生活污水處理廠污泥資源化利用現(xiàn)狀分析

銅仁市生態(tài)環(huán)境局松桃分局固廢中心 馬應(yīng)瑞

城鎮(zhèn)生活污水處置設(shè)施是城鎮(zhèn)化進(jìn)程中必須建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展和居民安全健康生活的重要保障，是大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，強(qiáng)化城鎮(zhèn)生活污染治理，改善水環(huán)境質(zhì)量的重要舉措。城鎮(zhèn)污水處理廠污水處理過程中產(chǎn)生的污泥，是由細(xì)菌、無機(jī)顆粒等要素組成，會(huì)污染生態(tài)環(huán)境和威脅人類健康[1]，因此，科學(xué)有效的處置污泥至關(guān)重要。

一、城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)生情況

截至2019年底，全國(guó)共建成運(yùn)行城鎮(zhèn)污水處理廠5476座，年污泥產(chǎn)量達(dá)3904萬噸（含水率按80%計(jì)）。“十二五”末期貴州省城鎮(zhèn)污水設(shè)施處理能力達(dá)268.76萬立方米/日，“十三五”期間計(jì)劃新增污水處理設(shè)施規(guī)模152.90萬立方米/日。城市污水處理過程中產(chǎn)生的污泥是污水體積的0.3%-0.5%[1]，在全省城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施正常運(yùn)行的情況下，預(yù)計(jì)2020年年產(chǎn)生污泥約115萬噸(以每萬噸產(chǎn)生干泥1.5噸，污泥含水量80%計(jì)算）。如果對(duì)污水進(jìn)行更為深度的處理，其產(chǎn)生量會(huì)增加0.5-1倍[2]，預(yù)計(jì)年污泥產(chǎn)生量達(dá)173萬噸（以產(chǎn)量增加0.5倍，污泥含水量80%計(jì)算）。根據(jù)《貴州省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二O三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》，十四五時(shí)期，貴州省推動(dòng)城市黑臭水體清理工程，推進(jìn)城鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)、處理等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，全省城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施規(guī)模將進(jìn)一步增大，隨著污水處理設(shè)施配套管網(wǎng)建設(shè)逐步完善，雨污分流管網(wǎng)改造進(jìn)一步推進(jìn)，新建污水處理廠運(yùn)行效果逐步穩(wěn)定，污泥產(chǎn)生量將進(jìn)一步增大。

二、污泥資源化利用現(xiàn)狀

（一）污泥處置情況

從目前污泥處理技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來看，世界上大多數(shù)國(guó)家主要采用土地(農(nóng)業(yè))利用、園林綠化、焚燒(熱能利用)、填埋和制作建筑材料等方式來處置污泥。根據(jù)魏亮亮等團(tuán)隊(duì)統(tǒng)計(jì)分析[3]，發(fā)現(xiàn)2009年-2019年在中國(guó)7個(gè)行政區(qū)內(nèi)6種典型污泥處理技術(shù)（厭氧消化、好氧堆肥、焚燒、干燥、深度脫水、熱水解）的污泥處理能力呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)；2019年，我國(guó)市政污泥中約29.3%通過土地利用進(jìn)行處置，其次是焚燒（26.7%）和衛(wèi)生填埋（20.1%），而建筑材料利用（15.9%）和其他方式（8.0%）貢獻(xiàn)較?。黄渲?，西南地區(qū)采用土地利用、焚燒、堆肥等方式處置污泥的處理能力較低。

（二）資源化利用的主要途徑

（1）利用污泥制造有機(jī)肥。城市污水處理廠污泥的無害化處理技術(shù)中，輔助農(nóng)用技術(shù)最有效的是堆肥技術(shù)，通過脫水技術(shù)將污泥中的水分去除，把脫水后的污泥按照比例添加經(jīng)過熟化的人畜糞便、其他無機(jī)肥料等物質(zhì)混合，放置在一定環(huán)境條件下堆肥完成有機(jī)物熟化[4]。

