无害化,不管从政策方面也好重视不足,所以在专家层面,包括我们在座的企业,在技术的使用方面涉及到一个经济效益和社会效益问题。
目前我们所知道的在北京是大面积推行厌氧消化技术,这个大家都清楚。在上海应该说现在目前制订的是干化焚烧技术路线,广州前一段时间经过招标是厂内干化,完了去协同焚烧,或者是协同利用等等。这个是目前现在几个比较大的城市当中比较明确。在十二五我们也开展了示范工程,这次除了长沙、襄阳的厌氧消化,包括津南的产业也运行了有三个月,有一批的示范工程也出现了。同时在新技术方面我们提蛋白、脱水药剂、热解,包括耗能的热解、无氧的热解,超临界等等做了很多这方面的尝试,总体来说我们的处理率还是比较低的。

分析了这些原因以外,主要的瓶颈问题个人感觉第一是我们污泥的泥质和其他国家不一样给我们带来了处理方面的难度,主要一方面在前期的污泥重视不够,说直白一点是污泥的泥质、污泥的统计分析等等这方面是缺乏的。

二、我国污泥处理处置的瓶颈

第一个是有机质、高含砂量是制约我们现在污泥处理处置采用国际上传统技术当中的一个瓶颈。

第二个我个人认为我们的技术和装备上面有待提升,一个是缺乏针对我国低有机质污泥有效的技术,因为低有机质物我们知道它的热解也低,厌氧消化的效率也低,这样污泥的情况下我们有没有更好的技术或方法来应对?第二个我们传统的污泥的预处理技术也好,好氧发酵、厌氧消化方面的技术本身和装备,我觉得我们在座的企业还需要努力、提升,真正的我们的设备、技术稳定的话对我们市场的运用会带来一个很好的示范效果。还有我们在技术装备方面的稳定性等等这个我们去调研也得到这种结论,更重要的一点我们现在更多的企业注重的可能是单项技术,这方面我们取得的进展应该还是比较大的,有单项技术的突破,但是我们知道污泥问题、环保问题、水环境的问题需要提供一个综合解决方案的思考,所以说我们在污泥的综合解决方案的思考、考虑相对来说比较欠缺,在单体技术方面有一个突破,但是在总体的集成,应用方面存在着问题。在管理层面上我们认为我们目前处置的技术路线还没有完全打通。我们知道下面有几种途径:填埋不够,焚烧又觉得费用比较高,土地利用现在只能在园林绿化。这样的路线决定了我们现在处理的方面受到了方方面面的困扰。

第二个是部门之间的协同,我这里想举一个简单的例子,厌氧消化和餐厨城市有机质,这是很好的事情,我知道很多的城市左边建设了厌氧消化餐厨的,右边又建设了污泥的,两者结合如果能把污泥厌氧消化的效果提上去,这样的话对厌氧消化在污泥的稳定化应该是得到一个比较好的提高。
还有一个收费的机制,现在基础或者价格的标准没有,所以现在地方上我们所知道的50块钱、100块钱到300块钱到400块钱都有,这样的价格里包含了不同的工艺、不同的技术,这个导致了市场上差距很大。所以对于未来来说我们这个问题怎么解决,我想从政策层面一个是水十条,另外一个是环保部关于污泥处理处置的通知。这两个政策会有效地保证我们在”十三五”污泥处理处置工作的开展,我们认为污泥不管是低有机质也好,高含砂也好,总体来说应该还是围绕我们讲的”四化”:稳定化、减量化、无害化、资源化,是围绕这四化来展开的,在四化的基础上我们认为首先稳定化是比较重要的关键,为什么呢?因为稳定化就是把污泥当中容易将解的那一部分有机物在污水处理层面上没有去除的,能够通过稳定化降二次的发酵也好,污染也好。第二个稳定化可以起到杀灭病原菌的作用,所以稳定化应该在这方面是要加强的。至于减量化应该做了很多的工作,资源化我们认为在第一阶段应该是实现污泥的安全处置情况下,尽可能的回收污泥当中的一些资源,未来如果我们有新的更好的技术出来,当然资源化是未来发展的方向。
刚才讲到因为管网的问题,我们污泥的泥质很多地方还不稳定,我们认为在高有机质的污泥,也就是污泥中有机质含量接近我们正常水平的,我们觉得重金属超标的污泥可以采用焚烧、干化等,在这过程当中至于稳定化要不要回收甲烷的能源,要根据具体的情况,每个工程做这方面的评估,这个在我们污泥处理处置的指南上有明确的要求。
目前我自己感觉这是我们阶段性发展的问题,在这个方面可能我们需要更好的技术的创新,包括一些过渡性的处置的方式,这个里面包括协同厌氧的一些方法或者是填埋,未来的土地资源也受到一定的限制。

三、未来”资源化”为导向的管理原则

全球的资源气侯变化、碳排放等等对未来都提出了比较明确的资源化利用的方向。在资源化领域应该说全球的科学家、研究所在这方面做了大量的工作,我这里只是列了一下目前研究的热点,这个里面当然有一个污泥当中产甲烷,但是随着厌氧消化,包括分子生物学的手段,应该说这方面效率会越来越高。我也看到今天有很多关于厌氧消化方面专业的报道,同时我们也知道,刚提到污水处理未来可能是作为资源回收利用的核心、主体,我们也提出了污水厂的概念等等。在污水处理里面来说,污水当中氮磷包括其他营养物质回收是未来污水厂的发展重心,我们认为在污水整个资源回收过程中,污泥的资源回收是分不开的,因为污水要实现全资源化的回收,首先营养物质肯定是先要浓缩到污泥当中,也就是说污泥的资源回收将来是推动整个污水的资源化利用的核心和关键。

