二十年前,E20环境平台(时称“中(zhōng)國(guó)水网”)和清华大學(xué)环境系共同组织了第一次水业高级技(jì )术沙龙,在这次沙龙上,我國(guó)污泥问题第一次被拿(ná)到台面上,得到了专家们的集體(tǐ)会诊。
这次沙龙后,由杭世珺等执筆(bǐ),将沙龙中(zhōng)专家们的观点进行整理(lǐ),并据此发布了污泥绿皮书——《污泥处理(lǐ)处置的认识误區(qū)与控制对策》,它凝聚了当时业界对污泥问题的深刻认识和共同愿景,為(wèi)后续的政策制定、技(jì )术研发和市场推广奠定了坚实的基础。
近日,值水业高级技(jì )术沙龙二十周年之际,E20环境平台成功举办(bàn)“污泥沙龙二十周年纪念活动暨污泥绿皮书新(xīn)编启动仪式”。作(zuò)為(wèi)主筆(bǐ)者和亲历者,北京市市政工(gōng)程设计研究总院原副总工(gōng)程师杭世珺在活动当日接受了中(zhōng)國(guó)水网的专访。
杭世珺回顾了我國(guó)污泥处理(lǐ)处置的发展历程。
从上世纪70年代我國(guó)探索建设污水处理(lǐ)厂至今,已有(yǒu)四十余年。但在早期经济发展条件有(yǒu)限的背景下,我國(guó)污水处理(lǐ)行业一直都是“重水轻泥”。随着污水处理(lǐ)厂建设的加速,污泥问题从无到有(yǒu)。污泥问题真正被重点关注是在2000年以后,也是从这个时期开始,污泥处理(lǐ)处置才真正开始了其发展之路。
第一阶段:2000年至2010年的十年间,是污泥处理(lǐ)的起步阶段。
早期,污泥一般都是经过简单脱水,将泥饼外运填埋,缺乏专门的处理(lǐ)标准和规范,导致出现安(ān)全问题和污泥堆积问题。2000年,建设部、國(guó)家环境保护总局、科(kē)技(jì )部联合印发了《城市污水处理(lǐ)及污染防治技(jì )术政策》,规定日处理(lǐ)能(néng)力在10万吨以上的污水处理(lǐ)厂产(chǎn)生的污泥,宜采取厌氧消化工(gōng)艺进行处理(lǐ);10万吨以下的,可(kě)进行堆肥处理(lǐ)和综合利用(yòng)。污泥问题被关注起来,但“宜处理(lǐ)、可(kě)处理(lǐ),都是很(hěn)弱的提法,基本没做强制性要求。”
2003年,三峡库區(qū)建设以后,17座污水处理(lǐ)厂在建设过程中(zhōng)没有(yǒu)妥善规划污泥的处理(lǐ)处置,引起当地不满。
时任北京市市政工(gōng)程设计研究总院副总设计师的杭世珺在三峡做污水处理(lǐ)工(gōng)作(zuò)期间,看到了这样走下去的难点,“简单脱水后的污泥在填埋场无法处置,机器一碾过去像口香糖似的,把机器都弄瘫痪了。”
2004年,在多(duō)方沟通后,由杭世珺发起,并邀请时任北京市环境保护科(kē)學(xué)研究院总工(gōng)程师的王凯军、时任北京城市排水集团总工(gōng)程师的王洪臣和时任清华大學(xué)环境科(kē)學(xué)与工(gōng)程系主任的陈吉宁等专家共商(shāng)污泥问题,时任清华大學(xué)水业政策研究中(zhōng)心主任的傅涛博士和时任中(zhōng)國(guó)水网(E20环境平台前身)总经理(lǐ)张丽珍召集组织了中(zhōng)國(guó)水网的第一期水业高级技(jì )术沙龙,重点讨论“污泥处理(lǐ)处置的认识误區(qū)与控制对策”。
时任國(guó)家城市给水排水工(gōng)程研究中(zhōng)心常務(wù)副主任的郑兴灿、清华大學(xué)环境科(kē)學(xué)与工(gōng)程系王伟及黄霞教授、时任中(zhōng)國(guó)科(kē)學(xué)院地理(lǐ)科(kē)學(xué)与资源所室主任的陈同斌等技(jì )术专家也都参与了此次沙龙的专题讨论。
