青島東岸城區(qū)污泥處置能力提升策略研究

邢 妍

(青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物與化工學(xué)院，山東 青島 266555)

根據(jù)《青島市國(guó)土空間總體規(guī)劃(2021—2035年)》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)，國(guó)土空間規(guī)劃的核心任務(wù)是踐行生態(tài)文明理念，形成綠色生產(chǎn)和生活方式，建設(shè)美麗中國(guó)；落實(shí)國(guó)家和區(qū)域戰(zhàn)略，體現(xiàn)國(guó)家意志；以人民為中心，建設(shè)美好家園。據(jù)此，《規(guī)劃》提出要打造“一區(qū)、兩極、五軸、多點(diǎn)”的城鎮(zhèn)發(fā)展格局，包括市南區(qū)、市北區(qū)、李滄區(qū)、嶗山區(qū)的東岸城區(qū)被列入環(huán)灣都市區(qū)。隨著功能的完善和承載能力的提升，東岸城區(qū)污水處理能力逐漸增強(qiáng)，污泥產(chǎn)量同步增加。[1]污水處理廠產(chǎn)生的污泥中含有有機(jī)物、重金屬等，在堆存、運(yùn)輸和處置過(guò)程中，其組分性質(zhì)會(huì)不斷發(fā)生變化，若處置不當(dāng)，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。污泥處置管理不規(guī)范，能力不足，會(huì)導(dǎo)致污泥大量積存，延滯老城區(qū)的迭代升級(jí)，嚴(yán)重影響城市形象。東岸城區(qū)是青島市重要的功能集中片區(qū)，提升污泥處置能力對(duì)于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展、高品質(zhì)生活和高效能治理，增加城區(qū)核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

一、東岸城區(qū)污泥處置現(xiàn)狀

《規(guī)劃》堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，著力加強(qiáng)生態(tài)資源保護(hù)。在“一灣兩翼，三山一原，一軸多廊”的生態(tài)保護(hù)格局中，東岸城區(qū)位于膠州灣東翼。東岸城區(qū)污泥處置以“減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化”為目標(biāo)，采取“兩主一輔”的路徑組織實(shí)施。一條主路徑是土地利用。污泥處置達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后，作為肥料或土壤改良材料，用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)等。另一條主路徑是焚燒。利用焚燒爐在有氧條件下高溫氧化污泥中的有機(jī)物，將污泥完全礦化為少量炭灰。輔助路徑是衛(wèi)生填埋。污泥經(jīng)過(guò)濃縮和脫水后進(jìn)行填埋處置。近年來(lái)污水污泥處置一體化模式日益深入，即將污泥配成泥水混合液，通過(guò)篩選、沉降、電解、超聲波等物理和化學(xué)手段得到相應(yīng)等級(jí)的混合溶液，便于進(jìn)一步處理。這一模式的優(yōu)勢(shì)是設(shè)備安全可靠，生產(chǎn)環(huán)境友好，節(jié)省能源，處理效率高，經(jīng)濟(jì)效益好。

