污泥綠皮書:污泥的困境如何破?
時間:2018-12-21
來源:中國水網(wǎng)
作者:杭世珺 傅濤 戴曉虎 王凱軍 楊向平
近三十年來,我國城市污水處理得到了長足的發(fā)展,有效支撐了我國快速的城市化進程。污泥作為污水處理的副產(chǎn)物,隨著污水處理的深化,其重要性日漸突顯。新時代之下生態(tài)環(huán)境治理有了更高目標。污泥處在污水處理產(chǎn)業(yè)鏈的末端,問題和矛盾已經(jīng)難以向產(chǎn)業(yè)下游推移。因此,污泥問題的集中爆發(fā),正是城市發(fā)展深層次矛盾的體現(xiàn)。
引言
城市排水和污水系統(tǒng)好比城市的靜脈,是城市發(fā)展的重要依托。近三十年來,我國城市污水處理得到了長足的發(fā)展,有效支撐了我國快速的城市化進程。污泥作為污水處理的副產(chǎn)物,隨著污水處理的深化,其重要性日漸突顯。污泥處置不當,會給生態(tài)環(huán)境帶來二次污染,導致污水處理的效果大打折扣。
早在十四年前,污泥問題就引起行業(yè)內(nèi)專家的關(guān)注。2004年,由清華大學環(huán)境系和中國水網(wǎng)聯(lián)合主辦的第一屆水業(yè)高級技術(shù)沙龍即以“污泥處理處置技術(shù)路線”為主題,并于當時發(fā)布了“綠皮書一:污泥處理處置的認識誤區(qū)與控制對策”,為污泥處理處置理清了管理體制以及技術(shù)路線上的認知誤區(qū),在很大程度上推動了后來我國污泥處理處置事業(yè)的發(fā)展。
十四年過去了,我國的污泥處理處置技術(shù)路線基本成熟,然而污泥處置存在的問題卻越來越嚴峻:污泥問題一直沒有引起足夠的重視,資金可持續(xù)投入無持續(xù)性保證,污泥的過渡性處理比重大,最終處置率低。污泥的最終出路已經(jīng)跨出了行業(yè)本身,全國各地都不同形式和不同程度的出現(xiàn)了因污泥最終出路無法解決而導致的困局。
新時代之下生態(tài)環(huán)境治理有了更高目標。污泥處在污水處理產(chǎn)業(yè)鏈的末端,問題和矛盾已經(jīng)難以向產(chǎn)業(yè)下游推移。因此,污泥問題的集中爆發(fā),正是城市發(fā)展深層次矛盾的體現(xiàn)。
如何系統(tǒng)地解決污泥的出路問題,E20綠色發(fā)展研究中心召集行業(yè)專家,組織了一場“污泥處理處置閉門會”,圍繞污泥困境、最終出路,進行了專題討論,在此基礎(chǔ)上,組織撰寫了“綠皮書:污泥的困境如何破?”,供各界參考。主要執(zhí)筆人為杭世珺、傅濤、戴曉虎、王凱軍、楊向平。
1. 污泥無害化處置率不足45%
近年來,隨著城市化進程的加快,我國城市污水處理量不斷提高,污泥的產(chǎn)量也呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢,但我國“重水輕泥”的現(xiàn)象一直存在,污泥的無害化處置率依然很低。
污泥無害化處置率僅不足45%。根據(jù)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部數(shù)據(jù),截至2017年底,全國城鎮(zhèn)累計建成運行污水處理廠4119座,污水處理能力達1.82億立方米/日。根據(jù)E20研究院發(fā)布的報告測算,2017年,污泥(80%含水率)產(chǎn)量4328萬噸/年,日產(chǎn)11.86萬噸。