在当时已经开始污泥处理(lǐ)处置探索的一些企业们也参与到了沙龙的讨论中(zhōng),如山(shān)西沃土生物(wù)有(yǒu)限公(gōng)司、意大利涡龙设备与工(gōng)艺公(gōng)司、德(dé)國(guó)瓦巴格公(gōng)司、上海金州环境工(gōng)程技(jì )术公(gōng)司等企业的技(jì )术代表。
污泥问题第一次被拿(ná)到台面上,得到了专家们的集體(tǐ)会诊。沙龙后发布的污泥绿皮书中(zhōng)谈到的污泥处理(lǐ)处置问题和现状,引发了各界对污泥处理(lǐ)处置问题的重视,并使污泥处理(lǐ)处置的若干认识误區(qū)得以澄清,进而帮助和促进了有(yǒu)关技(jì )术路線(xiàn)和技(jì )术政策的制定。
2009年,住房和城乡建设部、环境保护部、科(kē)學(xué)技(jì )术部三部门联合发布了《城镇污水处理(lǐ)厂污泥处理(lǐ)处置及污染防治技(jì )术政策(试行)》,虽然这个政策还是以技(jì )术為(wèi)主导内容,但却是污泥处理(lǐ)处置政策层面的第一声枪响,标志(zhì)着污泥处理(lǐ)处置产(chǎn)业化的开端,市场的真正形成也已希望在即。
2010年至2020年期间,中(zhōng)國(guó)污泥处理(lǐ)进入了一个缓慢发展的第二阶段。
这一时期,随着对污泥问题认识的加深,行业开始寻求和引进國(guó)外技(jì )术,包括干化技(jì )术、厌氧消化技(jì )术、好氧堆肥技(jì )术,以及污泥深度脱水和干化焚烧等技(jì )术。在此期间,污泥处理(lǐ)处置的工(gōng)艺设备取得了显著进步,國(guó)内企业也开始自主研发焚烧和干化设备。
杭世珺表示,这与污泥绿皮书的发布密切相关,该书引起了國(guó)家层面的高度重视,进而提升了地方政府和社会各界对污泥处理(lǐ)的关注度和支持力度,促进了技(jì )术和产(chǎn)业进步。杭世珺从日本公(gōng)派留學(xué)回國(guó)后,结合在日本的學(xué)习和考察成果,為(wèi)我國(guó)污泥处理(lǐ)处置技(jì )术探索提供了指导和借鉴。多(duō)次在公(gōng)开场合,分(fēn)享最新(xīn)的研究成果,為(wèi)企业对國(guó)际技(jì )术的引进、消化和吸收带来了宝贵的意见。而在市场实践中(zhōng),这些企业都发挥了积极的推动作(zuò)用(yòng)。
不仅市场表现活跃,同时期,行业开始加强标准和规范的制定,2011年,住建部和发改委联合颁布《城镇污水处理(lǐ)厂污泥处理(lǐ)处置技(jì )术指南》(试行)成為(wèi)污泥领域标志(zhì)性的政策,其中(zhōng)就列出了6种较為(wèi)流行的处理(lǐ)工(gōng)艺。主导和参与了第一期水业高级技(jì )术沙龙的很(hěn)多(duō)专家,对该技(jì )术指南的发布起到了关键作(zuò)用(yòng),如技(jì )术指南的主要主导人之一王洪臣,以及杭世珺、陈同斌等都担任了主要起草(cǎo)人,技(jì )术指南由住建部与國(guó)家发改委以建科(kē)[2011]34号文(wén)件发布实施,為(wèi)行业发展提供了更加明确的指导和支持。
经过艰难而漫長(cháng)的10年探索,我國(guó)污泥处理(lǐ)处置无论是技(jì )术还是政策都相对成熟和更加完善。2020年之后,我國(guó)污泥处理(lǐ)进入了快速发展阶段。
2022年,发改委、住建部、生态环境部印发《污泥无害化处理(lǐ)和资源化利用(yòng)实施方案》(发改环资〔2022〕1453号),提出到2025年,全國(guó)新(xīn)增污泥(含水率80%的湿污泥)无害化处置设施规模不少于2万吨/日,城市污泥无害化处置率达到90%以上,地级及以上城市达到95%以上,基本形成设施完备、运行安(ān)全、绿色低碳、监管有(yǒu)效的污泥无害化资源化处理(lǐ)體(tǐ)系。