東岸城區(qū)污泥處置企業(yè)主要包括麥島污水處理廠、團(tuán)島污水處理廠、海泊河污水處理廠、李村河污水處理廠以及婁山河污水處理廠，排水主干管基本貫通，支管網(wǎng)基本完善，構(gòu)建起“截污納管、雨污分流、廠網(wǎng)協(xié)調(diào)、泄洪順暢”的大排水體系。2021年上半年，筆者對(duì)上述企業(yè)進(jìn)行了走訪調(diào)研。麥島污水處理廠污水處理能力為14萬(wàn)立方米/天，污水處理工藝為高效沉淀加生物濾池。消化池采用機(jī)械攪拌，污泥消化停留時(shí)間為20天。團(tuán)島污水處理廠污水處理能力為10萬(wàn)立方米/天，污水處理采用生物脫氮除磷AAO工藝。污泥采用一級(jí)中溫消化，停留約20天，采用機(jī)械攪拌方式，用沼氣鍋爐加熱，采用干式貯氣柜。消化污泥脫水后外運(yùn)處置。海泊河污水處理廠一期工程污水處理能力8萬(wàn)立方米/天，采用AB法處理工藝。污泥經(jīng)中溫厭氧消化脫水后外運(yùn)處置。擴(kuò)建后污水處理能力達(dá)到16萬(wàn)立方米/天，采用了MSBR工藝。污泥仍采用中溫厭氧消化，污泥消化過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣用來(lái)帶動(dòng)沼氣發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生的電能可滿足部分廠內(nèi)的用電。同時(shí)產(chǎn)生的熱量用于維持消化池的溫度，使沼氣得到完全利用，節(jié)約能耗。李村河污水處理廠位于膠州灣處，規(guī)劃污水處理能力為17萬(wàn)立方米/天。該廠污水處置工藝采用UCT工藝脫氮除磷，污泥采用中溫厭氧二級(jí)消化脫水后外運(yùn)處置。婁山河污水處理廠處理能力為15萬(wàn)立方米/天，其中一期10萬(wàn)立方米/天，二期5萬(wàn)立方米/天，均是A2O工藝，無(wú)消化池，污泥濃縮池濃縮后離心脫水后外運(yùn)。五家污水處理廠污泥都進(jìn)行了厭氧消化穩(wěn)定化處理，厭氧消化產(chǎn)生的沼氣分別用于沼氣發(fā)電或沼氣鼓風(fēng)機(jī)，減少了電能的消耗，并能為污泥消化池提供熱源，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)青島市發(fā)展與改革委員會(huì)對(duì)污泥處置成本的監(jiān)審報(bào)告，團(tuán)島污水處理廠、海泊河污水處理廠、麥島污水處理廠、李村河污水處理廠及婁山河污水處理廠平均日產(chǎn)污泥約740噸。[2]五家污水處理廠均由青島水務(wù)集團(tuán)環(huán)境能源有限公司負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)，著力打造高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的新型污泥處置模式，形成變“廢”為“寶”的新型產(chǎn)業(yè)鏈條，從而更加深入地落實(shí)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，推進(jìn)碳中和相關(guān)技術(shù)落地，走好綠色低碳可持續(xù)發(fā)展之路。青島市對(duì)城區(qū)污水處理廠每日出廠污泥實(shí)行“配額”管理，統(tǒng)籌外運(yùn)處置。2019年以來(lái)，污泥處置分別由青島市婁山河水務(wù)資源有限公司和青島潔潤(rùn)環(huán)境有限公司承擔(dān)420噸/天的日常處置任務(wù)，由青島南方國(guó)能環(huán)境科技有限公司承擔(dān)350噸/天的應(yīng)急處置任務(wù)，3家企業(yè)均通過(guò)堆肥方式對(duì)污泥進(jìn)行處置。據(jù)測(cè)算，青島市城區(qū)污水處理廠污泥處置能力存在130噸/天左右的缺口。[3]根據(jù)《2020青島統(tǒng)計(jì)年鑒》，2019年污泥處置量為14.24萬(wàn)噸，污泥堆肥10萬(wàn)噸。穩(wěn)定化處置或者脫水處置后的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的泥質(zhì)情況直接影響著后續(xù)消納途徑和處置方式的選擇。不同的消納途徑和功能分區(qū)對(duì)泥質(zhì)的要求相應(yīng)不同，具體需要參照《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)(GB24188—2009)》《污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)(CJ/T309—2009)》《污泥處置分類(GJ/T239—2007)》《污泥處置土地改良用泥質(zhì)(CJ/T291—2008)》和《污泥處置園林綠化用泥質(zhì)(GB/T23486—2009)》等標(biāo)準(zhǔn)。

