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应提高污泥的可资源化利用程度
北京市市政工程设计研究总院副总工程师 黄 鸥
1 对污泥资源化利用的认识
城镇污水处理厂产生的污泥是可以进行资源化利用的。众所周知，污水处理厂是削减水污染物的重要设施，污泥作为污水处理过程的产物，一方面含有重金属、持久性有机物、细菌、病毒微生物、寄生虫卵等有毒有害物质，如果得不到有效的处理处置而造成污染，从严格意义上说是没有完成污水处理的任务。但是另一方面，污泥中还含有氮、磷、钾等植物营养成分、可利用的有机质以及一定的热值等，存在利用价值。因此对污泥的认识不能仅停留在其有害的一面，还要充分认识其有用的一面，在污泥处理处置工作中不应急于达到某个含水率填埋了事，应首先从污泥是否能够得到有效的资源化利用的角度出发，积极寻求可利用的途径，提高污泥的资源化利用程度。
在世界范围内，对污泥和城市其它有机质废弃物是可以循环利用的资源早已达成共识，涉及污泥资源化利用的处理技术已十分成熟，如厌氧消化、好氧堆肥等。在全球遵循可持续发展战略和减少温室气体排放的形势下，发达国家更是看重污泥的资源化利用问题，有些从20世纪80年代开始大规模进行污泥焚烧的国家目前也在进行反思，首先考虑将污泥中的生物质进行充分利用。去年笔者在日本参加亚太地区污水与污泥管理研讨会期间，得知日本将下水道重新定义为：收集从城市排放出的资源和能源并进行再生的设施，可见其对资源化利用的重视程度。
从实际情况看，我国的污泥还处在天天发愁找出路的窘态，几乎谈不上进行了资源化利用。截止到2010年，我国的污水处理能力已达1.22亿m3，年产脱水污泥2 060万t，其中约10%进行了堆肥处理，极少数量进行了干化、焚烧和建材利用，其余还在进行填埋处置。在已建成运行的2 600多座污水处理厂中，只有50多座处理规模大的污水处理厂建有厌氧消化设施，其中运行正常的不超过20座，污泥的资源化利用程度尚处在很低的水平。预计到2020年，全国污泥年产量将突破6 000万t，如果在资源化利用方面还不进行大力倡导并付诸行动，这一程度将会更低。换个角度来看，我国污泥的资源化利用有很大的空间。
从政策和指南等情况看，早在2000年的建设部、环保总局和科技部发布的《城市污水处理及污染防治技术政策》中就提到“日处理能力在10 万m3以上的污水二级处理设施产生的污泥，宜采取厌氧消化工艺进行处理，产生的沼气应综合利用”；2009年住建部、环保部和科技部的《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）》（简称“技术政策”）中提到“鼓励回收和利用污泥中的能源和资源”、“地方人民政府应优先采购符合国家相关标准的污泥衍生产品”等；2010年环保部的《污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则》中指出“污泥处理和处置技术的选择和管理应全面体现节能减排和循环经济的思想。”；2011年住建部的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》中提出“我国污泥处理处置应符合‘安全环保、因地制宜、循环利用、节能降耗、稳妥可靠’的原则”，并进一步解读“循环利用应是确定污泥处理处置技术路线时需考虑的重要方向。污泥的循环利用体现在污泥处理处置过程中充分利用污泥中所含有的有机质、各种营养元素和能量。污泥循环利用一是土地利用，将污泥中的有机质和营养元素补充到土地；二是通过厌氧消化或焚烧等技术回收污泥中的能量。”，说明国家对污泥处理处置资源化方面的政策不是空白。