（2）能源化利用。能源化利用的主要方式是焚燒，利用高溫使污泥中有機(jī)物分解的污泥處置方式，被認(rèn)為是最徹底的處理處置方式，焚燒產(chǎn)生的熱能可以進(jìn)行發(fā)電等[5]。我國(guó)污泥資源化主要利用的焚燒工藝是“干化+焚燒”組合，利用熱電廠和垃圾焚燒廠焚燒爐進(jìn)行摻燒也已有案例。該處置方式的主要優(yōu)點(diǎn)：處置徹底，可利用焚燒產(chǎn)生的熱能進(jìn)行發(fā)電、集中供熱等，同時(shí)在焚燒后產(chǎn)生的灰渣中可以回收磷，磷作為一種不可再生資源，如果能夠回收將對(duì)社會(huì)產(chǎn)生重大意義。主要缺點(diǎn)：成本較高，焚燒對(duì)污泥含水率要求較高，焚燒會(huì)產(chǎn)生大量二噁英等二次污染物[6]，污泥脫水和焚燒后的煙氣處理均需要大量的資金，還需要專業(yè)的人員進(jìn)行操作。

（3）好氧堆肥。好氧堆肥是一種利用好氧微生物降解污泥中有機(jī)質(zhì)的方式。目前，在污泥的高溫堆肥中均以秸稈、落葉等農(nóng)業(yè)廢棄物作為輔助材料混合后作為堆肥基質(zhì)進(jìn)行堆肥[7]。使大量的細(xì)菌、真菌和放線菌等微生物在基質(zhì)中大量生長(zhǎng)繁殖，污泥中有機(jī)質(zhì)在微生物的作用下分解轉(zhuǎn)化，最終變成穩(wěn)定腐殖酸的過程[8]。主要優(yōu)點(diǎn)：其產(chǎn)物可以作為土壤改良劑或作為農(nóng)用有機(jī)肥回歸土地。主要缺點(diǎn)：在好氧堆肥中，重金屬、抗性基因等污染物并未得到有效的去除，甚至?xí)蚨逊屎筚|(zhì)量減少產(chǎn)生相對(duì)富集效應(yīng)使重金屬的濃度增加；而且在堆肥過程中會(huì)產(chǎn)生臭氣等問題，阻礙了好氧堆肥技術(shù)的發(fā)展。

（4）土地利用。該方式是污水處理廠污泥資源化處置利用的有效方法之一，污泥農(nóng)用（直接施用或間接施用）不僅僅會(huì)提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，還對(duì)農(nóng)作物品質(zhì)的提升有一定積極作用[9]。但是，對(duì)污泥施加量不做控制，則會(huì)造成相反的影響，當(dāng)污泥施加量超過一定值，就會(huì)引起土壤中重金屬的含量明顯增加，從而導(dǎo)致農(nóng)作物中重金屬的含量增加，不但會(huì)影響農(nóng)作物的品質(zhì)，而且會(huì)影響其正常的生長(zhǎng)。因此，污水處理廠污泥土地利用過程中，重金屬是需重點(diǎn)考慮的一個(gè)方面。如今，關(guān)于污水處理廠污泥土地利用過程中主要的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是重金屬對(duì)土壤環(huán)境、植物生長(zhǎng)和水體的影響等方面[10]。

（5）污泥建材利用。污泥轉(zhuǎn)化為建材是污泥資源化利用的方式之一，它不僅有效解決了污泥對(duì)環(huán)境造成危害的問題，還實(shí)現(xiàn)了變廢為寶、綜合利用的目的，有利地推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[11]。污泥可以轉(zhuǎn)化為建材的方法主要是通過制水泥、制磚、制輕骨料等，把污泥轉(zhuǎn)換成經(jīng)濟(jì)資源；利用干污泥制磚，相對(duì)開采黏土來制磚有利于緩解耕地資源的破壞，是經(jīng)濟(jì)環(huán)保生產(chǎn)模式。應(yīng)用污泥與黏土組成的相似性作為基礎(chǔ)材料，是我國(guó)建材行業(yè)發(fā)展的重大趨勢(shì)。

三、影響污泥資源化利用的主要因素

一是污水處理廠建設(shè)過程中存在“重水輕泥”現(xiàn)象，在污泥處置基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面存在不足。大多數(shù)污水處理廠只安裝污泥濃縮、脫水等基礎(chǔ)設(shè)備，未安裝污泥穩(wěn)定化和無害化等處理設(shè)備；污水處理運(yùn)維運(yùn)營(yíng)維護(hù)資金缺乏，處理廠大多有限滿足于污水處理設(shè)備設(shè)施運(yùn)營(yíng)維護(hù)資金，使得污泥處置設(shè)備設(shè)施不能正常運(yùn)行。

