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典型城市市政生活污泥处置现状及经验总结

典型城市市政生活污泥处置现状及经验总结

发布日期:2021-10-30 编辑:安叶等 点击:

导读:据《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》,截至2015年,我国城镇污水处理能力已达到2.17亿m?/d,城市污水处理率达到92%,县城污水处理率达到85%。一般情况下,处理1万m?生活污水可产生含水率80%的湿污泥约5~8 t,估算2015年全国生活污泥产量约为10.85万~17.36万t/d(含水率80%,下同),而城市污泥无害化处置率约53%,县城约24.3%。这意味着每年约2 400万t的城市污泥去向不明,或直接填埋,或丢弃堆积在山沟农田,造成环境污染,带来经济损失。

1 我国污泥处理处置现状

1.1 总体概述

截至2017年底,全国71个城市共162个污泥处理处置项目如图1所示,涉及26个省/直辖市,以期最大程度上反映我国污泥处理处置现状。就地区而言,项目主要分布在经济较为发达的直辖市及省会城市,总规模约5.68万t/d。处理能力排名前十的省(直辖市)依次为浙江、北京、江苏、广东、上海、辽宁、黑龙江、山东、香港、天津。

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图1 2017年我国城市污泥集中处理项目处理能力统计


1.2 项目分析

目前使用较多的污泥处理技术包括热水解、厌氧消化、好氧发酵、干化焚烧、碳化等,各项目视需求选取不同的技术组合。如杭州萧山区污泥处理工程采用深度脱水+焚烧发电+烟气处理工艺路线,上海嘉定污水处理厂污泥处理处置项目采用低温真空脱水干化成套设备技术等。我国污泥集中处理项目处置方式如图2所示,以土地利用为主的地区最多,主要分布在华北、东北、华中等北方地区,占比约为48.5%;焚烧次之,集中在华东地区,如江苏、浙江、安徽等地,占比约为32.70%。卫生填埋占比相对较少,除上海外,集中在华南及西南地区,如广东、重庆等,占比约15.54%。此外,建材利用占比1.91%,其他处理方式,如生物质能利用等占1.27%。

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图2 2017年我国城市污泥项目处置出路统计


北方地区污泥处置出路如图3所示,处置方式较统一,除山西以焚烧为主,其他地区主要以土地利用为主,部分地区以填埋为主。


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图3 2017年我国北方地区污泥项目处置出路统计


南方地区污泥处置出路如图4所示,不同省市污泥处置路线有较大差异。其中华东地区基本确定以焚烧作为污泥处置的最终出路,以浙江、江苏为典型代表;浙江省16个污泥处理项目中,焚烧占比达88.13%,而江苏省22个污泥处理处理项目中,焚烧占比达72%。华南地区项目主要分布于广东、广西两省;广东省建材利用与卫生填埋持平,分别占比达38.55%,其次为土地利用和焚烧;广西省则以土地利用为主,占比达67.4%;西南地区处理方式因城而异,重庆主城区以卫生填埋为主,建材利用为辅,贵州以填埋为主;成都以焚烧为主。

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图4 2017年我国南方地区污泥项目处置出路统计

2 典型城市污泥处理处置技术路线

2.1 北京市

北京市污泥处置以土地利用为主,焚烧与卫生填埋为辅见表1。其中,中心城区共有5座污泥处理中心,总规模为6 128 t/d,污泥土地利用占比达100%。通州副中心建有3座集中污泥处理中心,总规模为700 t/d,土地利用占比72%;其余郊区共建6座污泥处理中心,总规模约1 615 t/d,土地利用占比约57%。

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表1 北京污泥处理处置项目基本情况

分析中心城区采用土地利用处置方式的原因主要有3点:

①污泥品质良好,土地利用具有本底优势。随着北京非首都职能疏解,中心城区已基本无工业污水接入污水管网,污泥有毒有害物质含量低;此外,雨污分流体系较为完善,污泥有机质含量较高,为土地利用奠定基础条件;

②北京大气环境污染控制较为严格,对于碳排放管控严格,相较焚烧、建材利用等,土地利用更加符合低碳减排理念。在大气污染防治政策约束条件下,污泥建材利用受限;而与焚烧相比,土地利用在投资与运行方面具有较为明显的经济优势;

