不再重水輕泥,如何燒出污泥一片天?
時間:2024-03-11 09:58
來源:中國水網(wǎng)
作者:余長鋏
評論(0)
人多,產(chǎn)生的廢棄物就多,產(chǎn)生的環(huán)境影響也就越大。隨著中國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模已經(jīng)突破了2.2億噸/天,產(chǎn)生的污泥也超過了6000萬噸/年(折合含水率80%的濕污泥)。雖然從統(tǒng)計數(shù)據(jù)上看,99.5%的污泥都已得到了妥善處置,但近幾年環(huán)保督察輪輪報告污泥違規(guī)處置問題嚴(yán)重,或非法接收,或直接傾倒,或去向不明,“治水不治泥,等于白治理”,行內(nèi)人心知肚明的污泥問題終于還是被掀到了明面上。
01污泥處置起步晚、需求強(qiáng)、工藝路線增多
與污水處理廠出水水質(zhì)不斷提標(biāo)、法規(guī)條例層層制定的重視程度相比,十年前污泥多少是顯得有些“無人問津”,2012年的《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》,才首次對污泥處置提出明確指標(biāo)。“重水輕泥”的過去很大程度來自規(guī)劃的短視與政策的輕視,隨著環(huán)保事業(yè)與生態(tài)文明建設(shè)的地位上升,環(huán)境問題的全局化考慮成為常態(tài),“泥水并重”(十三五、十四五污水處理規(guī)劃中)的提法也使污泥的重要性得到了明確。2015年后,污泥無害化處置目標(biāo)、新增污泥處理處置設(shè)施建設(shè)投資目標(biāo)、污泥處理處置相關(guān)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、稅收優(yōu)惠措施等配套政策不斷發(fā)展,污泥處理處置行業(yè)開始成型并快速發(fā)展。
污泥具備“污染”與“資源”雙重屬性,在不受重視的那些年,污泥衛(wèi)生填埋是最主流的技術(shù)路線,彼時的土地資源也不如現(xiàn)在值錢,污泥和生活垃圾一起往坑里一埋,污染和資源統(tǒng)統(tǒng)不見天日。但現(xiàn)在土地不夠了,污泥的減量化、無害化、資源化迫在眉睫要“落地”,好氧發(fā)酵、厭氧消化、干化焚燒、水解酸化……五花八門的技術(shù)路線展開了論證和競爭。
圖1 污泥處理處置路線匯總
篇幅所限,本文無法詳述每條技術(shù)路線的利弊,但從國家鼓勵的技術(shù)政策變化中可以一窺技術(shù)實踐與市場推廣的反饋。填埋被明確壓減后,土地利用與污泥焚燒是主要的鼓勵方向,尤其是污泥焚燒從“未提及”到“補(bǔ)充”再到“有序推進(jìn)”,被認(rèn)可度得到了明顯提升。而在污泥處置市場的新增項目中,2018~2023年,污泥焚燒項目規(guī)模占比達(dá)到了59.4%,且其中76%的項目為協(xié)同焚燒(據(jù)E20研究院不完全統(tǒng)計)。
圖2 污泥處理處置政策推薦技術(shù)變化
事實上,中國污泥處理處置的技術(shù)路線發(fā)展與國際情況也相去不遠(yuǎn),在填埋將被全面禁止的大背景下,土地資源豐富的美國及部分北歐國家,污泥消化、土地利用的比重扶搖直上,而在日本、德國等土地資源緊張的國家,污泥做成了肥料也沒地施,污泥的減量化才是最主要的目標(biāo),焚燒這種“終結(jié)者”的技術(shù)自然得到了大力發(fā)展。
02污泥協(xié)同焚燒成為我國重要方向
近二十年來,中國城市化進(jìn)程不斷加快,人口集中度上升,城市及周邊土地資源日益緊缺。但迥異于發(fā)達(dá)國家對污泥單獨焚燒設(shè)施及其配套設(shè)施興建的預(yù)先規(guī)劃,國內(nèi)對污泥治理的重視和污泥焚燒技術(shù)的發(fā)展都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,“重水輕泥”到“泥水并重”的轉(zhuǎn)變之路實在漫漫。好在東邊不亮西邊亮,污泥單獨焚燒設(shè)施高昂的投資成本和處置成本固然令人望而卻步,但建設(shè)飽和的國內(nèi)垃圾焚燒廠和建設(shè)成熟的火力發(fā)電廠、水泥窯為污泥焚燒提供了協(xié)同處置的路徑。
