「重水輕泥」現象已成困局 汙泥資源化處理亟待破題

汙水處理行業內「重水輕泥」現象十分嚴重，使得汙泥處理技術停滯不前。面對日漸增多的汙泥產量，如何有效、經濟地處理剩餘汙泥和實現汙泥資源化、能源化成為中國面臨的一個無法迴避的問題。
　　
　　「重水輕泥」現象已成困局 汙泥資源化處理亟待破題
　　
　　汙泥是什麼？它是汙水處理廠對汙水處理時產生的沉澱物及汙水表面的浮沫，其成分複雜，且含大量微生物、病原體、重金屬以及有機汙染物等，如果處理不當將會造成嚴重的二次汙染。關於如何處置汙泥已成為世界各國關注的重點。而目前汙泥的處理處置手段主要是焚燒、填埋、排海以及土地利用等，但因為汙泥本身含水率高、工程性質差又含多種汙染物特點，上述的處理辦法受到了不同程度的限制。
　　
　　處置表現多不合格
　　
　　治水不治泥，等於白治理。
　　
　　這麼多年，汙水處理設施建設取得巨大成就，但相伴隨的一個問題是，汙水處理的副產品——汙泥去哪兒了？
　　
　　日前舉行的「2015汙泥高峰論壇」上，住房與城鄉建設部城建司水務處處長曹燕進表示，根據住建部2015年年初調查，目前中國各地城鎮汙水處理廠產生的汙泥無害化處置率約為56%。餘下的汙泥中，約三分之一採用「臨時手段」處置，此外還有百分之十幾的汙泥不明去向。
　　
　　目前在行業內，「重水輕泥」現象依然嚴重，對汙泥的去向的追問大多止於「汙泥外運」，實際上大量汙泥沒有得到穩定化處理處置。土地填埋、露天堆放和外運的汙泥絕大部分屬於隨意棄置。據住建部統計，截至2014年底，近60%的省市汙泥處置項目進度未能與規劃要求同步，差距較大。
　　
　　無害化是汙泥處理處置前提
　　
　　城市汙泥必須在穩定和無害的條件下，才能進一步考慮其資源化利用問題
　　
　　「水十條」規定，禁止處理處置不達標的汙泥進入耕地。主要疑慮包括病原菌傳播、化學物質、燒苗、病蟲害、雜草控制和惡臭。汙泥堆肥過去是經濟的資源利用方式，通過微生物的發酵作用，將有機廢棄物中的有機物分解、腐熟轉變為肥料。在發酵過程中，可被生物降解的有機物轉化為相對穩定的腐殖質物質。
　　
　　有業內人士表示，隨著環境汙染的加劇和重金屬的沉積，城市汙泥直接堆肥顯然是不可取的。在目前條件下，城市汙泥必須在無害化處理或者確保環境安全前提下，即在穩定和無害的條件下，才能進一步考慮其資源化利用問題。城市汙泥的處理處置可以追求資源化和經濟效益，但要以無害化為首要目的。
　　
　　同濟大學環境科學與工程學院院長戴曉虎認為，汙水中約30%~50%的COD轉入到了汙泥中，轉入汙泥的氮約30%~45%，磷約90%。如果汙泥不及時進行處理處置，從節能減排的角度上，汙水處理設施只做了一半或者2/3的工作，所以汙泥處理處置是汙水處理或節能減排當中很重要的一個環節。
　　
　　汙泥常規處理方式
　　
　　目前，我國常規汙泥處理的方法主要有：衛生填埋、外運棄置、焚燒、汙泥堆肥和熱幹化等多種處理技術。
　　
　　汙泥的土地利用
　　
　　汙泥的土地利用形式主要有：汙泥農用、汙泥用於森林與園藝、廢棄礦場等場地的改良等。汙泥的土地利用是一種資源化的、變廢為寶、化害為利的處置方式。在美國，約有45%的汙泥採用土地利用的方式進行處置。
　　
　　汙泥堆肥
　　
　　堆肥是利用汙泥的微生物進行發酵的過程。在汙泥中加入一定比例的秸稈、稻草、木屑或生活垃圾等膨鬆劑和調理劑，利用微生物群落在潮溼環境下對多種有機物進行氧化分解並轉化為類腐殖質。經過堆肥的汙泥質地疏鬆，容量減小，使汙泥的肥效提高並易於被農作物吸收，含有多種植物生長促進劑，這樣即可充分利用汙泥又可將汙泥作最終處置。
　　
　　汙泥的熱幹化
　　
　　熱幹化是利用熱能將汙泥烘乾，它的高溫滅菌作用能殺死病原菌和寄生蟲卵，使汙泥快速乾燥，避免了臭味對周邊環境的影響。熱幹化後的汙泥減容特別明顯，體積可縮減75～80%，製成的高效顆粒肥，便於儲藏和運輸。由於採用熱幹化技術，汙泥性能得到了改善，可完全達到衛生學指標，可作為替代能源，也可作土地利用。
　　
　　汙泥資源化、能源化新技術
　　
　　新型汙泥處理技術主要有厭氧消化法、熱液處理法、超臨界水氧化法、溼式氧化法、熱解法、氣化法、微波輻射法等。
　　
　　目前，厭氧消化是最流行的汙泥穩定技術。汙泥厭氧消化是一個多階段的複雜過程，完成整個消化過程，需要經過三個階段，即水解酸化階段，乙酸化階段，甲烷化階段。上述在轉換過程產生生物氣，用於產熱和發電等。但其有一個較大的缺點，即產氣效率較低。熱液處理法、超臨界水氧化法、溼式氧化法、熱解法、氣化法則需要高溫、高壓條件，耗能大且硬體設施要求較高，投資成本高，應用並不廣泛。而微波輻射法則是最近新興的技術。
　　
　　微波輻射加熱與傳統加熱法比較可知，微波輻射加熱使汙泥高效加熱、水解，脫水性能和厭氧消化性能得到改善。此外，微波處理技術不需要投加任何化學藥劑，不會向汙泥中帶入新的汙染或對微生物有毒的物質，使後續處理效率更高；直接利用微波在隔絕空氣條件下熱解汙泥，獲取氣態、液態燃料產品；利用微波的高效加熱作用，可破解汙泥胞外物質和細胞壁，改善汙泥可生化性能，促進汙泥厭氧消化。
　　
　　儘管汙泥處理處置行業目前的確存在不少問題，但毋庸置疑的是，城市汙泥的資源化利用前景十分廣闊。2015年4月16日出臺的「水十條」明確提出進一步推進城市汙泥處理處置，現有汙泥處理處置設施應於2017年底前基本完成達標改造，地級及以上城市汙泥無害化處理處置率應於2020年底前達到90%以上。
　　
　　針對汙泥處理處置行業下一步的發展策略，曹燕進建議：一方面要繼續堅持無害化處理和資源化利用並舉；另一方面，要多與其他行業進行互動，走跨行業融合發展之路。
　　
　　（資料參考：中國科學報、中國環境報、慧聰水工業網、中國建設報）

編輯：陳丹丹