二是缺乏污泥資源化利用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及約束性指標(biāo)。在污泥穩(wěn)定化處理上面，污水處理廠建設(shè)和安裝污泥穩(wěn)定化處理的設(shè)備，沒有相關(guān)的規(guī)范要求和嚴(yán)格的工作考核指標(biāo)，污泥穩(wěn)定化處理的積極性不足，大部分設(shè)備處于閑置狀態(tài)。

三是污泥前期減量化、穩(wěn)定化不到位，嚴(yán)重影響后續(xù)資源化利用。如，污泥含水率是污泥能源化利用的重要制約因素，重金屬含量是污泥進(jìn)行有機(jī)肥加工利用的重要制約因素之一。

四是未對(duì)污泥處置利用進(jìn)行系統(tǒng)的指標(biāo)分析及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。不同地區(qū)污泥中各指標(biāo)因子含量不同，對(duì)污泥指標(biāo)缺乏認(rèn)識(shí)，盲目采取資源化利用的方式，不但影響資源化利用效果，同時(shí)可能產(chǎn)生新的環(huán)境污染因素。

五是缺少成體系的污泥處置設(shè)備、工藝。污泥處置工藝多，缺少引領(lǐng)工藝，處理設(shè)備參差不齊，缺乏相關(guān)設(shè)備設(shè)施的約束性指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，導(dǎo)致目前國(guó)產(chǎn)污泥處理設(shè)備存在質(zhì)量差、種類多、能耗高，缺少成體系的設(shè)備清單，影響污泥資源化利用。

六是資源化處置終端產(chǎn)品的最終出路限制資源化利用發(fā)展。最終產(chǎn)品沒有出路或者出路比較局限，收益回報(bào)不明顯，不能有效引入市場(chǎng)資本，處置污泥的潛力不能很好地挖掘，因此，污泥處置中對(duì)政府補(bǔ)貼過度依賴的局面得不到有效改善。

四、意見和建議

（一）加大污泥資源化利用的政策、資金的扶持力度

為了保證污泥減量化、資源化利用的健康發(fā)展，需要多部門聯(lián)動(dòng)，在項(xiàng)目審批、用地、環(huán)評(píng)、資金補(bǔ)助、稅收政策等方面給予支持。加強(qiáng)政府引導(dǎo)和市場(chǎng)運(yùn)作，建立企業(yè)投入為主、政府適當(dāng)支持、社會(huì)資本積極參與的運(yùn)營(yíng)機(jī)制，充分發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用。

（1）資源化利用相關(guān)法律、政策、規(guī)劃。2020年9月1日，新修訂實(shí)施的《中華人民共和國(guó)固體廢物污染防治法》將“國(guó)家對(duì)固體廢物污染環(huán)境的防治，實(shí)行減少固體廢物的產(chǎn)生量和危害性、充分合理利用固體廢物和無害化處置固體廢物的原則”修改為“固體廢物污染環(huán)境防治堅(jiān)持減量化、資源化和無害化的原則”?！端廴痉乐涡袆?dòng)計(jì)劃》（即“水十條”）明確提出，強(qiáng)化城鎮(zhèn)生活污染治理，加快推進(jìn)污泥資源化利用；為了推進(jìn)我國(guó)污泥無害化處理與資源化利用，先后出臺(tái)了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策（試行）》等政策文件，加強(qiáng)監(jiān)督和嚴(yán)格監(jiān)管城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置，未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)一律不得使用、堆放在耕地中。

（2）污泥處理處置項(xiàng)目享受的相關(guān)優(yōu)惠政策。為了推進(jìn)污泥的資源化處理和利用，政府出臺(tái)了一系列關(guān)于污泥處理處置的政策。對(duì)嚴(yán)格落實(shí)污泥處理處置標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)，給予一定額度的企業(yè)所得稅減免；在經(jīng)營(yíng)過程中，污泥處理處置企業(yè)產(chǎn)生損失，政府在能力范圍內(nèi)會(huì)給予一定的資金支持；政府對(duì)污水處理處置企業(yè)在用地方面優(yōu)先保障，土地使用給予一定額度的優(yōu)惠；政府依據(jù)市場(chǎng)情況，提升污水、污泥處理處置費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)和加大財(cái)政經(jīng)費(fèi)投入，保障污水、污泥處理處置企業(yè)的運(yùn)行；在城市綠化建設(shè)中，價(jià)格相等條件下，優(yōu)先采購(gòu)污水處理處置產(chǎn)生的合格的污泥。

