近日,值水业高级技术沙龙二十周年之际,E20环境平台成功举办“污泥沙龙二十周年纪念活动暨污泥绿皮书新编启动仪式”。作为污泥绿皮书的主笔者和亲历者,北京市市政工程设计研究总院原副总工程师杭世珺在活动当日接受了中国水网的专访。 二十年前,E20环境平台(时称“中国水网”)和清华大学环境系共同组织了第一次水业高级技术沙龙,在这次沙龙上,我国污泥问题第一次被拿到台面上,得到了专家们的集体会诊。
近日,值水业高级技术沙龙二十周年之际,E20环境平台成功举办“污泥沙龙二十周年纪念活动暨污泥绿皮书新编启动仪式”。作为污泥绿皮书的主笔者和亲历者,北京市市政工程设计研究总院原副总工程师杭世珺在活动当日接受了中国水网的专访。
二十年前,E20环境平台(时称“中国水网”)和清华大学环境系共同组织了第一次水业高级技术沙龙,在这次沙龙上,我国污泥问题第一次被拿到台面上,得到了专家们的集体会诊。
这次沙龙后,由杭世珺等执笔,将沙龙中专家们的观点进行整理,并据此发布了污泥绿皮书——《污泥处理处置的认识误区与控制对策》,它凝聚了当时业界对污泥问题的深刻认识和共同愿景,为后续的政策制定、技术研发和市场推广奠定了坚实的基础。
近日,值水业高级技术沙龙二十周年之际,E20环境平台成功举办“污泥沙龙二十周年纪念活动暨污泥绿皮书新编启动仪式”(相关阅读: “泥好吗”——污泥主题嘉年华系列活动正式开幕! )。作为主笔者和亲历者,北京市市政工程设计研究总院原副总工程师杭世珺在活动当日接受了中国水网的专访。
杭世珺回顾了我国污泥处理处置的发展历程。
从上世纪70年代我国探索建设污水处理厂至今,已有四十余年。但在早期经济发展条件有限的背景下,我国污水处理行业一直都是“重水轻泥”。随着污水处理厂建设的加速,污泥问题从无到有。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,缺乏专门的处理标准和规范,导致出现安全问题和污泥堆积问题。2000年,建设部、国家环境保护总局、科技部联合印发了《城市污水处理及污染防治技术政策》,规定日处理能力在10万吨以上的污水处理厂产生的污泥,宜采取厌氧消化工艺进行处理;10万吨以下的,可进行堆肥处理和综合利用。污泥问题被关注起来,但“宜处理、可处理,都是很弱的提法,基本没做强制性要求。”
2003年,三峡库区建设以后,17座污水处理厂在建设过程中没有妥善规划污泥的处理处置,引起当地不满。
时任北京市市政工程设计研究总院副总设计师的杭世珺在三峡做污水处理工作期间,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,在多方沟通后,由杭世珺发起,并邀请时任北京市环境保护科学研究院总工程师的王凯军、时任北京城市排水集团总工程师的王洪臣和时任清华大学环境科学与工程系主任的陈吉宁等专家共商污泥问题,时任清华大学水业政策研究中心主任的傅涛博士和时任中国水网(E20环境平台前身)总经理张丽珍召集组织了中国水网的第一期水业高级技术沙龙,重点讨论“污泥处理处置的认识误区与控制对策” 。
时任国家城市给水排水工程研究中心常务副主任的郑兴灿、清华大学环境科学与工程系王伟及黄霞教授、时任中国科学院地理科学与资源所室主任的陈同斌等技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处置探索的一些企业们也参与到了沙龙的讨论中,如山西沃土生物有限公司、意大利涡龙设备与工艺公司、德国瓦巴格公司、上海金州环境工程技术公司等企业的技术代表。
污泥问题第一次被拿到台面上,得到了专家们的集体会诊。沙龙后发布的污泥绿皮书中谈到的污泥处理处置问题和现状,引发了各界对污泥处理处置问题的重视,并使污泥处理处置的若干认识误区得以澄清,进而帮助和促进了有关技术路线和技术政策的制定。
2009年,住房和城乡建设部、环境保护部、科学技术部三部门联合发布了《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》,虽然这个政策还是以技术为主导内容,但却是污泥处理处置政策层面的第一声枪响,标志着污泥处理处置产业化的开端,市场的真正形成也已希望在即。