同时,《实施方案》中(zhōng)对技(jì )术的选择也明确,要因地制宜选择污泥处理(lǐ)处置技(jì )术路線(xiàn),积极推广污泥土地利用(yòng);合理(lǐ)压减填埋规模;有(yǒu)序推进污泥单独焚烧或协同焚烧;加大推广污泥能(néng)量和物(wù)质(zhì)回收利用(yòng)。
相关政策的推出对于加快补齐污泥处理(lǐ)短板,提高污泥无害化处理(lǐ)和资源化利用(yòng)水平,具(jù)有(yǒu)重要指导作(zuò)用(yòng)。
这一阶段,污泥处理(lǐ)处置的國(guó)产(chǎn)化技(jì )术飞速发展和成熟,國(guó)产(chǎn)干化技(jì )术基本成型,热干化设备开始依赖國(guó)产(chǎn)。同时,出现各种各样的堆肥形式和堆肥产(chǎn)品,厌氧消化技(jì )术在大城市得到广泛应用(yòng),并与其他(tā)生物(wù)质(zhì)联合进行厌氧发酵,包括餐厨厨余垃圾等。此外,污泥干化焚烧技(jì )术兴起,包括协同焚烧和单独干化焚烧两个方向。
根据E20研究院数据,近6年我國(guó)新(xīn)增污泥处理(lǐ)项目中(zhōng),71%采用(yòng)了脱水干化技(jì )术,污泥处置项目中(zhōng),焚烧技(jì )术為(wèi)主占比59%,其中(zhōng)主要為(wèi)协同焚烧,占比达45%,填埋已经减少到4%左右。协同焚烧利用(yòng)社会资源,如水泥窑、電(diàn)厂、垃圾焚烧厂来掺烧污泥,到现在為(wèi)止仍然有(yǒu)很(hěn)多(duō)厂在做这样的处置。单独干化焚烧虽是主流技(jì )术,但技(jì )术和成本要求较高,在我國(guó),它仍然需要一定的发展过程。
从跟跑到并行,中(zhōng)國(guó)污泥处理(lǐ)技(jì )术当前已与國(guó)际水平并行,已经能(néng)覆盖各种工(gōng)艺和设备,未来在适应中(zhōng)國(guó)污泥特性的具(jù)體(tǐ)技(jì )术细节上仍需进一步研究和优化。
20年前,由于技(jì )术不成熟、重视程度不够、资金缺乏以及监管不力,污泥处理(lǐ)主要采用(yòng)填埋方式。自从2010年之后,政府开始在國(guó)家规划层面考虑和重视污泥处理(lǐ)处置的资金问题,技(jì )术也更為(wèi)成熟,监管也相对改善,在國(guó)家政策引导下,污泥处理(lǐ)处置市场在持续释放,然而仍存在一些待解的难题:
一是,随着污水厂的提标改造,污泥量还在大幅增加,但污泥的处置出路尚未打通,无论是堆肥还是厌氧消化,最终产(chǎn)生的污泥仍需找到合适的处置途径。
二是,协同焚烧作(zuò)為(wèi)主要的污泥处置方式之一,如借助水泥窑、電(diàn)厂、垃圾焚烧厂等设施协同处置污泥,未来随着水泥产(chǎn)能(néng)过剩,以及電(diàn)厂碳减排的趋势,水泥窑限产(chǎn),低碳電(diàn)厂无需使用(yòng)煤能(néng)源的条件下,这些协同焚烧的方式将面临挑战。
相比之下,垃圾协同焚烧更具(jù)有(yǒu)可(kě)持续性,因為(wèi)只要有(yǒu)城市就会有(yǒu)垃圾产(chǎn)生。伴随着我國(guó)垃圾分(fēn)类的不断推进,很(hěn)多(duō)垃圾焚烧厂出现了“吃不饱”的情况。同时由于國(guó)补退坡,垃圾焚烧厂面临全新(xīn)的发展压力,亟需开拓新(xīn)的业務(wù)空间。在不影响生活垃圾焚烧炉污染物(wù)排放达标和焚烧炉正常运行的前提下,协同焚烧处理(lǐ)生活污水处理(lǐ)设施产(chǎn)生的污泥,既能(néng)缓解垃圾焚烧厂“吃不饱”的问题,又(yòu)可(kě)以為(wèi)垃圾焚烧厂带来新(xīn)的盈利,可(kě)谓一举两得。
