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2018年第5期——关于集中处理市政污泥的若干建议

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关于集中处理市政污泥的若干建议


南京可再生能源学会

建议人:

张后雷  南京可再生能源学会副理事长,南京理工大学教授

刘心志  南京可再生能源学会生物质专业委员会主任

南京理工大学副教授

王  军  南京可再生能源学会理事长,东南大学副教授

赵孝保  南京可再生能源学会副理事长,南京师范大学教授

一、背景

污泥包括市政污泥和工业污泥两大类,其中市政污泥是市政污水处理过程中产生的高含水率(80%-85%)废弃物,属于对环境危害性极大的固体废弃物,其处理主要是无害化问题。

我国“十二五”污泥产量数已达到约3500万吨/年的水平,随着我国经济与社会的发展,市政污水处理厂将全面延伸到县乡一级,此外还有大量的工业污水处理厂,由此产生的污泥产量将快速增加,给污泥处理带来严重挑战。

常用的污泥处理方法包括海洋投弃、填埋、土地利用、热水解、直接焚烧、干化-焚烧一体化等,其中海洋投弃、填埋、土地利用会带来严重的二次污染,热水解会产生高浓度有害浓缩液难以处理,直接焚烧高含水率污泥从技术和经济角度均不合理,干化-焚烧一体化是目前主流的实现污泥彻底无害化的合适技术路线,特别是低能耗干化-高温焚烧一体化技术是目前最有推广价值的污泥处理技术。

就目前的污泥处理现状而言,从技术角度看,目前的污泥处理项目有不少并未达到彻底无害化的目标,有些还造成了严重的二次污染;从经济角度看,目前的污泥处理项目成本(投资与运营)仍然较高,特别是处理能耗较高;从污泥处理工程实施角度看,污泥处理系统及其辅助设施对密封性要求高,相应的污泥处理厂需要占用一定的土地,厂周围还需要必要的隔离空间,作为市政污泥主要产地的大中城市周边可用土地日益紧张,选择污泥处理厂址十分困难,建设成本高昂;从社会角度看,大多数公众不希望在自己的社区附近设置污泥处理厂,选择污泥处理厂址还面临着较大的社会舆论压力。综上所述,污泥处理是必须同时考虑技术、经济和社会三方面问题的复杂工程,必须从我国社会发展的总体要求来分析。

二、南京市污泥处理现状与问题

南京是长三角地区的中心城市之一,随着人口的不断增长和经济的日益发展,需要处理的污水量及由此产生的污泥量也日益增加。根据《南京市城市污水处理厂污泥处理处置专项规划》提供的数据,目前南京市城市污水处理厂共计25座,处理能力约为146万m3/d,污泥产生量为219t/d(干重),预计2030年污水处理能力约为414.5万m3/d,污泥产生量为621.75t/d(干重);南京市乡镇污水厂处理能力约为10.6万m3/d,污泥产生量为15.9t/d(干重),远期处理能力约为27.6万m3/d,污泥产生量为41.4t/d(干重)。

目前南京市市政污泥处理方法主要为土地利用、填埋、建材利用、焚烧等。采用何种方式处理污泥,与污泥的成分有关,而污泥的成分又与污水处理厂进水水质及污水处理厂运行状态有关,随着城市建设的发展,污泥性质可能也会随时变化。目前存在的主要问题包括:

1、污泥处理地点分散、技术路线多样,不便于实施在线监测是否真正实现了污泥无害化处理;

2、污泥处理技术水平尚待提高,污泥处理成本尤其是能耗较高;

3、目前的污泥处理厂均建于地面,带来一系列问题,随着污泥处理量的日益增加,污泥处理厂的选址将日益困难、占地成本日益昂贵、社会舆论压力日益增大。

三、具体建议

(一)制定并实施污泥处理全流程在线监测

建议由南京市环保部门负责对污水处理厂产生的污泥及其处理实施全流程在线监测,以确保污泥处理的彻底无害化(依据国家排放标准)。

(二)集中处理污泥

建议统一规划和建设,在未来逐渐将所有的污泥集中在少数几个污泥处理厂统一处理,目前分散处理污泥仅作为过渡措施,择时取消。根据污泥有害成分的不同,对污泥处理方法进行适当分类,提高处理效率、降低处理成本。从技术和运行角度,污泥处理厂应提供对不同污泥的不同处理模式。

(三)建设地下污泥处理厂示范工程

未来利用地下空间建设污泥处理厂,可节省宝贵的地面土地,由于具有较强的隐蔽性,可避免地面污泥处理工程所面临的社会舆论压力;同时从技术角度看,更容易实现高密闭性,即更容易消除因故障和维修所导致的气体泄漏对周边环境的不利影响。建议提前开展地下污泥处理厂的可行性研究,择时建设示范工程,形成权威性的技术指南和工程指南。

该示范工程应遵循以下原则:

1、符合污泥处理长期规划;

2、技术上要做到彻底无害化,同时采用模块化设计,易于复制拓展;

3、建设和运营经济性要达到国际国内一流水平;

4、示范工程的污泥处理量可由相关领域专家评估确定;

5、示范工程建设和运行是市政环保工程,建议由南京市相关部门牵头,同时吸引各方面社会资源参与,可以尝试灵活的投资和运营模式。

(四)采用先进的低能耗焚烧污泥处理技术

市政污泥处理应以无害化为首要目标,从目前和未来一段时间的发展趋势看,低能耗高温焚烧技术是污泥处理的主流方向,建议优先考虑,但未来采用何种技术应持开放态度。

(五)通过示范工程,引领污泥处理产业发展

污泥处理涉及到装备制造、工程建设和运营管理等多个方面,示范工程的建设可吸引市场力量(企业)参与,对于相关领域的发展将起到激励作用。

(六)南京地区城市群制定统一的污泥处理长期规划

建议南京市组织相关领域专家(包括高校、研究设计院所和企业等多领域多专业专家)进行详细的调研及可行性研究。

1、调研内容重点包括:

(1)污水处理和污泥产生现状及未来变化趋势;

(2)南京市及周边可用地下空间现状及未来变化趋势;

(3)污泥处理技术现状及未来发展趋势等。

2、可行性研究主要包括:

(1)国内外利用地下空间处理污泥的现状评估;

(2)污泥彻底无害化技术评估;

(3)污泥处理中心选址,即根据南京及周边地区污水处理发展规划及地下空间资源选择合适的污泥集中处理地点;

(4)技术可行性,包括处理前湿污泥和处理后达标排放物料的运输、污泥处理与地下工程的结合、运行管理模式等;

(5)经济可行性,包括建设、运营成本及对未来的预测等。

总之,在充分调研和可行性研究的基础上,形成南京地区污泥处理顶层设计;通过高起点、高标准地下空间污泥处理示范工程的建设,积累设计、装备制造、工程施工和运营管理等多方面经验,为扩大规模和长期发展奠定基础;通过南京地区的实践,为国内其他地区提供借鉴和支持;通过示范工程的引领作用,推动污泥处理行业的进步,由此产生良性连锁效应。