田 淼,靳博路
(1.濟南市排水服務(wù)中心;2.山東順河路橋工程有限公司,濟南 250000)
近年來,污水處理廠污泥處理處置備受關(guān)注,中央生態(tài)環(huán)保督察多次曝光污泥隨意堆放、違規(guī)處置等問題。作為污水處理的副產(chǎn)物,污泥含有大量有機物、細菌,未經(jīng)有效處置極易造成二次污染。2020—2022年,濟南市污泥產(chǎn)生量為900~1 000 t/d(含水率65%),污泥處置企業(yè)有十余家,處置方式有制磚、焚燒、蚯蚓養(yǎng)殖等,且多進行異地處置。濟南市污泥產(chǎn)生量大,處置方式多樣,處置單位眾多且管理不便,異地處置價格較高,不利于政府管理,易造成環(huán)保隱患。
截至2022年末,濟南市共有50 座建成并投入運行的城市污水處理廠,處理規(guī)模共計218.03 萬m3/d,2022年日均產(chǎn)生干污泥309 t(以含水率0%計),各廠產(chǎn)泥系數(shù)在1.52~3.37 t DS/萬m3,全市平均為2.01 t DS/萬m3。對中心城區(qū)5 座大型污水處理廠污泥進行取樣分析,結(jié)合現(xiàn)行污泥資源化利用的相關(guān)標準,濟南市污水處理廠污泥不存在重金屬超標情況,且污泥泥質(zhì)較好,濕基低位熱值為1 791~2 455kJ/kg,濕基高位熱值為3 644~4 180 kJ/kg,干基高位熱值為10 420~11 300 kJ/kg,熱值較高。
2017年之前,濟南市污水處理廠污泥主要進行堆肥處理。2019年以來,污泥處置方式主要有建材利用(燒結(jié)磚)、焚燒發(fā)電、蚯蚓養(yǎng)殖、生物制肥等。污泥含水率較高會導(dǎo)致污泥體積大、堆放場地大,且容易對周邊環(huán)境造成影響,2017年,中央環(huán)保督察對污泥減量化提出明確要求。目前,濟南市50 座污水處理廠(站)中,28 座的污泥含水率已低于65%。
目前,我國污泥處理處置以填埋、建材利用和焚燒為主[1]。上海市污泥處理處置以污水處理系統(tǒng)的區(qū)域為基礎(chǔ),采取處理分散化、處置集約化、技術(shù)多元化的方針[2]。2023年6月25日,上海市印發(fā)《上海市污泥無害化處理和資源化利用實施方案》(滬水務(wù)〔2023〕420 號),明確污泥處理方式采用獨立焚燒、協(xié)同焚燒后建材利用或統(tǒng)籌利用,兼顧高效生物處理后土地利用,以衛(wèi)生填埋作為應(yīng)急保障,并將持續(xù)推進污泥干化焚燒處理,積極推進污泥土地利用試點。北京市污泥處理處置方式較為多樣,主要處置方式有污泥堆肥、污泥熱干化、焚燒、建材利用等,在其專項規(guī)劃中,土地利用將是北京市污泥處置的主要方式[3]。天津市污泥資源化處置示范項目(設(shè)計處理規(guī)模300 t/d)采用堿性熱水解干化+資源化處理工藝,干化后污泥采用土地利用,濾液進一步資源化利用,為天津市乃至全國的污泥資源化和減量化提供較好示范和指導(dǎo)[4]。廣州市污泥處置規(guī)劃近期以污泥綜合利用為主,污泥焚燒為輔,污泥填埋作為補充;遠期以污泥焚燒為主,污泥綜合利用為輔,污泥填埋作為補充[5]。
能夠應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的污泥處置工藝必須實現(xiàn)穩(wěn)定化,確保污泥處置工藝穩(wěn)定運行,污泥處置產(chǎn)物能有穩(wěn)定的出路。因此,可先因地制宜地確定合適的產(chǎn)品出路,然后根據(jù)產(chǎn)品出路選擇當(dāng)前主流的且有應(yīng)用實例的工藝。目前,可大規(guī)模應(yīng)用的污泥處置方式主要有土地利用(主要為好氧堆肥)、制磚、焚燒和填埋[6],其主要優(yōu)缺點如表1所示。其中,污泥焚燒工藝有兩種,即污泥單獨焚燒和污泥協(xié)同生活垃圾焚燒。