③受自然地理条件影响,北京市及周边地区土地多为沙质土壤,存在改良需求,污泥土地利用具备一定的市场空间。目前北京市启动新一轮万亩造林工程,有机肥料缺口较大。污泥产成品作为有机肥料的替代品,具备经济技术优势。

2.2 上海市

上海市辖区可按主城及新城两层级分16区,基本形成石洞口、竹园、白龙港、杭州湾沿岸、嘉定及黄浦江上游、崇明三岛六大区域分片处理的污水系统格局,污泥处理系统与污水处理系统相协调见表2。截至2017年底,上海市污泥产生总量约为4 200 t/d(80%含水率计),污泥无害化处置率达95%。污泥处置出路以填埋为主,占比达57.89%;焚烧占比32.58%,土地利用总量较低,占比6.02%,其他方式占比3.5%。为解决上海填埋库容严重不足的困境,2018年白龙港污水处理厂污泥处理处置二期工程及石洞口污水处理厂污泥处理处置二期工程开工建设,均采用焚烧方式处置污泥,总规模可达3 070 t/d。

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表2 上海污泥处理处置项目基本情况

目前,上海已出台《上海市污水处理系统及污泥处理处置规划(2017—2035年)》,该规划在六大片区处理格局基础上,新建10座污泥处理厂,并确定了“以焚烧处理为主,土地利用为辅,卫生填埋为应急保障”的技术路线。分析原因主要有4点:

①主城区污水来源混杂,工业及生活污水未完全分流,污泥重金属及有毒有害物质含量超标,且有机质含量低,不利于土地利用;

②主城区用地紧张、污泥填埋库容极度不足,建设焚烧设施进行污泥减量化、无害化及稳定化处理,可尽快解决主城区污泥处理处置困境;

③上海市社会经济条件较好,探索发展静脉产业园模式,污泥集中处理项目远离居住区,可尽量减轻“邻避效应”;

④在城市开发新区等有条件实现生活、工业污水分质处理的地区,预留污泥土地利用的可能性,既可响应国家鼓励污泥土地利用的号召,又可多途径发展污泥资源化路径。

2.3 深圳市

截止2017年底,深圳共建成投入使用的污水处理厂共32座,污水处理总能力约520万t/d,污泥产生总量约为3 300 t/d(以80%含水率计),但市内污泥处理处置能力仅1 850 t/d,约占产生量的56%,其余污泥异地处置见表3。本地污泥处理设施分为厂内设施和厂外设施两部分,其中大部分污泥在厂内进行处理。厂内设施主要包括深圳水务集团运营及北控水务特许经营的污水处理厂,采用深度脱水技术,将污泥含水率降到60%左右后,运输至周边城市进行综合利用。为解决污泥处理能力不足的问题,《深圳市水务发展“十三五”规划》提出,采用“厂内深度脱水减量+综合利用为主”技术路线,鼓励具备条件的污水处理厂自行处理本厂污泥,并探索与周边城市联合处理处置污泥工作机制。

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表3 深圳污泥处理处置项目基本情况

综合深圳污泥处理现状及规划,判断深圳采用“厂内深度脱水减量+厂外综合利用+异地协同处置”的技术路线。分析原因主要有3点:

①深圳土地开发强度较高,已逼近50%,属于过度开发状态,土地资源极其紧张,人均土地面积仅为全国的2.5%;且居民环境意识较强,设施“邻避效应”明显,本地污泥处理设施选址落位困难。

②深圳发展初期,基础设施建设相对滞后,特区内管网基本为雨污合流管网,污泥含沙量高,有机质含量低;特区外工业废水接入市政污水处理厂的比例约为30%,但污染负荷贡献率高达70%,导致污泥成分复杂,有毒有害物质及重金属含量超标,仅部分污水处理厂污泥可达到土地利用的相关标准及规范,限制了土地利用在深圳的规模应用。此外,深圳生态绿地配建规模较大,占深圳总面积的48.8%,绿化残枝等有机质废弃物数量巨大,进一步压缩城市生活污泥土地利用的空间。目前,深圳仅盐田、蛇口、深南电等项目通过选择泥质较好的污泥,才具备污泥土地利用条件。