目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的污泥協(xié)同焚燒技術(shù)路線主要包括三類:燃煤電廠協(xié)同焚燒、生活垃圾協(xié)同焚燒、水泥窯協(xié)同焚燒。燃煤電廠協(xié)同焚燒技術(shù)工藝簡單、運(yùn)行投資管理費(fèi)用低,污泥摻燒可改善煤的著火性能,剩余熱量用于發(fā)電,資源化利用效益顯著。燃煤電廠協(xié)同焚燒在德國、荷蘭等國家應(yīng)用廣泛,我國南京、深圳、寧波等城市已有項目運(yùn)行。生活垃圾協(xié)同焚燒主要是將含水率40~60%的半干化污泥與生活垃圾摻拌后入爐焚燒,近年也出現(xiàn)了將含水率80%的污泥噴入焚燒爐的技術(shù)路線,但該工藝中,污泥含水率高熱值低,可起到降低爐溫的作用,但產(chǎn)能增加并不顯著。水泥窯協(xié)同焚燒主要利用水泥窯中高溫?zé)煔鉃闊嵩锤苫勰啵⒏苫蟮奈勰嗤度胨喔G中進(jìn)行協(xié)同焚燒,焚燒后產(chǎn)生的灰渣作為建材進(jìn)行二次利用。
雖然把污泥燒掉是徹底減量化的上上之策,但實操過程中仍然充滿著有關(guān)技術(shù)、市場、政策的多重困擾。既有焚燒設(shè)施系統(tǒng)處置污泥如何技術(shù)改造?污泥進(jìn)廠進(jìn)爐的質(zhì)量如何把控?增加污泥焚燒后煙氣處理、廢渣處理如何優(yōu)化進(jìn)階滿足法規(guī)要求?污泥焚燒前的干化或預(yù)處理工藝段的要求如何確定?焚燒設(shè)施運(yùn)行時參數(shù)和狀態(tài)如何調(diào)節(jié)和調(diào)控?這些問題很難得到一個統(tǒng)一的答案,究其原因,污泥處理處置的產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)前仍然是柔性的勞務(wù)鏈,各個焚燒項目在污泥協(xié)同焚燒的技術(shù)改造過程中沒有相關(guān)技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo),只能各行其是,“發(fā)明”出各種各樣的“創(chuàng)新技術(shù)”,但盤根問底,基本上都是難以復(fù)制且穩(wěn)定性存疑的工程改造措施。
03污泥協(xié)同焚燒相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還是空白
在政策的驅(qū)動下,當(dāng)前污泥焚燒處置的規(guī)模已較2015年增加了100%以上,超過了1000萬噸/年(其中60%左右為協(xié)同焚燒),但與超過6000萬噸/年的產(chǎn)生規(guī)模相比,污泥焚燒還得再狠狠加一把火。要把更多的污泥順利地投入既有或新建的焚燒設(shè)施中燒掉,就需要建設(shè)成熟的污泥焚燒/協(xié)同焚燒產(chǎn)業(yè)鏈,非如此不可建成可復(fù)制的項目模式。這里的產(chǎn)業(yè)鏈不再是柔性的勞務(wù)鏈,需要真正的技術(shù)與成熟的產(chǎn)品化支撐,完全走通技術(shù)路線的每一個環(huán)節(jié),避免在五花八門的“創(chuàng)新”中迷失了正確方向。當(dāng)然,污泥處理處置產(chǎn)品的技術(shù)要求與具體參數(shù),也需要符合當(dāng)前政策法規(guī)的技術(shù)規(guī)范和技術(shù)指南的指導(dǎo)。指南“指南”,彌補(bǔ)當(dāng)前污泥協(xié)同焚燒處置技術(shù)規(guī)范的空白也至關(guān)重要。