从技术应用情况看，我国在厌氧消化、污泥集中厌氧消化、污泥与粪便共同厌氧消化产生沼气并加以利用方面，在好氧堆肥用于土地利用方面，在入电厂焚烧利用热值方面，在入水泥窑焚烧利用热值和替代粘土方面都有实际业绩。如行业内熟知的60万m3、/d处理规模的北京小红门污水处理厂，其厌氧消化产生的沼气用来拖动鼓风机，全年最大节电量约960万kw·h，占全厂年用电量的17%。沼气锅炉用于厂区供暖、消化池加热，全年节约天然气和电费总计约1 100万元，节能效果显著；大连夏家河污泥处理厂，以日处理市政污泥600 t计，产生的沼气经提纯处理后可日供天然气16 500 m3、，可解决4万户居民的用气，每年还可生产6万t腐殖土，可作为园林绿化营养土或填埋场覆盖土。其余还有污泥堆肥用于土地利用以及入电厂焚烧、入水泥窑焚烧的工程实例，说明我们能够掌握用于污泥资源化利用的处理技术。
2 影响污泥资源化利用的因素
笔者从实际工作中体会到，影响污泥资源化利用的因素主要有以下几个方面：
（1）政策要求与实际操作存在差距；
（2）缺少系统研究和规划；
（3）急于求成并烦于管理；
（4）资金投入不足。
在技术政策中至少有两次提到有关对污泥进行资源化利用的内容，如第1.5条中“污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化；鼓励回收和利用污泥中的能源和资源。……。”，第1.7条中“国家鼓励采用节能减排的污泥处理处置技术；……。”在实际工作中经常遇到这样的解读：一般常说的“四化”目标，即“减量化、稳定化、无害化和资源化”中，国家政策并没有要求非得“资源化”，只是鼓励而已，我们采用“短平快”的方法也没有错。这就容易造成撇开资源利用的意识而采用一些应急或临时的处理方法，对污泥的资源化利用是不利的。
污泥处理处置是污水处理的延续。我国的污水处理事业发展到现在取得了非凡的成就并积累了丰富的经验，各地的排水/污水专项规划水平很高，但污泥处理处置方面的规划内容还十分薄弱，有的连现况污泥产量、泥质特性等现状情况还没有摸清楚，没有同比联想到搞污水处理的时候先从水量水质入手的基本思路，造成污泥处理处置工作停滞不前或匆忙上马，因而也就谈不上考虑了污泥资源化利用问题。
目前在污泥处理处置工作中比较突出的问题是急于求成和烦于管理。所谓急于求成，是想尽快地解决污泥问题，倾向于达到某个含水率填埋了事，并没有加以系统研究和分析。比较典型的是向污泥中投加石灰或配方的处理方法，如果全国的污泥都采用这种方法，即使按照目前2 060万t一半的产量（1030万t），以每t污泥投加15%的生石灰计（一般为10%~30%），年消耗生石灰也多达154.5万t，客观上促进了生石灰的开采，多少个山坡就要被削掉了。我们并不否认在污泥处理过程中采用这些方法，在某种意义上说这类方法也是非常有效的，国外发达国家近几年也没有停止采用这些方法，有的建设规模还比较大，只是提醒在决策过程中是否应当首先从泥质上判断能不能采用资源化利用的技术。所谓烦于管理，最突出的是一提到厌氧消化就认为管理复杂，危险性太大等等，此外每个城市的绿化垃圾、粪便、餐厨等有机质废弃物都在单独处理，各自为战，将其联合处理、相互弥补所要进行的协调工作难度也较大。
资金投入不足是最为严重的问题。我国的污水处理费用中一直没有包括污泥有效处理处置的费用，在国家大力推进污泥处理处置工作的情况下，资金方面尤其显得准备不足、捉襟见肘。
3 促进污泥资源化利用的对策
促进污泥资源化利用的对策有以下几个方面：
（1）以积极的态度理解政策要求；
（2）进行系统研究和规划；
（3）拓展协同处理处置的思路；
（4）政府主导加大资金投入。
在进行污泥处理处置工作中应以积极的态度理解政策要求。早在2006年，笔者接触某市由国外著名咨询公司所做的污泥处理处置规划研究时体会到，污泥的资源化利用是首先要考虑的问题，排除法最为有效。在全面分析泥质特性的基础上，应首先从污泥的可资源化利用角度考虑污泥处理处置具体的方法和方式，在充分论证污泥确实不适合资源化利用的情况下再考虑采用其他途径。