在这方面我们相信会有很多这方面的技术能够产生、涌现出来,当然我们也知道污泥是一个固体,不像水,流动性比较好,工程的设施等等,这方面肯定是会面临很多的科学的问题和技术的问题,但是我相信只要我们目标是明确的,朝资源化方向发展一定会有新的技术产生。在这里我想今天看了很多厌氧方面的报告,昨天又加了一张PPT,一方面我觉得厌氧消化技术应该说在前面的5年做了大量的研究,应该说我自己个人的判断在下面的阶段,不管从工程应用和工艺的调控都有一个大的发展,为什么呢?现在污泥一个大的,所有的甲烷、水解体全部都混在里面,现在目前还是比较能调控。在前一段时间,特别是在我们国家的科学家在这方面做了大量的工作,所以我们认为将来的预处理,包括多级多项、工程材料等等在厌氧消化的应用会有一个大的发展。我们现在的甲烷含量是65%,如果能够提高到80%、90%,真正的能量更多回收,更少的合成二氧化碳等等通过分子生物学我们是可以实现这样的目标的。

另外我想提一下协同厌氧消化,因为每次开会的时候我都在呼吁,我们怎么把城市的有机质集中起来回收稳定化,然后再很好的资源综合利用,应该是很好的资源利用的案例。但是很遗憾在我们国家这块还打不通,我们在座的今天都是搞污泥的,我想还是要呼吁地方上也好,能够更多的通过协同的方式,只有协同了规模效益、经济效益、包括碳减排的效益才能够体现出来。前一段时间张司长也去美国参加了全球的甲烷大会,在会上把整个的污泥餐厨等等都提到了不仅是回收资源能源的层面,更多的提到了应对全球气候变化的更高的层面,因为美国的EPA经过研究也发现,全球的甲烷的排放其实对整个温室气体带来了很大的贡献。

未来的展望我想不仅仅我是大学出来的,我想技术创新还是我们首要的任务,为什么呢?因为对我们是一个很好的机遇,因为我们污泥的泥质等等有很大的差异,所以我们必须要在技术上面有更好的创新。

第二个我觉得作为技术创新是更加有必要的,我个人认为我们国家的环境能量,总体的环境容量是短缺的,在这样的环境下我相信不管是焚烧也好,将来的还会提高。因为整个城市的结构都是超大型的城市,人口比较密集,资源比较短缺,我相信要通过新的理念、新的技术在这方面不断的技术创新,有没有条件?我认为是有的。因为我个人认为我们现在已经进步到互联网的时代,进入到一个学科交叉的时代,而且我们的分子生物学等等比我们十年、二十年前进步很大,我相信在技术创新方面会有一批新的技术,当中包括药剂、工人材料,包括新技术、新原理、新理念。
我刚刚也讲了国外传统的理念现在看起来到我们国家能解决问题,但更重要的是未来要实现绿水青山的时候,我相信技术需求还会增加。另外一个是商业模式,商业模式是整体的增加,在座的企业也知道,如果只做干化,只做脱水,总体来说现在企业是全流程的,能够提供综合解决方案的企业感觉上能够走得远,原因是什么?我觉得我们国家在环保需要综合性的解决方案的技术。
前几天在北京开会,当时讨论环保是技术问题,还是政策问题,当时我们的回答很明确环保是要解决问题,然后通过技术来解决问题,这个是放在第一位的。最后在政策标准上我们必须要有一个很好的价格的体系,才能防止恶性的竞争,要有好的价格体系防止恶性竞争必须要有一个很好的监管体系,同时我们要有很好的标准,包括我们的技术标准、包括产业化的标准,这样才能够为我们”十三五”污泥的事业的发展打下一个基础。

第二个我觉得作为技术创新是更加有必要的,我个人认为我们国家的环境能量,总体的环境容量是短缺的,在这样的环境下我相信不管是焚烧也好,将来的还会提高。因为整个城市的结构都是超大型的城市,人口比较密集,资源比较短缺,我相信要通过新的理念、新的技术在这方面不断的技术创新,有没有条件?我认为是有的。因为我个人认为我们现在已经进步到互联网的时代,进入到一个学科交叉的时代,而且我们的分子生物学等等比我们十年、二十年前进步很大,我相信在技术创新方面会有一批新的技术,当中包括药剂、工人材料,包括新技术、新原理、新理念。
我刚刚也讲了国外传统的理念现在看起来到我们国家能解决问题,但更重要的是未来要实现绿水青山的时候,我相信技术需求还会增加。另外一个是商业模式,商业模式是整体的增加,在座的企业也知道,如果只做干化,只做脱水,总体来说现在企业是全流程的,能够提供综合解决方案的企业感觉上能够走得远,原因是什么?我觉得我们国家在环保需要综合性的解决方案的技术。
前几天在北京开会,当时讨论环保是技术问题,还是政策问题,当时我们的回答很明确环保是要解决问题,然后通过技术来解决问题,这个是放在第一位的。最后在政策标准上我们必须要有一个很好的价格的体系,才能防止恶性的竞争,要有好的价格体系防止恶性竞争必须要有一个很好的监管体系,同时我们要有很好的标准,包括我们的技术标准、包括产业化的标准,这样才能够为我们”十三五”污泥的事业的发展打下一个基础。

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