當(dāng)前國內(nèi)污泥焚燒相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范嚴(yán)重缺失,排放限值參照執(zhí)行《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2014),而技術(shù)規(guī)范方面僅有《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥焚燒爐》(JB/T11825-2014)與《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》(JB/T 11826-2014),污泥協(xié)同焚燒技術(shù)規(guī)范完全空白。
為此,E20環(huán)境平臺依托兩山標(biāo)準(zhǔn)化研究中心,協(xié)同中標(biāo)院資環(huán)分院、邀請上海市政工程設(shè)計研究總院,聯(lián)合華電環(huán)保系統(tǒng)工程有限公司、北京金隅紅樹林環(huán)保技術(shù)有限責(zé)任公司、瀚藍(lán)環(huán)境股份有限公司共同成立污泥協(xié)同熱處理國際標(biāo)準(zhǔn)研制工作小組,并由上海市政工程設(shè)計研究總院張辰大師出任發(fā)起人,遵循污泥處理處置標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(ISO/TC 275)標(biāo)準(zhǔn)工作的原則,提出污泥協(xié)同熱處理技術(shù)規(guī)范的國際標(biāo)準(zhǔn)草案。截止2024年2月底,《污泥協(xié)同焚燒技術(shù)指南》已完成草案,即將進(jìn)入國際標(biāo)準(zhǔn)的國內(nèi)立項環(huán)節(jié)。
該草案核心技術(shù)部分由污泥特性、污泥協(xié)同焚燒技術(shù)、協(xié)同焚燒設(shè)備設(shè)施、協(xié)同焚燒操作運(yùn)行管理組成。污泥特性章節(jié)涉及污泥來源與污泥主要性質(zhì)指標(biāo);污泥協(xié)同焚燒技術(shù)章節(jié)主要涉及燃煤電廠協(xié)同焚燒、生活垃圾協(xié)同焚燒、水泥窯協(xié)同焚燒三類當(dāng)前主流應(yīng)用的協(xié)同焚燒技術(shù);協(xié)同焚燒設(shè)備設(shè)施章節(jié)涉及污泥干化、污泥輸送、污泥焚燒、煙氣凈化、廢液處理、殘留固體廢棄物處理等工藝流程的技術(shù)設(shè)備與污泥系統(tǒng)焚燒設(shè)施建設(shè)的要求等;協(xié)同焚燒操作運(yùn)行管理章節(jié)則圍繞污泥協(xié)同焚燒設(shè)施設(shè)備在運(yùn)行過程中的操作管理事項展開,尤其是在增加污泥作為燃燒物后產(chǎn)生的變化及應(yīng)對措施。目前該草案的聯(lián)合編制單位包括燃煤電廠協(xié)同焚燒領(lǐng)域的華電環(huán)保、生活垃圾協(xié)同焚燒領(lǐng)域的瀚藍(lán)環(huán)境、水泥窯協(xié)同焚燒領(lǐng)域的金隅紅樹林,在未來國際標(biāo)準(zhǔn)的深入研制中,除污泥焚燒項目的建設(shè)運(yùn)行方,還將邀請更多污泥協(xié)同焚燒設(shè)備相關(guān)企業(yè)加入。
兩山標(biāo)準(zhǔn)化研究中心希望以污泥協(xié)同熱處理技術(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)工作為起點,建設(shè)污泥焚燒/協(xié)同焚燒領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)、產(chǎn)品、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系,助力污泥處置產(chǎn)業(yè)化升級,帶動中國優(yōu)秀技術(shù)、產(chǎn)品、項目走向國際,促進(jìn)污泥協(xié)同焚燒技術(shù)國際級交流,提升中國在污泥處理處置領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)。