2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会 (第十届)日程暨邀请函
 
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放大字体  缩小字体 发布日期:2019-01-08  浏览次数:91
核心提示:污泥的困境在何处? 污泥的处理处置问题是我国目前生态环境治理领域的一块“硬骨头” 作者:杭世珺 傅涛 戴晓虎 王凯军 杨向平

2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会 (第十届)日程暨邀请函
 

污泥的困境在何处? 

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近三十年来,我国城市污水处理得到了长足的发展,有效支撑了我国快速的城市化进程。污泥作为污水处理的副产物,随着污水处理的深化,其重要性日渐突显。新时代之下生态环境治理有了更高目标。污泥处在污水处理产业链的末端,问题和矛盾已经难以向产业下游推移。因此,污泥问题的集中爆发,正是城市发展深层次矛盾的体现。 

引言

城市排水和污水系统好比城市的静脉,是城市发展的重要依托。近三十年来,我国城市污水处理得到了长足的发展,有效支撑了我国快速的城市化进程。污泥作为污水处理的副产物,随着污水处理的深化,其重要性日渐突显。污泥处置不当,会给生态环境带来二次污染,导致污水处理的效果大打折扣。

早在十四年前,污泥问题就引起行业内专家的关注。2004年,由清华大学环境系和中国水网联合主办的第一届水业高级技术沙龙即以“污泥处理处置技术路线”为主题,并于当时发布了“绿皮书一:污泥处理处置的认识误区与控制对策”,为污泥处理处置理清了管理体制以及技术路线上的认知误区,在很大程度上推动了后来我国污泥处理处置事业的发展。

十四年过去了,我国的污泥处理处置技术路线基本成熟,然而污泥处置存在的问题却越来越严峻:污泥问题一直没有引起足够的重视,资金可持续投入无持续性保证,污泥的过渡性处理比重大,最终处置率低。污泥的最终出路已经跨出了行业本身,全国各地都不同形式和不同程度的出现了因污泥最终出路无法解决而导致的困局。

新时代之下生态环境治理有了更高目标。污泥处在污水处理产业链的末端,问题和矛盾已经难以向产业下游推移。因此,污泥问题的集中爆发,正是城市发展深层次矛盾的体现。

如何系统地解决污泥的出路问题,E20绿色发展研究中心召集行业专家,组织了一场“污泥处理处置闭门会”,围绕污泥困境、最终出路,进行了专题讨论,在此基础上,组织撰写了“绿皮书:污泥的困境如何破?”,供各界参考。主要执笔人为杭世珺、傅涛、戴晓虎、王凯军、杨向平。

1. 污泥无害化处置率不足45%

近年来,随着城市化进程的加快,我国城市污水处理量不断提高,污泥的产量也呈现出逐年增长的趋势,但我国“重水轻泥”的现象一直存在,污泥的无害化处置率依然很低。

污泥无害化处置率仅不足45%。根据住房与城乡建设部数据,截至2017年底,全国城镇累计建成运行污水处理厂4119座,污水处理能力达1.82亿立方米/日。根据E20研究院发布的报告测算,2017年,污泥(80%含水率)产量4328万吨/年,日产11.86万吨。预计到2020年,我国湿污泥(80%含水率)年产生量可达5075万吨,日产生湿污泥(80%含水率)量达到13.90万吨。污泥快速增长的同时,却面临处理处置能力的不足。根据E20研究院的数据显示,“十二五”末,我国城镇污泥无害化处理率仅为31%-35%左右,不到“十二五”所设定的无害化处理率目标70%-80%的一半;“十三五”、“水十条”再定下75%-90%无害化处理处置率目标,时间行至一半,目标依然相差甚远。2017年底,我国污泥无害化处置率的目标完成率不足45%。

处理能力的不匹配,处置路线不畅通导致大量的污泥还没有被妥善处理处置。

E20研究院数据显示(如下图1所示),当前全国污水处理厂产生的污泥,50%以上以卫生填埋的方法进行了处理处置,15%的污泥进行了土地利用,6%的污泥以焚烧的方式进行处理,8%的污泥经处理处置后进行了建筑材料利用,约18%的污泥去向不明。(注:之所以说18%的污泥不知去向,是因为在调研时,此部分污泥产生量的单位在处置方式上选择了其他处置方式的污水处理厂,很大程度上是对污泥进行了不当处置,去向不明)。一半以上的含水率80%的湿污泥采用了填埋的简易处置方式,这种方式是一种过渡性措施,二次污染的风险严重,而且,目前很多地方已经没地可埋。

图1 污泥处置方式占比图(数据来源:E20研究院))