二、污泥處置需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題

(一)專項(xiàng)規(guī)劃編制創(chuàng)新不足

污泥處置是污染防治工作的重要內(nèi)容，對(duì)于防范化解重大風(fēng)險(xiǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)污泥處置工作的特點(diǎn)，參照區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的發(fā)展特點(diǎn)和未來(lái)定位，完善污泥處置專項(xiàng)規(guī)劃的編制及相關(guān)立法工作十分必要。突出規(guī)劃的引領(lǐng)性作用和信息化特征，注重高質(zhì)量發(fā)展要求的落實(shí)，因地制宜，補(bǔ)齊短板，提升發(fā)展品質(zhì)，將污泥處置統(tǒng)籌到新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換和城市品質(zhì)提升當(dāng)中，強(qiáng)化績(jī)效考核，早籌劃，早啟動(dòng)，早實(shí)施，早受益，下好規(guī)劃這步先手棋，方能為污泥處置工作的開(kāi)展創(chuàng)造先決條件。

(二)政策落實(shí)有待進(jìn)一步強(qiáng)化

污泥處置是政府公共服務(wù)的重要內(nèi)容。不少地區(qū)都已啟動(dòng)污水、污泥處置一體化模式，走出重水輕泥的誤區(qū)。同時(shí)也要看到，信息公開(kāi)力度相對(duì)不夠，污泥處置統(tǒng)計(jì)規(guī)范有待加強(qiáng)，一些工作機(jī)制和流程還存在不足。由于設(shè)計(jì)定位的原因，污水處置企業(yè)對(duì)污泥處置要素(如污泥脫水，外運(yùn)場(chǎng)地、道路，污水、污泥處理一體化設(shè)施)預(yù)留空間不夠，對(duì)處置效果造成了一定的消極影響，推動(dòng)落實(shí)污水、污泥處理一體化模式存在較大難度。面向公眾的科普宣傳相對(duì)偏弱，不少人對(duì)污泥處置的了解不多，認(rèn)識(shí)不夠。污泥處置成本高，資金存在缺口，公益性弱于市場(chǎng)性，容易導(dǎo)致只有部分污泥能夠?qū)崿F(xiàn)土地利用和焚燒。污泥處置保障資金籌集機(jī)制仍需調(diào)整完善，預(yù)算增幅還要與區(qū)域發(fā)展進(jìn)程進(jìn)一步匹配。

(三)污泥處置過(guò)程存在隱患

增加污泥停留時(shí)間，增大污泥回流量，可以減少污泥產(chǎn)出量，但更會(huì)導(dǎo)致生物池污泥濃度升高，二沉池跑泥嚴(yán)重，各種排泥和反沖洗泥量增大，出水水質(zhì)超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)提高，存在較大風(fēng)險(xiǎn)隱患。增加曝氣時(shí)間和投藥量，也會(huì)讓污水處理系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于非正常工況，拖累污水處理效率，容易引發(fā)給排水系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。集中存放的污泥散發(fā)的惡臭氣味以及造成的二次污染則會(huì)嚴(yán)重影響城市環(huán)境和居民生活。大量污泥若處置不當(dāng)，其中的重金屬難以降解，會(huì)造成不可逆的土壤污染，容易形成更為重大的風(fēng)險(xiǎn)。污泥處置過(guò)程的監(jiān)管手段不強(qiáng)，溯源能力弱，會(huì)導(dǎo)致決策和管理缺乏全流程實(shí)時(shí)信息支撐。

(四)科技研發(fā)投入機(jī)制有待改進(jìn)

污泥處理處置是一項(xiàng)技術(shù)性非常強(qiáng)的工作，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的公益屬性不忽視。從世界范圍來(lái)看，處理技術(shù)發(fā)展相對(duì)緩慢，高風(fēng)險(xiǎn)、高能耗、高投入、低回報(bào)的處置方案仍然會(huì)在今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)存在。在我國(guó)平穩(wěn)高效推進(jìn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)的背景下，污泥處置科技研發(fā)機(jī)制如果缺乏長(zhǎng)期性、穩(wěn)定性、連貫性和有效性，就會(huì)造成企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)不牢，研發(fā)資金投入不足，科研人員積極性降低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)科技成果的快速轉(zhuǎn)化，難以引導(dǎo)社會(huì)各方面的資源和力量實(shí)現(xiàn)污泥處置技術(shù)的新突破，難以形成污泥處置的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)方案。