③相关部门缺乏相应的污泥处理监管工具及政策支撑,尚未对污泥处理处置全过程进行有效管理、监测与信息公布,公众抗议污泥焚烧项目的事件偶有发生。2010年老虎坑污泥焚烧厂开始建设,遭到居民强烈反对。2015年上洋污泥焚烧项目建成,因居民抗议,运行困难。

3 总结与思考

3.1 规划引领,泥水并重

我国早期在城市污水治理方面普遍存在“重水轻泥”现象,随国家《“十三五”生态环境保护规划》、《水污染防治行动计划》中提出要重视污泥处置,各地区结合当前面临的污泥处理处置困境,逐渐将污泥处置纳入城市发展规划。以上海白龙港污水处理厂为例,规划早期污水处理厂预留足够空间,方使白龙港污水处理厂污泥焚烧项目得以在污水处理厂区内部落地,大幅度降低污泥处置项目面临的立项,选址、落地、环评等难度。2018年7月,上海市公示的《上海市污水处理系统及污泥处理处置规划(2017-2035年)》中,明确提出污泥处理处置技术路线及项目要求,为日后项目落地提供依据。因此,污泥处理处置作为污水治理的重要组成部分,其发展路径、设施规划、空间布局等应被纳入市政基础设施专项规划,与污水处理系统协同考虑,统一规划,统筹布局,为未来发展预留弹性空间。

3.2 多点发力,消除邻避

当前诸多城市污泥处理处置项目虽有规划引领,但最终因“邻避效应”在设施建设、运营等各阶段遇阻。造成以上现象的原因主要有3个方面。

①污泥处理处置项目对周边环境影响恶劣。部分城市污泥处理技术落后,除臭设施不完善;或项目设计要求各项卫生指标符合欧盟及国家相关标准,但实际运行过程中却臭气冲天,进而引发“邻避效应”。对此,相关部门应积极学习并引入安全环保的污泥处理处置技术,高标准建设、运营、管理,源头减少臭气外排,实现低环境影响,令公众满意;

②污泥处理处置项目建筑设计较为直观,目前多数城市污泥焚烧项目多建设高耸入云的大烟囱,容易给公众以强烈的视觉冲击,引起居民对自身居住环境的担忧。而香港“T-Park”项目主体建筑则通过巧妙的建筑设计,将行政楼和隐蔽的烟道构建在一起,外观上看不出传统烟囱的形象;

③污泥处理处置对普通民众而言,其技术及处理效果属于相对专业的领域,居民出于对自身居住环境的担忧,对类似项目会产生本能的排斥反应。因此需要政府及相关部门就污泥处理处置项目的重要性及环境影响进行充分的说明说明与宣传科普,进而减轻“邻避效应”。

3.3 因地制宜,因城施策

不同的污泥处置方式适用于不同的资源环境条件下,选择时需对污泥泥质、环境容量、城市发展、土地资源及周边情况等因素进行系统性研究后选择符合政策要求、顺应城市发展趋势的处置方式。北京市因污泥泥质较好,大气污染排放压力较大,本地及周边区域存在土地改良需求等多个因素,决定了其以土地利用为主的处置方式。上海因其泥质复杂、规划预留弹性用地且社会经济条件较好等因素,确定以焚烧为主的处置方式。深圳因土地资源极度紧张,本地绿化等有机废物消纳压力大等因素,采用本地处置+异地协同的处置方式。各城市应基于当地基础条件,全方位多角度综合对比后,选择适合自身发展的污泥处理处置方式。

3.4 多方协作,合作共赢

污泥处置出路涉及农林、能源、材料、环卫等各部门,建立可协商、共建共享的行业合作机制,有效协调水务、环卫、电力、燃气、交通、建材等部门之间的利益,才能最终实现污泥资源循环利用效益最大化。

声明:本文转自给水排水,编辑安叶等人。本文版权归原编辑所有,不代表本网站观点,仅供学习交流之用,不做商业用途。如文中的内容、图片、音频、视频等存在第三方的在先常识产权,请及时联系大家删除。

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