如此低的无害化处理处置率,也正反映了全国各地的困境。

即便在核心城市,也面临污泥困境。在首都北京,近两年加大了在污泥处理处置领域的投资力度,主城区污水处理厂所产生的约100万吨/年污泥,选择“热水解预+高级厌氧消化+土地利用”的工艺路线,基本实现了污泥减量化、稳定化、无害化处理,并实现了部分能源的回收和利用。但该工艺路线所产生的污泥残渣的出路尚未得到有效解决。而郊区的污泥,当前基本以填埋为主,都面临无处可埋的境地。

其他城市的情况更是不容乐观。在沈阳,2007年至2013年产生的约150万吨污泥,全部堆存在浑南区祝家庄污泥临时堆放场,曾填满11个大泥坑,占地31.2公顷。严重危害了地方的生态环境和居民的身体健康,目前已开展一系列整治工作。在哈尔滨,松花江畔的一家污水处理厂院内,巨大的警示牌彰示着一个巨大污泥坑。污水厂的从业人员提到污泥眉头紧皱,“就没一个最终解决的办法,电厂也送,其它县区也送,查紧了就在厂堆着”。

在对生态环境问题已相当重视的江、浙一带,偷排事件在环保督察之下依然一再发生。浙江桐乡市凤鸣街道新开源制衣有限公司,2018年被查出每天晚上,偷排污泥几十吨;江苏盐城市草庙镇川东工业园的旺恒纸业有限公司每月有两三百吨污泥被企业偷偷填埋,环保督察一再要求其整改,都没有解决问题;2016年江苏泰兴市滨江污水处理有限公司被举报在长江岸边违法倾倒数万吨污泥,快两年过去了,中央第四环保督察组暗访发现,问题不仅没有整改,而且污泥堆积量还大幅增加,给周边环境和长江水质安全带来巨大威胁,污泥仍无处可去。

污泥已在围城,全国各地都在以不同形式告急:污泥没有出路。

2. 有钱还是没钱?

有人把污泥不能有效处置归结为没钱。

三个“五年”规划污泥投资近千亿。“十一五”“十二五”“十三五”的《全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》规划中,在污泥处理处置的投入上,国家均有明确的目标,三个“五年”规划中对污泥处理处置的投资总额达964亿,仅“十一五”、“十二五”两个“五年”计划规划投资就达670亿。

图2 污泥处理处置规划投资与实际投资对比图

处置污泥,到底需要多少钱?以2017年全国湿污泥产生量11.86万吨/日为标的,按成本相对较高的处理工艺焚烧方式进行测算(建设费用50万元/吨),也只需累计投入约593亿元,相对于国家每年对生态环境治理领域的投资,这并非是一个大的数目。若能保证规划内资金的全部到位,“十二五”末就能妥善解决全国的污泥问题。即使到2020年,日产13.90万吨湿污泥,按焚烧的技术路线计算成本,累计投资总额695亿元,三个“五年”计划的资金964亿如果能到位足以完成我国污泥的处理处置任务。

实际投入有多少呢?根据住建部统计年鉴中的数据显示(图2是污泥处理处置规划投资与实际投资对比图),“十二五”期间我国我污泥的固定资产投资只有110亿元,仅完成了31.7%的指标,这正好与我国“十二五”末31%-35%的污泥无害化处理处置率相吻合。而在“十一五”期间,污泥处理处置问题还没有引起足够的重视,所以实际投资率更低,按25%的投资率估算,“十一五”期间我们估计约投资80亿元,所以“十一五”、“十二五”污泥处理处置的总投资不超过200亿元,仅不到计划规划投资的30%;预计“十三五”末投资额达到113亿元,仍然不能完成目标投资。

污泥处理处置的运行费用也未能得到有效落实。污泥处理处置运行费用占污水处理运行费用的20-30%左右,由于长期以来“重水轻泥”,对污泥作为污水处理的副产物污染危害认识不足,污泥处理处置设施的运行费用也未能和污水处理费用同步落实。

3. 技术到底行不行?

算完资金账,我们再来看看处理处置路线的现状。十四年前的首份绿皮书我们理清了管理体制以及技术路线上的认知误区(绿皮书一:污泥处理处置的认识误区与控制对策),十四年过去了,污泥处理处置早已形成了四条主流技术路线,即深度脱水+填埋技术(过渡性)、干化焚烧+填埋/再利用、好氧发酵+土地利用、厌氧消化+干化+土地利用。

来看看这四条主流技术路线的发展现状:深度脱水+填埋技术,由于其存在二次污染、占地大等问题,正在逐渐被越来越多的城市所禁止;干化焚烧+填埋/再利用,我国污泥有机质低、含水率高,焚烧成本高,缺乏技术衔接标准,邻避效应严重,只能消纳一少部分污泥;好氧发酵+土地利用、厌氧消化+干化+土地利用,均为土地利用路线,由于部门间没有切实可行的衔接标准,上下游配合不到位,最终符合土地利用标准的污泥未得到真正有效的资源化利用。

无论是哪种技术,最终都没有走通,因为污泥没有融入到产业链中。所以污泥的处理处置问题归根结底不是技术的问题,是技术路线没有走通,产业没有融通,政策缺乏贯通。

4. 系统设计陷入误区

既然我们不缺污泥处理处置的技术,政府也不是没有钱投资污泥基础设施建设,那技术路线为什么走不通?地方政府对污泥处理处置设施的投资为什么不落实?