系统研究和规划是污泥处理处置工作的龙头。开展任何一项研究规划工作首先需要 进行的是现状分析，因此对污泥进行系统的规划研究最大的好处是能够摸清“家底”，如污泥实际产量、与污水处理量及污水性质的对应关系、泥质特性、可用于污泥处理处置的社会资源等，当然更重要的是能够判断污泥是否可以进行资源化利用。有了这一工作基础，可以说污泥处理处置的工作完成了最重要的一环，起码可以避免走弯路。当年缺少污水系统研究规划，急于上简易污水处理项目而造成后续实施拆改的教训值得在污泥处理处置工作中吸取。
考虑将污泥与其它城市有机质废弃物进行协同处理处置可以拓展污泥资源化利用的途径。据资料统计，我国的有机废弃物产量居世界前列，其中农作物秸秆年产量达7.24亿t，茎叶等鲜料约10亿t，锯沫、刨花等木材加工业废弃物0.16亿t；畜禽粪便年排放量多达27亿t；城市生活垃圾年产生量在5～7亿t之间，其中有机生活垃圾约占50％以上。农畜产品加工、食品、酿酒、制糖、造纸、制革等行业也将产生大量加工废料，如糠醛渣、酒糟、造纸废液、污泥等。这些有机废弃物是重要的可再生资源，每年产生的有机废物中蕴涵的N、P、K贮量分别达到3.0×107t、2.5×107t和2.8×107t；作物秸秆、人畜粪便、有机生活垃圾和污泥中温厌氧消化的平均产气因子分别为 0.35 m3/kg TS、0.25 m3/kg TS和0.33m3/kg TS，污泥的产气因子一般为0.3m3/kg TS。近年来，在秸秆与粪便、生活垃圾与粪便、市政污泥与不同有机废物等联合厌氧消化研究方面取得较大进展，并相继在全国建立了几个示范工程项目，获得了良好的运行效果。如此看来，污水厂产生的污泥，尤其是有机成分含量较低的污泥是否能与秸秆、锯末及绿化垃圾一起进行好氧堆肥？是否能够与粪便或其它有机质废弃物进行联合厌氧消化？答案是肯定的。
在此说明两个问题，一是经常有人说，好氧堆肥找不到理想的调理剂。年初到韩国进行了考察，令人惊讶地发现韩国某污水厂用于污泥好氧堆肥的调理剂是从我国进口的木屑，“质量”上乘；二是经常遇到说污泥的有机含量低，不值得进行厌氧消化和好氧堆肥。其实人粪尿原本是污水的一部分，在我国大部分被化粪池人为分离开而单独进行了处理。计算显示，1座5万m3/d的污水厂，当污泥的有机成分在45%时就能利用自产沼气将本厂脱水污泥的50%左右干燥到含水率35%，如果将这些人粪尿回归到污水处理当中或直接回归到污泥处理当中，效果毋庸置疑，最起码减少了“各自为战”的重复投资。同样是韩国这个污水厂，其污泥连同其它2个污水处理厂的污泥及周边地区禽畜粪便、居民粪便一同进行了好氧堆肥处理。
加大资金投入对污泥处理处置工作乃至污泥的资源化利用是最为关键的，也是显而易见的。如前所述，我国的污水处理费是不包括污泥处理处置费用的，在资金有限的情况下，容易促生一些“短平快”的项目，将来就很有可能需要再投入更多的资金进行改造甚至重新建设，因此加大资金投入是十分必要的。在前不久结束的“2012（第四届）上海水业热点论坛”中有专家的说法十分深刻，就是现在我们消费1瓶0.8~2元之间的矿泉水是不用多加思索的，这一价格可是能够用来消费居民自来水用量的半吨左右。应当是考虑从自来水价格中征收污泥处理处置费用的时候了，虽然这是个敏感和复杂的问题。
4 结语
污泥的资源化利用是污泥处理处置工作的一个重要环节，是迟早要做的。既然迟早要做，为什么不尽早开始呢？如果说我们在进行污水处理事业之初对除磷脱氮的重要性认识不足，技术掌握不到位，造成相当一部分早期建设的污水厂必须提标改造成为经验教训的话，时至改革开放的今天，我们与全球的信息沟通是快速的，吸收新理念和对先进技术的引进与掌握是顺畅的，经济实力也不可同日而语，因此对污泥资源化利用的超前认识应该是有的，剩下的就是加大资金投入、进行系统论证、拓宽思路和付诸行动了。