表1 污泥處置技術(shù)優(yōu)缺點
根據(jù)污泥處理處置現(xiàn)狀,濟南市要進一步優(yōu)化污泥處置路徑,加快建設(shè)污泥集中處置項目,實現(xiàn)市政污泥本地?zé)o害化、資源化處置。
按照《關(guān)于進一步加強城市生活垃圾焚燒處理工作的意見》(魯建城字〔2017〕8 號)要求,濟南市已無法新建垃圾填埋場,現(xiàn)有垃圾填埋場無法滿足后期大量的污泥填埋需求。污泥好氧堆肥容易對周邊環(huán)境造成影響,不滿足當(dāng)前環(huán)保要求,因此污泥填埋和好氧堆肥處置方式已不適用于濟南市的污泥處置。污泥制磚能固定重金屬,殺死污泥中有害細菌。但實際應(yīng)用中,污泥摻燒比一般不宜超過10%,否則會降低磚體致密性,影響建材質(zhì)量。同時,污泥磚對環(huán)境的抗蝕能力遠低于標準磚,且伴有較刺鼻氣味,使得污泥磚的銷路較窄。目前,濟南市市場上暫無固定的建材銷路,限制污泥制磚的大規(guī)模生產(chǎn)。因此,污泥制磚可以作為濟南市污泥處置的補充方式,但不宜大規(guī)模推廣。
污泥焚燒可以實現(xiàn)污泥減量化和資源化利用,且污泥焚燒處置工藝在濟南市已有應(yīng)用,即濟南市長清馬山生活垃圾暨污水處理廠污泥焚燒發(fā)電項目,項目目前日處理污泥約90 t/d(含水率65%),摻燒比例約為8.07%。然而,由于污泥低位熱值較低,為保證焚燒更加徹底、發(fā)電量能夠滿足要求,污泥與生活垃圾摻燒比例有嚴格要求,一般含水率65%的污泥摻燒比控制在10%以下。當(dāng)污泥摻燒比過高時,易出現(xiàn)爐膛結(jié)焦和鍋爐積灰現(xiàn)象,影響設(shè)備正常運行。因此,該項目僅可處置少部分污泥,無法完全破解濟南市污泥處置困境。由泥質(zhì)檢測數(shù)據(jù)可知,濟南市污泥熱值可達到焚燒要求,污泥單獨焚燒可適應(yīng)濟南市污泥產(chǎn)生量較大的現(xiàn)狀,實現(xiàn)污泥的集中處理處置。
濟南市污泥的加權(quán)平均含水率約為66.87%,該污泥熱值不能滿足自持燃燒條件,需要助燃??蓪⒉糠趾?0%的污泥進行干化,降低混合污泥的含水率,以滿足自持焚燒條件,混合比例可以隨著進廠污泥量和含水率調(diào)整,確保自持焚燒穩(wěn)定?,F(xiàn)狀生活垃圾污泥焚燒發(fā)電項目位于濟南市長清區(qū)馬山環(huán)境科技產(chǎn)業(yè)園,該項目西側(cè)有預(yù)留用地,可用于污泥集中焚燒處置項目建設(shè)。園區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施完備,具備便捷的交通、給排水、電力等條件和良好的工程地質(zhì)條件。附近居民拆遷已完成,同時園區(qū)內(nèi)已建成垃圾填埋場和焚燒廠,可形成項目之間的設(shè)施協(xié)同,滿足項目遠期發(fā)展需求。綜上所述,濟南市應(yīng)采用多元化污泥處置路線,加快實施污泥集中處置項目,以污泥單獨焚燒為主要處置方式,同時以污泥協(xié)同焚燒和污泥制磚作為補充,建立全市協(xié)調(diào)處置網(wǎng)絡(luò)。
濟南市市政污泥目前主要采用建材利用和污泥焚燒的方式進行處置,存在污泥產(chǎn)生量大、處置方式多樣、處置單位眾多、異地處置運輸距離較遠等問題。針對濟南市市政污泥處理處置存在的問題,結(jié)合污泥泥質(zhì)分析,污泥單獨焚燒為最適用于濟南市市政污泥的處理處置方式。濟南市應(yīng)加快實施污泥集中焚燒處置項目,實現(xiàn)污泥本地集中處置,同時以污泥協(xié)同焚燒和污泥制磚作為補充,建立多元化污泥協(xié)調(diào)處置網(wǎng)絡(luò),確保污泥實現(xiàn)無害化、減量化與資源化處置。