我们看到,不管是污泥的规划投资,还是污泥技术路线的设定,污泥始终没有跳出市政的圈子,污泥的处理处置是污水处理产业链的末梢,没有价值,政府的职责就是使其无害化,所以污泥一直是市政领域的“成本中心”,是环境治理的负担,虽然政府有大量的资金支持城市基础建设、支持生态环境建设,但是政府要先把钱投在政府认为重要的领域,对污泥处理处置的投资只是九牛一毛,污泥没有被重视。

所以污泥的处理处置问题没有解决是系统设计出了问题。污泥被当成废物,无害化当成污泥处理处置的最终目标,资源化只是政府鼓励发展方向之一。

而且,长期以来我国对资源化也存在一定的误区,认为污泥堆肥就是资源化,污泥由废物变成广义上的资源就是实现了资源化,资源化后还要变成商品,跟市场衔接,要由“成本中心”走向“利润中心”,转化成经济效益,融入到生态系统中,形成新的经济循环体系。所以污泥处理处置问题是一个系统性问题,仅仅实现无害化是不够的。

5. 解决污泥问题的核心:跳出市政看待污泥,系统问题系统化解决

在我国生态环境被极度重视的今天,污泥处理处置作为生态环境治理的重要一环,要融入到整个生态系统中,融入到城市的绿色发展之中。污泥系统化循环不是现有的市政体系所能全面容纳的,在现有的管理和技术体系内,污泥难以实现自身的系统闭合。所以要跳出市政系统来处理处置污泥,系统化解决污泥处理处置的问题。

如何系统化解决好污泥处理处置问题,还在于政府层面的推动。政府作为城市环境的主要责任主体,需要解决如下几个方面的问题:

(一)两山理念做顶层设计

目前我国进入生态文明建设的新时代,随着我国社会、经济、产业不断平衡、充分的发展,未来产业间将形成新的产业链闭合循环,产业链将没有末端,整个生态循环将趋于均等。垃圾、污泥无处可堆,要资源化“变废为宝”参与到物质流、能量流的循环中,融入生态系统中,产生新的价值流,从“绿水青山”中获得“金山银山”,这就是两山经济。

在这个闭合循环之中有些环节仅仅靠市场不能畅通,就需要政府的助力。所以,政府在做系统设计时必须要超出市政部门做规划,要做整个生态循环、经济循环的产业发展规划,要用两山思维进行系统设计,跳出市政看待污泥,污泥是生态循环链中的价值奇点,是“中转站”,下一站将是农业、能源(沼气)、建材等领域,整个产业链将是一个闭环。污泥作为价值奇点,也是整个产业链上价值最大的接驳站。

地方政府还要充分考虑污泥处置模式的经济适用性问题,污泥处置的出路问题。如果经济上不通,需要政府补助;经济上可行了,才能将系统整体拉动。其最基本的方法是要由末端反推前端,根据城市现有自然条件、环境容量、产业现状、经济水平等条件确定污泥的消纳去向,确定接驳站的接驳方式,从而确定污泥的处置方式,处置方式再反推处理方式,由处理方式影响污水处理方式和收集方式,做到整个链条的融通,整个生态系统的最优化。从而找到适合城市发展的技术路线和产业发展路线。

(二)积极引导、鼓励和推动污泥的资源化、能源化发展路线

跳出市政看待污泥,污泥不仅是“污染物”,还是“资源”。目前我国面临能源危机、资源短缺、全球气候变化、土壤退化矿化等诸多挑战。污泥中不仅含有的大量有机质资源,而且还有氮、磷、钾等土壤必须的营养元素,回收污泥中有价值的资源,实现污泥营养物质资源的土地利用,可以支撑我国低碳经济和可持续发展目标的实现。这需要在更高的价值尺度上进行评价。

发达国家的经验告诉我们,政府明确的资源化、能源化路线是解决污泥最终出路的关键。所以推动资源化、能源化发展路线是打通污泥整个生态链条、系统化解决污泥问题的关键。两山理念就是要突破传统的无害化思路,找到污泥的价值奇点,实现污泥由“污染物”向资源、能源的转变、向“金山银山”的转变。如此,能源化、资源化双线并举,污泥就是资源、就是新能源,污泥处理处置工厂不再是废物工厂,而变成资源工厂、能源中心。