預計到2020年,我國濕污泥(80%含水率)年產(chǎn)生量可達5075萬噸,日產(chǎn)生濕污泥(80%含水率)量達到13.90萬噸。污泥快速增長的同時,卻面臨處理處置能力的不足。根據(jù)E20研究院的數(shù)據(jù)顯示,“十二五”末,我國城鎮(zhèn)污泥無害化處理率僅為31%-35%左右,不到“十二五”所設(shè)定的無害化處理率目標70%-80%的一半;“十三五”、“水十條”再定下75%-90%無害化處理處置率目標,時間行至一半,目標依然相差甚遠。2017年底,我國污泥無害化處置率的目標完成率不足45%。
處理能力的不匹配,處置路線不暢通導致大量的污泥還沒有被妥善處理處置。
E20研究院數(shù)據(jù)顯示(如下圖1所示),當前全國污水處理廠產(chǎn)生的污泥,50%以上以衛(wèi)生填埋的方法進行了處理處置,15%的污泥進行了土地利用,6%的污泥以焚燒的方式進行處理,8%的污泥經(jīng)處理處置后進行了建筑材料利用,約18%的污泥去向不明。(注:之所以說18%的污泥不知去向,是因為在調(diào)研時,此部分污泥產(chǎn)生量的單位在處置方式上選擇了其他處置方式的污水處理廠,很大程度上是對污泥進行了不當處置,去向不明)。一半以上的含水率80%的濕污泥采用了填埋的簡易處置方式,這種方式是一種過渡性措施,二次污染的風險嚴重,而且,目前很多地方已經(jīng)沒地可埋。
圖1 污泥處置方式占比圖(數(shù)據(jù)來源:E20研究院))
如此低的無害化處理處置率,也正反映了全國各地的困境。
即便在核心城市,也面臨污泥困境。在首都北京,近兩年加大了在污泥處理處置領(lǐng)域的投資力度,主城區(qū)污水處理廠所產(chǎn)生的約100萬噸/年污泥,選擇“熱水解預+高級厭氧消化+土地利用”的工藝路線,基本實現(xiàn)了污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化處理,并實現(xiàn)了部分能源的回收和利用。但該工藝路線所產(chǎn)生的污泥殘渣的出路尚未得到有效解決。而郊區(qū)的污泥,當前基本以填埋為主,都面臨無處可埋的境地。
其他城市的情況更是不容樂觀。在沈陽,2007年至2013年產(chǎn)生的約150萬噸污泥,全部堆存在渾南區(qū)祝家莊污泥臨時堆放場,曾填滿11個大泥坑,占地31.2公頃。嚴重危害了地方的生態(tài)環(huán)境和居民的身體健康,目前已開展一系列整治工作。在哈爾濱,松花江畔的一家污水處理廠院內(nèi),巨大的警示牌彰示著一個巨大污泥坑。污水廠的從業(yè)人員提到污泥眉頭緊皺,“就沒一個最終解決的辦法,電廠也送,其它縣區(qū)也送,查緊了就在廠堆著”。
在對生態(tài)環(huán)境問題已相當重視的江、浙一帶,偷排事件在環(huán)保督察之下依然一再發(fā)生。浙江桐鄉(xiāng)市鳳鳴街道新開源制衣有限公司,2018年被查出每天晚上,偷排污泥幾十噸;江蘇鹽城市草廟鎮(zhèn)川東工業(yè)園的旺恒紙業(yè)有限公司每月有兩三百噸污泥被企業(yè)偷偷填埋,環(huán)保督察一再要求其整改,都沒有解決問題;2016年江蘇泰興市濱江污水處理有限公司被舉報在長江岸邊違法傾倒數(shù)萬噸污泥,快兩年過去了,中央第四環(huán)保督察組暗訪發(fā)現(xiàn),問題不僅沒有整改,而且污泥堆積量還大幅增加,給周邊環(huán)境和長江水質(zhì)安全帶來巨大威脅,污泥仍無處可去。
污泥已在圍城,全國各地都在以不同形式告急:污泥沒有出路。
2. 有錢還是沒錢?
