年来,我国污泥处理处置技术取得了一定的进展,污泥处理处置方面的政策和标准也在逐渐完善。但面对社会发展对生物质能源以及环境质量提出的更高要求,我国污泥处理处置应以无害化为目标,以资源化为手段,实现污泥的安全处理处置与资源化,以解决污泥的最终出路问题。
随着我国经济持续快速稳定发展,我国城镇污水处理规模日益提升,污泥产量也相应增加。据统计,2019年我国污泥产量已超过6000万吨(以含水率80%计),预计2025年我国污泥年产量将突破9000万吨。但是,由于我国长期以来“重水轻泥”,污泥处理处置没有与污水处理同步提升,污泥处理处置问题未能得到有效解决,形势十分严峻。
我国污泥泥质特性及处理处置现状
污泥性质
污泥作为污水处理的副产物,富集了污水的污染物质(重金属、难降解有机物、持久性有机物、微塑料等)和营养物质(C、N、P等),源头上具有“资源”和“污染”双重属性。污泥中含有的丰富有机质可通过厌氧处理得到甲烷生物气(沼气)、氢气(H2)等热值较高的燃料,另外也能通过蛋白质提取等技术回收污泥中丰富的资源。处理后的稳定产物还能实现土地利用(营养物质、有机质稳定化处理产物)和建材利用(无机物)等,从而实现污泥的稳定化、无害化和资源化。
与发达国家相比,我国城镇污水处理厂污泥具有有机质含量低、含沙量高、产量大等特点,因而污泥处理处置技术路线的选择应结合我国城镇污水处理厂污泥的特定性质,充分考虑污泥的“资源”和“污染”双重属性,实现环境、经济和社会效益的最大化。
我国污泥的处理处置现状
国家“水十条”明确指出污水处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化和资源化处理处置,并禁止处理处置不达标的污泥进入耕地,从而保障污水厂污泥的全量安全处置,处理过程和处置环节不会对环境产生二次污染。
目前我国常用的污泥处理技术主要包括污泥浓缩技术、污泥脱水技术、污泥厌氧消化技术、高温好氧发酵技术、污泥热干化技术等。
经过处理的污泥需要进行安全处置。目前我国通常采用的处置方法有土地利用(农用)、焚烧、卫生填埋。但这些处置方式现在都遇到了不同程度的阻碍:土地利用对污泥泥质要求较高,污泥中重金属和其他有毒有害物质往往超标;由于污泥含水率较高,焚烧的能耗太高,不生态环保;卫生填埋通常遇到无地可埋的尴尬处境。
由于污泥处理处置责任主体及最终处置路线不明确、法律法规监管体系不完善及我国城市污水处理厂早期建设过程中存在的严重“重水轻泥”现象,当前我国污泥处理设施仅基本实现污泥的减量化, 并未真正实现“三化”,存在严重的二次污染风险。据统计污泥厌氧消化普及率仅为3%,远低于发达国家50%的水平。目前我国的污泥处理处置与发达国家间存在的差距主要体现在:我国污泥处理设施处理能力不足;污泥稳定化、资源化利用率不足;绿色生态化处置方式不足等。
研究展望
近年来,围绕“减量化、稳定化、无害化、资源化”的基本原则,我国污泥处理处置技术取得了一定的进展,热水解预处理、与餐厨等有机质协同的高级厌氧消化技术等污泥稳定化技术实现了良好的应用和推广,我国污泥处理处置方面的政策和标准也在逐渐完善。但面对社会发展对生物质能源以及环境质量提出的更高要求,我国污泥处理处置需要以无害化为目标,以资源化为手段,大力开发高效回收、利用污泥中能源与资源(生物质清洁能源及氮磷等)的技术,并在实现污泥中能源资源高效回收的同时,实现污泥中污染物的稳定化或高效去除,提高污泥处理产物后续利用的安全性,解决污泥的最终出路问题。
面临气候变化,能源资源短缺,环境容量缺乏等问题,“资源循环”是未来新技术创新的重点,巨大的市场需求和科技投入,相信会有一批适合中国国情的“污水污泥资源化利用新技术”进入市场。