（二）實(shí)施污泥減量化、穩(wěn)定化處理，增強(qiáng)污泥資源化利用和前端處置力度

減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化推動(dòng)污泥處理，是為了實(shí)現(xiàn)污泥的價(jià)值；污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化能夠避免對(duì)環(huán)境的二次污染，通過污泥資源化處理，能夠有效地利用污泥中所含的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素。污泥穩(wěn)定化主要是通過殺死病原菌，減少易生物降解有機(jī)質(zhì)的含量，能夠降低污泥在運(yùn)輸、儲(chǔ)運(yùn)及處理過程中二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，使得后續(xù)處理處置成本明顯減少，環(huán)境壓力得到緩解[12]。以污泥資源化利用為最終目標(biāo)，在減量化處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行穩(wěn)定化處理。堅(jiān)持“泥水并重”，嚴(yán)格按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)，加快污泥處理處置基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升污泥處置能力，推進(jìn)污泥資源化利用處理。

（三）開展污泥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作

因城市規(guī)劃、人民生活習(xí)慣及污水處理廠工藝的不同，各地區(qū)的生活污水處理廠污泥的成分存在差異。為了能夠更好實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，需要對(duì)污泥進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)省內(nèi)不同地區(qū)生活污水污泥重金屬含量進(jìn)行調(diào)查、評(píng)估土地利用風(fēng)險(xiǎn)、評(píng)估資源化處置利用能力等，為污泥資源化利用提供有力的支撐。在污泥處理過程中重點(diǎn)對(duì)重金屬的含量進(jìn)行分析，一般是測(cè)定污泥的理化性質(zhì)；根據(jù)污泥中的重金屬含量和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，對(duì)污泥利用的土地風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估；通過對(duì)污泥重金屬浸出液濃度分析，對(duì)不適于土地利用的污水處理廠污泥進(jìn)行分析，找到最適合的資源化利用處置方法；評(píng)估污泥資源化處置利用能力，為提升資源化處置利用能力建設(shè)提供依據(jù)；污水處理廠污泥中病毒的調(diào)查研究，為提高病毒防控能力提供理論支持。

（四）做好污泥處置項(xiàng)目的總體規(guī)劃布局

根據(jù)國(guó)家及相關(guān)部門的政策，堅(jiān)持無害化和資源化原則，根據(jù)處理污水污泥實(shí)際情況，選擇運(yùn)用成熟可靠的污泥處理技術(shù)，效益最大化處置污泥，將廢物轉(zhuǎn)化為資源。污泥處置設(shè)施建設(shè)應(yīng)按照“集散結(jié)合，適當(dāng)集中”的原則建設(shè)，形成規(guī)模效應(yīng)。因此，項(xiàng)目在建設(shè)初期，規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮從污水處理到污泥減量化、穩(wěn)定化、資源化及后續(xù)產(chǎn)品出路等各個(gè)環(huán)節(jié)，做好調(diào)研、資料收集、各影響因素分析等工作，統(tǒng)籌規(guī)劃，做好項(xiàng)目總體布局，選擇適合本地區(qū)實(shí)際情況的最優(yōu)的減量化、資源化利用方式。

（五）加強(qiáng)污泥處置各單元工藝、設(shè)備設(shè)施的組合研發(fā)

針對(duì)污泥處置相關(guān)設(shè)備設(shè)施質(zhì)量差、種類多、能耗高等問題，完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及法律體系，制定相關(guān)約束性指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范污泥設(shè)備市場(chǎng)。處置工藝及設(shè)備研發(fā)過程中，各科研團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)加強(qiáng)合作，在進(jìn)一步優(yōu)化單元處置工藝和設(shè)備的基礎(chǔ)上，同時(shí)做好單元與整體的協(xié)調(diào)銜接工作，研發(fā)出成體系的工藝和設(shè)備，補(bǔ)齊處置過程中的“短板”，從而提高污泥資源化的效率。

隨著生活污水處理廠污泥產(chǎn)量的逐漸增加，污泥的有效處置為固體廢物污染防治工作帶來極大挑戰(zhàn)，減少傳統(tǒng)的填埋方式，實(shí)施資源化利用方式是有效處置污泥的必然選擇，這就需要做好污泥處置項(xiàng)目的總體規(guī)劃布局，加大污泥資源化利用的政策、資金的扶持力度，做好環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，加大污泥資源化利用前端處置力度，同時(shí)加強(qiáng)污泥處置各單元工藝、設(shè)備設(shè)施的組合研發(fā)。