有人把污泥不能有效處置歸結(jié)為沒錢。
三個“五年”規(guī)劃污泥投資近千億。“十一五”“十二五”“十三五”的《全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》規(guī)劃中,在污泥處理處置的投入上,國家均有明確的目標,三個“五年”規(guī)劃中對污泥處理處置的投資總額達964億,僅“十一五”、“十二五”兩個“五年”計劃規(guī)劃投資就達670億。
圖2 污泥處理處置規(guī)劃投資與實際投資對比圖
處置污泥,到底需要多少錢?以2017年全國濕污泥產(chǎn)生量11.86萬噸/日為標的,按成本相對較高的處理工藝焚燒方式進行測算(建設(shè)費用50萬元/噸),也只需累計投入約593億元,相對于國家每年對生態(tài)環(huán)境治理領(lǐng)域的投資,這并非是一個大的數(shù)目。若能保證規(guī)劃內(nèi)資金的全部到位,“十二五”末就能妥善解決全國的污泥問題。即使到2020年,日產(chǎn)13.90萬噸濕污泥,按焚燒的技術(shù)路線計算成本,累計投資總額695億元,三個“五年”計劃的資金964億如果能到位足以完成我國污泥的處理處置任務。
實際投入有多少呢?根據(jù)住建部統(tǒng)計年鑒中的數(shù)據(jù)顯示(圖2是污泥處理處置規(guī)劃投資與實際投資對比圖),“十二五”期間我國我污泥的固定資產(chǎn)投資只有110億元,僅完成了31.7%的指標,這正好與我國“十二五”末31%-35%的污泥無害化處理處置率相吻合。而在“十一五”期間,污泥處理處置問題還沒有引起足夠的重視,所以實際投資率更低,按25%的投資率估算,“十一五”期間我們估計約投資80億元,所以“十一五”、“十二五”污泥處理處置的總投資不超過200億元,僅不到計劃規(guī)劃投資的30%;預計“十三五”末投資額達到113億元,仍然不能完成目標投資。
污泥處理處置的運行費用也未能得到有效落實。污泥處理處置運行費用占污水處理運行費用的20-30%左右,由于長期以來“重水輕泥”,對污泥作為污水處理的副產(chǎn)物污染危害認識不足,污泥處理處置設(shè)施的運行費用也未能和污水處理費用同步落實。
3. 技術(shù)到底行不行?
算完資金賬,我們再來看看處理處置路線的現(xiàn)狀。十四年前的首份綠皮書我們理清了管理體制以及技術(shù)路線上的認知誤區(qū)(綠皮書一:污泥處理處置的認識誤區(qū)與控制對策),十四年過去了,污泥處理處置早已形成了四條主流技術(shù)路線,即深度脫水+填埋技術(shù)(過渡性)、干化焚燒+填埋/再利用、好氧發(fā)酵+土地利用、厭氧消化+干化+土地利用。
來看看這四條主流技術(shù)路線的發(fā)展現(xiàn)狀:深度脫水+填埋技術(shù),由于其存在二次污染、占地大等問題,正在逐漸被越來越多的城市所禁止;干化焚燒+填埋/再利用,我國污泥有機質(zhì)低、含水率高,焚燒成本高,缺乏技術(shù)銜接標準,鄰避效應嚴重,只能消納一少部分污泥;好氧發(fā)酵+土地利用、厭氧消化+干化+土地利用,均為土地利用路線,由于部門間沒有切實可行的銜接標準,上下游配合不到位,最終符合土地利用標準的污泥未得到真正有效的資源化利用。
無論是哪種技術(shù),最終都沒有走通,因為污泥沒有融入到產(chǎn)業(yè)鏈中。所以污泥的處理處置問題歸根結(jié)底不是技術(shù)的問題,是技術(shù)路線沒有走通,產(chǎn)業(yè)沒有融通,政策缺乏貫通。
4. 系統(tǒng)設(shè)計陷入誤區(qū)
既然我們不缺污泥處理處置的技術(shù),政府也不是沒有錢投資污泥基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),那技術(shù)路線為什么走不通?地方政府對污泥處理處置設(shè)施的投資為什么不落實?