但目前行业尚未对污泥掺烧形成技(jì )术上的共识,也未见國(guó)家/行业颁布标准、规范或技(jì )术指南,掺多(duō)少?怎么掺?焚烧过程的技(jì )术参数怎么确定?大气污染物(wù)排放标准如何修订?这些关键因素尚不明确,也让不同部门间的管理(lǐ)沟通与协调困难重重。
三是,在我國(guó)单独焚烧污泥发展可(kě)能(néng)会比较缓慢,这种方式可(kě)以实现物(wù)质(zhì)回收和热能(néng)自给,但由于其投资和运营成本较高,大城市可(kě)能(néng)更具(jù)实践条件。此外,污泥炭化可(kě)以实现污泥燃料化、能(néng)源化,是污泥资源化的一个方向,但也面临着热值不足和缺乏政策支持的问题。
对于这些困局,杭世珺指出,当前污泥处理(lǐ)处置的主要难题不在于技(jì )术本身,关键在于解决體(tǐ)制和机制上的问题,如目前很(hěn)多(duō)水務(wù)企业一般将80%的污泥委托其他(tā)公(gōng)司处理(lǐ),这种泥水分(fēn)离的商(shāng)业模式也造成了行业对污泥技(jì )术优化的动力不足,一定程度上限制了行业的发展。污泥处理(lǐ)处置难题的解决还需要政策推动和协调各部门之间的合作(zuò),政府需要做好政策支持与引导,以实现污泥的高效、环保处置和资源化利用(yòng)。
当前,污泥处理(lǐ)处置步入快速发展期,在“30·60”背景下,污泥终端处置路径面临新(xīn)的思考,企业在进行相关技(jì )术研发和探索实践中(zhōng),应紧跟國(guó)家政策导向、重视技(jì )术研发与创新(xīn)、秉持工(gōng)匠精(jīng)神不断将产(chǎn)品做精(jīng)做优,实现自身成長(cháng)与推动产(chǎn)业发展。
加强研发投入,尽管研发投入回报周期長(cháng),在当前环境下更难,但这是必须做的。
要有(yǒu)工(gōng)匠精(jīng)神,杭世珺指出,“我们要有(yǒu)工(gōng)匠精(jīng)神,否则的话我们做出东西是不成的。研发绝不是今天做了研发,明天就出一个设备,研发不是短期行為(wèi),需要很(hěn)多(duō)年才能(néng)见到成果,不能(néng)急于求成。要把产(chǎn)品做扎实之后再推向市场。”
不要急于扩展业務(wù)范围,特别是当核心产(chǎn)品还未完全成熟时。把最有(yǒu)特色的产(chǎn)品先做好,基于原有(yǒu)产(chǎn)品的基础上,逐步扩展和完善,而不是盲目扩张。
加强企业间的合作(zuò),國(guó)内除了大型企业外,还有(yǒu)很(hěn)多(duō)专精(jīng)特新(xīn)的民(mín)营企业,他(tā)们的产(chǎn)品非常优秀。这些企业之间已经开始互相合作(zuò),取長(cháng)补短,共享信息,增强研究能(néng)力。通过协同合作(zuò),不同企业的技(jì )术可(kě)以整合成新(xīn)的产(chǎn)品,这种合作(zuò)能(néng)够提升企业的整體(tǐ)竞争力。
积极参与标准的制定,一線(xiàn)的数据是最真实和可(kě)靠的,这些数据有(yǒu)助于制定更科(kē)學(xué)的标准。企业应积极支持标准的制定,包括产(chǎn)品化的标准。同时,也应加强自身的知识产(chǎn)权保护。
加强國(guó)际合作(zuò),与國(guó)际上的优秀企业对接合作(zuò),吸取先进的技(jì )术和经验,提升自身实力,推动民(mín)族企业的发展。