三、東岸城區(qū)污泥處置能力提升對(duì)策

(一)統(tǒng)籌各方力量，提升污泥處置專項(xiàng)規(guī)劃引領(lǐng)能力

污泥處置是隨著污水處理而發(fā)展起來(lái)的，相對(duì)滯后。污泥處置要根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的實(shí)際，樹牢底線思維，科學(xué)制定環(huán)境指標(biāo)和階段目標(biāo)，完善技術(shù)規(guī)范和管理辦法。污泥處置不能為資源化而資源化，要確立保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。2018年，青島市城市管理局牽頭編制《青島市污泥處置規(guī)劃》，并通過(guò)了山東省住建廳的評(píng)審。然而，與其他城市相比，這一規(guī)劃期限不長(zhǎng)。建議參考污泥處置工作開(kāi)展較好的地區(qū)的做法，重視發(fā)展規(guī)劃的引領(lǐng)性作用，落實(shí)高質(zhì)量發(fā)展要求，分析青島東岸城區(qū)污泥處理的現(xiàn)狀，摸清家底，補(bǔ)齊短板，以提升城市發(fā)展品質(zhì)為落腳點(diǎn)，積極發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等信息化平臺(tái)在污泥處置過(guò)程中的重要作用，制定20年為一個(gè)周期的污泥處置長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。加強(qiáng)立法調(diào)研，統(tǒng)籌立法規(guī)劃和進(jìn)度，必要時(shí)可出臺(tái)污泥處置專門法規(guī)，保證污泥處置工作有法可依。統(tǒng)籌各項(xiàng)污泥處置工作規(guī)劃，特別是污水處理設(shè)施和污泥處置設(shè)施要同步規(guī)劃，同向同行，同頻共振，形成巨大合力破解難題。

(二)加強(qiáng)政策法規(guī)落實(shí)，強(qiáng)化過(guò)程監(jiān)督和目標(biāo)考核

污泥處置作為一項(xiàng)公共事業(yè)，對(duì)政策、法律的依賴性比較強(qiáng)，需要通過(guò)行政手段、法律手段，按照各項(xiàng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，有序、規(guī)范開(kāi)展。在生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域，污泥處置相對(duì)邊緣，相關(guān)的政策法規(guī)需要不斷完善和細(xì)化，增加污泥處置的社會(huì)邊際效益，保護(hù)企業(yè)和公民等各方主體的合法權(quán)益。建議加大監(jiān)管力度，運(yùn)用智能化技術(shù)，發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)管理。進(jìn)一步細(xì)化數(shù)據(jù)參數(shù)，統(tǒng)一檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范數(shù)據(jù)來(lái)源，避免“數(shù)據(jù)打架”，提高數(shù)據(jù)的透明度。要加大對(duì)污泥危害的宣傳力度，介紹污泥產(chǎn)生的原因，提升公眾的生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，引導(dǎo)他們合理使用水源，減少水資源的浪費(fèi)和污染。將污泥處置作為污染防治的子項(xiàng)目，定期公示相關(guān)信息，接受公眾監(jiān)督，確保項(xiàng)目的落地和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。綜合運(yùn)用多種監(jiān)督手段，加大企業(yè)和個(gè)人在污泥處置過(guò)程中的違法違規(guī)成本，有效保障各項(xiàng)要求的落地實(shí)施。