我們看到,不管是污泥的規(guī)劃投資,還是污泥技術(shù)路線的設(shè)定,污泥始終沒有跳出市政的圈子,污泥的處理處置是污水處理產(chǎn)業(yè)鏈的末梢,沒有價值,政府的職責就是使其無害化,所以污泥一直是市政領(lǐng)域的“成本中心”,是環(huán)境治理的負擔,雖然政府有大量的資金支持城市基礎(chǔ)建設(shè)、支持生態(tài)環(huán)境建設(shè),但是政府要先把錢投在政府認為重要的領(lǐng)域,對污泥處理處置的投資只是九牛一毛,污泥沒有被重視。
所以污泥的處理處置問題沒有解決是系統(tǒng)設(shè)計出了問題。污泥被當成廢物,無害化當成污泥處理處置的最終目標,資源化只是政府鼓勵發(fā)展方向之一。
而且,長期以來我國對資源化也存在一定的誤區(qū),認為污泥堆肥就是資源化,污泥由廢物變成廣義上的資源就是實現(xiàn)了資源化,資源化后還要變成商品,跟市場銜接,要由“成本中心”走向“利潤中心”,轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟效益,融入到生態(tài)系統(tǒng)中,形成新的經(jīng)濟循環(huán)體系。所以污泥處理處置問題是一個系統(tǒng)性問題,僅僅實現(xiàn)無害化是不夠的。
5. 解決污泥問題的核心:跳出市政看待污泥,系統(tǒng)問題系統(tǒng)化解決
在我國生態(tài)環(huán)境被極度重視的今天,污泥處理處置作為生態(tài)環(huán)境治理的重要一環(huán),要融入到整個生態(tài)系統(tǒng)中,融入到城市的綠色發(fā)展之中。污泥系統(tǒng)化循環(huán)不是現(xiàn)有的市政體系所能全面容納的,在現(xiàn)有的管理和技術(shù)體系內(nèi),污泥難以實現(xiàn)自身的系統(tǒng)閉合。所以要跳出市政系統(tǒng)來處理處置污泥,系統(tǒng)化解決污泥處理處置的問題。
如何系統(tǒng)化解決好污泥處理處置問題,還在于政府層面的推動。政府作為城市環(huán)境的主要責任主體,需要解決如下幾個方面的問題:
(一)兩山理念做頂層設(shè)計
目前我國進入生態(tài)文明建設(shè)的新時代,隨著我國社會、經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)不斷平衡、充分的發(fā)展,未來產(chǎn)業(yè)間將形成新的產(chǎn)業(yè)鏈閉合循環(huán),產(chǎn)業(yè)鏈將沒有末端,整個生態(tài)循環(huán)將趨于均等。垃圾、污泥無處可堆,要資源化“變廢為寶”參與到物質(zhì)流、能量流的循環(huán)中,融入生態(tài)系統(tǒng)中,產(chǎn)生新的價值流,從“綠水青山”中獲得“金山銀山”,這就是兩山經(jīng)濟。
在這個閉合循環(huán)之中有些環(huán)節(jié)僅僅靠市場不能暢通,就需要政府的助力。所以,政府在做系統(tǒng)設(shè)計時必須要超出市政部門做規(guī)劃,要做整個生態(tài)循環(huán)、經(jīng)濟循環(huán)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,要用兩山思維進行系統(tǒng)設(shè)計,跳出市政看待污泥,污泥是生態(tài)循環(huán)鏈中的價值奇點,是“中轉(zhuǎn)站”,下一站將是農(nóng)業(yè)、能源(沼氣)、建材等領(lǐng)域,整個產(chǎn)業(yè)鏈將是一個閉環(huán)。污泥作為價值奇點,也是整個產(chǎn)業(yè)鏈上價值最大的接駁站。