(三)政策、标准是重要保证

近年来,相关污泥的规划及技术政策逐步出台,主流技术路线已基本形成,但是没有走通。对此,政府要因地制宜的制定更加明确和确定的技术路线,针对不同地区、不同规模、不同泥质的污泥出台更加明确的指导意见。如在偏远、落后的小城市鼓励堆肥、土地利用的路线等;大中城市鼓励采用厌氧消化,走高端有机肥的发展路线等;工业污泥走干化焚烧的路线等。

鼓励污泥资源化、能源化发展路线。突破现有的产业体系,深度挖掘污泥资源化产品的价值,使污泥产品从“低端”应用领域走向“高端”,创造更多的价值增量。这需要系统的支持:技术政策方面,对现有的技术路线进行重新论证,需要政府从资源化利用、产业发展的角度出台全产业链的技术评估评价体系,以推动资源化、能源化技术的有效应用;资金方面,从国家资源综合利用和可持续发展的角度对采用资源化、能源化的技术及企业进行政策性补贴,如:可再生能源补贴、碳减排交易等政策;市场运作方面,政府采购优先使用污泥资源化产品,在市政园林绿化中,优先采购污泥产品肥料,还可借鉴韩国经验,在发电公司的整体发电量中,必须采购一定比例的污泥协同焚烧发电量,等。标准方面,建立与产业循环相匹配的上下游产业有效衔接的标准,建立相应的评估评价标准体系,等。

(四)解决好费与价的问题

在污泥的整个产业链中,污泥的处理处置要实现减量化、稳定化、无害化,属于市政领域的范畴,是地方政府的不可推卸的责任:在专项投资方面,地方政府要按照《全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》,保证污泥处理处置基础设施的建设和资金的投入;在运行费用方面,政府要尽快理顺污泥处理处置和污水处理的关系,制定合理的污泥处理处置收费机制。由发改委价格司牵头,协商财政部,在全国范围内强制要求地方污水处理中明确污泥处理处置费用,并尽快提升污水处理收费标准,覆盖污泥处理处置成本。在污泥处理处置收费机制尚未形成之前需要出台相应的补贴政策,并尽可能的扩大补贴覆盖范围。

污泥产品价格方面:通过资源化、能源化实现污泥的商品化、市场化属于企业运作范畴,是企业通过技术创新、模式创新得到的额外收益,是污泥参与到生态循环中得到价值增量,这部分收益归企业所有,由企业根据市场情况自主定价。

(五)各责任主体协调配合,系统化推动

跳出市政看待污泥,污泥是整个生态系统的重要组成部分,所以要处理好各环节责任主体的关系,即政府、各部门、企业的关系:中央政府统一协调,要从生态文明、绿色发展的角度做好顶层设计,系统推动;地方政府和市政公共服务部门要履行环境公共服务和社会管理的责任,保证资金投入,做好污泥的无害化处理;生态环境部门解决好环境监管问题,最大限度地减少污泥的污染;农业部门解决好污泥进农田、污泥堆肥生产的其他肥料产品对农作物的影响及潜在的食品安全问题;发改部门解决好污泥的能源化以及能源利用问题;污泥处理处置设施运营企业负责污泥的安全处理处置。所有的这些问题需要各责任主体各施其责,协调配合,形成合力、系统化推动。

(六)强监管机制是有力保障

政府有关部门须高度重视污泥处理处置的问题,建立长效的监管机制,源头监管,推动各责任主体的职责到位:一是开展污泥处理处置专项督查,对污泥的来源、去向的监督核查;二是加强污泥泥质的检测监管,防止二次污染;三是加强对污泥专项资金的督导和监管,保证污泥处置设施的建设;四是建立全面的问责考核、奖惩制度,将污泥科学纳入政府监管的序列,对监管中发现的违法行为给予严厉处罚。强监管机制是系统化解决污泥问题的有力保障。

污泥的处理处置问题是我国目前生态环境治理领域的一块“硬骨头”,要改变发展思路,用两山思维看待污泥,将污泥处理处置当作循环起点和价值奇点,这是解决污泥问题的根本出路。本文作为继“污泥处理处置的认识误区与控制对策”绿皮书之后的又一次发声,希望能引起政府的重视,跳出市政看待污泥,使污泥由“黑山泥山”变成“绿水青山”,由“绿水青山”走向“金山银山”。

来源:中国水网

作者:杭世珺 傅涛 戴晓虎 王凯军 杨向平

 
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