(三)強(qiáng)化底線思維，落實(shí)基本保障資金

污泥處置屬于社會(huì)公共管理范疇，是一項(xiàng)公益事業(yè)，是一項(xiàng)需要政府在工程設(shè)施方面加大財(cái)力投入和政策扶持的民生工程。污泥專項(xiàng)規(guī)劃的發(fā)布應(yīng)當(dāng)與污泥專項(xiàng)資金的督導(dǎo)和監(jiān)管同步，強(qiáng)化底線思維，以保證污泥處置設(shè)施建設(shè)的正常開(kāi)展。污泥的資金缺口單靠政府投入難以從根本上解決。當(dāng)下污泥處置收費(fèi)機(jī)制尚未完善，污泥處置設(shè)施的運(yùn)行費(fèi)用也未能完全和污水處理費(fèi)用同步落實(shí)。建議加強(qiáng)污泥處置成本監(jiān)審，完善污水處置費(fèi)用結(jié)構(gòu)，將污泥處置納入污水處理價(jià)格體系，進(jìn)入市場(chǎng)化運(yùn)作軌道，用市場(chǎng)的手段來(lái)保障污泥處置設(shè)施的正常運(yùn)行。吸納各類社會(huì)資本，構(gòu)建投資主體多元化，運(yùn)營(yíng)主體企業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，運(yùn)行管理市場(chǎng)化的開(kāi)放式、競(jìng)爭(zhēng)性的污泥處置設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)格局。

(四)依靠科技支撐，優(yōu)化污泥處置方案

污泥處置已經(jīng)形成四種主流技術(shù)路線。各種路線都有各自的特點(diǎn)和不足，一定程度上使得各方選擇困難，運(yùn)行不暢。出于成本以及財(cái)政資金投入績(jī)效優(yōu)先原則的考慮，污泥處置大多選擇填埋方式。不過(guò)，這種方式很容易形成二次污染，資源化程度低，存在較高的隱性風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的實(shí)踐，大面積應(yīng)用污泥硝化技術(shù)成為全球污泥無(wú)害化處置的總體趨勢(shì)，以土地利用為目的的熱干化成為主要手段。以日本為代表的污泥焚燒發(fā)電，以美國(guó)、法國(guó)和德國(guó)等國(guó)家為代表的土地利用，都聚焦于污泥資源化利用。[3]選擇污泥處置方法，應(yīng)當(dāng)兼顧環(huán)境生態(tài)效益與處置成本、經(jīng)濟(jì)效益之間的均衡。一種有效的、適合本地具體情況的污泥處置方法應(yīng)當(dāng)是在環(huán)境衛(wèi)生和社會(huì)層面都能被接受的方法。適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，一方面要實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染防治目標(biāo)，另一方面也不可盲目上項(xiàng)目趕進(jìn)度。

總體來(lái)看，青島市各城區(qū)污水廠污泥泥質(zhì)差別較大。以處置生活污水為主的污水廠污泥有機(jī)質(zhì)較高。而以處置工業(yè)廢水為主的污水廠污泥有機(jī)質(zhì)相對(duì)較低，且重金屬含量較高。作為環(huán)膠州灣區(qū)域發(fā)展的重點(diǎn)，東岸城區(qū)污泥處置工作應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、高要求，積極探索，大膽嘗試，為其他城區(qū)的污泥處置蹚出經(jīng)驗(yàn)。基于污泥量和泥質(zhì)預(yù)測(cè)，結(jié)合污泥處置的潛在途徑和消納量分析，建議污泥處置以土地利用和焚燒為主，土地利用前要對(duì)污泥進(jìn)行好氧堆肥處置，焚燒要對(duì)污泥單獨(dú)干化。有機(jī)質(zhì)較高、重金屬含量較少的污泥，優(yōu)先采用好氧堆肥和土地利用的處置路線；污泥重金屬、有毒有害物含量較高、熱值較高的污泥，可以采用干化和焚燒的處置路線。要堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向，將資源化和能源化作為污泥處置的主要目標(biāo)，依靠科技支撐，細(xì)化工作內(nèi)容，以數(shù)據(jù)為先導(dǎo)，分類選擇，積極穩(wěn)妥引入污水、污泥處置一體化模式，在污水處理中同步實(shí)現(xiàn)污泥脫水干化減量，積極探索符合城市發(fā)展定位的污泥處置方案，不僅為其他城區(qū)的污泥處置樹立標(biāo)桿，更要為污泥處置產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有價(jià)值的實(shí)踐樣板。