地方政府還要充分考慮污泥處置模式的經(jīng)濟適用性問題,污泥處置的出路問題。如果經(jīng)濟上不通,需要政府補助;經(jīng)濟上可行了,才能將系統(tǒng)整體拉動。其最基本的方法是要由末端反推前端,根據(jù)城市現(xiàn)有自然條件、環(huán)境容量、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、經(jīng)濟水平等條件確定污泥的消納去向,確定接駁站的接駁方式,從而確定污泥的處置方式,處置方式再反推處理方式,由處理方式影響污水處理方式和收集方式,做到整個鏈條的融通,整個生態(tài)系統(tǒng)的最優(yōu)化。從而找到適合城市發(fā)展的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線。
(二)積極引導、鼓勵和推動污泥的資源化、能源化發(fā)展路線
跳出市政看待污泥,污泥不僅是“污染物”,還是“資源”。目前我國面臨能源危機、資源短缺、全球氣候變化、土壤退化礦化等諸多挑戰(zhàn)。污泥中不僅含有的大量有機質(zhì)資源,而且還有氮、磷、鉀等土壤必須的營養(yǎng)元素,回收污泥中有價值的資源,實現(xiàn)污泥營養(yǎng)物質(zhì)資源的土地利用,可以支撐我國低碳經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。這需要在更高的價值尺度上進行評價。
發(fā)達國家的經(jīng)驗告訴我們,政府明確的資源化、能源化路線是解決污泥最終出路的關(guān)鍵。所以推動資源化、能源化發(fā)展路線是打通污泥整個生態(tài)鏈條、系統(tǒng)化解決污泥問題的關(guān)鍵。兩山理念就是要突破傳統(tǒng)的無害化思路,找到污泥的價值奇點,實現(xiàn)污泥由“污染物”向資源、能源的轉(zhuǎn)變、向“金山銀山”的轉(zhuǎn)變。如此,能源化、資源化雙線并舉,污泥就是資源、就是新能源,污泥處理處置工廠不再是廢物工廠,而變成資源工廠、能源中心。
(三)政策、標準是重要保證
近年來,相關(guān)污泥的規(guī)劃及技術(shù)政策逐步出臺,主流技術(shù)路線已基本形成,但是沒有走通。對此,政府要因地制宜的制定更加明確和確定的技術(shù)路線,針對不同地區(qū)、不同規(guī)模、不同泥質(zhì)的污泥出臺更加明確的指導意見。如在偏遠、落后的小城市鼓勵堆肥、土地利用的路線等;大中城市鼓勵采用厭氧消化,走高端有機肥的發(fā)展路線等;工業(yè)污泥走干化焚燒的路線等。
鼓勵污泥資源化、能源化發(fā)展路線。突破現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)體系,深度挖掘污泥資源化產(chǎn)品的價值,使污泥產(chǎn)品從“低端”應用領(lǐng)域走向“高端”,創(chuàng)造更多的價值增量。這需要系統(tǒng)的支持:技術(shù)政策方面,對現(xiàn)有的技術(shù)路線進行重新論證,需要政府從資源化利用、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度出臺全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)評估評價體系,以推動資源化、能源化技術(shù)的有效應用;資金方面,從國家資源綜合利用和可持續(xù)發(fā)展的角度對采用資源化、能源化的技術(shù)及企業(yè)進行政策性補貼,如:可再生能源補貼、碳減排交易等政策;市場運作方面,政府采購優(yōu)先使用污泥資源化產(chǎn)品,在市政園林綠化中,優(yōu)先采購污泥產(chǎn)品肥料,還可借鑒韓國經(jīng)驗,在發(fā)電公司的整體發(fā)電量中,必須采購一定比例的污泥協(xié)同焚燒發(fā)電量,等。標準方面,建立與產(chǎn)業(yè)循環(huán)相匹配的上下游產(chǎn)業(yè)有效銜接的標準,建立相應的評估評價標準體系,等。
(四)解決好費與價的問題
在污泥的整個產(chǎn)業(yè)鏈中,污泥的處理處置要實現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化、無害化,屬于市政領(lǐng)域的范疇,是地方政府的不可推卸的責任:在專項投資方面,地方政府要按照《全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》,保證污泥處理處置基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和資金的投入;在運行費用方面,政府要盡快理順污泥處理處置和污水處理的關(guān)系,制定合理的污泥處理處置收費機制。由發(fā)改委價格司牽頭,協(xié)商財政部,在全國范圍內(nèi)強制要求地方污水處理中明確污泥處理處置費用,并盡快提升污水處理收費標準,覆蓋污泥處理處置成本。在污泥處理處置收費機制尚未形成之前需要出臺相應的補貼政策,并盡可能的擴大補貼覆蓋范圍。
污泥產(chǎn)品價格方面:通過資源化、能源化實現(xiàn)污泥的商品化、市場化屬于企業(yè)運作范疇,是企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新得到的額外收益,是污泥參與到生態(tài)循環(huán)中得到價值增量,這部分收益歸企業(yè)所有,由企業(yè)根據(jù)市場情況自主定價。
(五)各責任主體協(xié)調(diào)配合,系統(tǒng)化推動
跳出市政看待污泥,污泥是整個生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,所以要處理好各環(huán)節(jié)責任主體的關(guān)系,即政府、各部門、企業(yè)的關(guān)系:中央政府統(tǒng)一協(xié)調(diào),要從生態(tài)文明、綠色發(fā)展的角度做好頂層設(shè)計,系統(tǒng)推動;地方政府和市政公共服務部門要履行環(huán)境公共服務和社會管理的責任,保證資金投入,做好污泥的無害化處理;生態(tài)環(huán)境部門解決好環(huán)境監(jiān)管問題,最大限度地減少污泥的污染;農(nóng)業(yè)部門解決好污泥進農(nóng)田、污泥堆肥生產(chǎn)的其他肥料產(chǎn)品對農(nóng)作物的影響及潛在的食品安全問題;發(fā)改部門解決好污泥的能源化以及能源利用問題;污泥處理處置設(shè)施運營企業(yè)負責污泥的安全處理處置。所有的這些問題需要各責任主體各施其責,協(xié)調(diào)配合,形成合力、系統(tǒng)化推動。
(六)強監(jiān)管機制是有力保障
政府有關(guān)部門須高度重視污泥處理處置的問題,建立長效的監(jiān)管機制,源頭監(jiān)管,推動各責任主體的職責到位:一是開展污泥處理處置專項督查,對污泥的來源、去向的監(jiān)督核查;二是加強污泥泥質(zhì)的檢測監(jiān)管,防止二次污染;三是加強對污泥專項資金的督導和監(jiān)管,保證污泥處置設(shè)施的建設(shè);四是建立全面的問責考核、獎懲制度,將污泥科學納入政府監(jiān)管的序列,對監(jiān)管中發(fā)現(xiàn)的違法行為給予嚴厲處罰。強監(jiān)管機制是系統(tǒng)化解決污泥問題的有力保障。
污泥的處理處置問題是我國目前生態(tài)環(huán)境治理領(lǐng)域的一塊“硬骨頭”,要改變發(fā)展思路,用兩山思維看待污泥,將污泥處理處置當作循環(huán)起點和價值奇點,這是解決污泥問題的根本出路。本文作為繼“污泥處理處置的認識誤區(qū)與控制對策”綠皮書之后的又一次發(fā)聲,希望能引起政府的重視,跳出市政看待污泥,使污泥由“黑山泥山”變成“綠水青山”,由“綠水青山”走向“金山銀山”。