2010年至2020年期间,中国污泥处理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国外技术,包括干化技术、厌氧消化技术、好氧堆肥技术,以及污泥深度脱水和干化焚烧等技术。在此期间,污泥处理处置的工艺设备取得了显著进步,国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,该书引起了国家层面的高度重视,进而提升了地方政府和社会各界对污泥处理的关注度和支持力度,促进了技术和产业进步。
杭世珺从日本公派留学回国后,结合在日本的学习和考察成果,为我国污泥处理处置技术探索提供了指导和借鉴。多次在公开场合,分享最新的研究成果,为企业对国际技术的引进、消化和吸收带来了宝贵的意见。而在市场实践中,这些企业都发挥了积极的推动作用。
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《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》(试行)成为污泥领域标志性的政策,其中就列出了6种较为流行的处理工艺。主导和参与了第一期水业高级技术沙龙的很多专家,对该技术指南的发布起到了关键作用,如技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人,技术指南由住建部与国家发改委以建科[2011]34号文件发布实施,为行业发展提供了更加明确的指导和支持。
经过艰难而漫长的10年探索,我国污泥处理处置无论是技术还是政策都相对成熟和更加完善
。
2020年之后,我国污泥处理进入了快速发展阶段。
2022年,发改委、住建部、生态环境部印发《污泥无害化处理和资源化利用实施方案》(发改环资〔2022〕1453号),提出到2025年,全国新增污泥(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、运行安全、绿色低碳、监管有效的污泥无害化资源化处理体系。
同时,《实施方案》中对技术的选择也明确,要因地制宜选择污泥处理处置技术路线,积极推广污泥土地利用;合理压减填埋规模;有序推进污泥单独焚烧或协同焚烧;加大推广污泥能量和物质回收利用。
相关政策的推出对于加快补齐污泥处理短板,提高污泥无害化处理和资源化利用水平,具有重要指导作用。
这一阶段,污泥处理处置的国产化技术飞速发展和成熟,国产干化技术基本成型,热干化设备开始依赖国产。同时,出现各种各样的堆肥形式和堆肥产品,厌氧消化技术在大城市得到广泛应用,并与其他生物质联合进行厌氧发酵,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年我国新增污泥处理项目中,71%采用了脱水干化技术,污泥处置项目中,焚烧技术为主占比59%,其中主要为协同焚烧,占比达45%,填埋已经减少到4%左右。
协同焚烧利用社会资源,如水泥窑、电厂、垃圾焚烧厂来掺烧污泥,到现在为止仍然有很多厂在做这样的处置。单独干化焚烧虽是主流技术,但技术和成本要求较高,在我国,它仍然需要一定的发展过程。
从跟跑到并行,中国污泥处理技术当前已与国际水平并行,已经能覆盖各种工艺和设备,未来在适应中国污泥特性的具体技术细节上仍需进一步研究和优化。
20年前,由于技术不成熟、重视程度不够、资金缺乏以及监管不力,污泥处理主要采用填埋方式。 自从2010年之后,政府开始在国家规划层面考虑和重视污泥处理处置的资金问题,技术也更为成熟,监管也相对改善,在国家政策引导下,污泥处理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,最终产生的污泥仍需找到合适的处置途径。
二是,协同焚烧作为主要的污泥处置方式之一,如借助水泥窑、电厂、垃圾焚烧厂等设施协同处置污泥,未来随着水泥产能过剩,以及电厂碳减排的趋势,水泥窑限产,低碳电厂无需使用煤能源的条件下,这些协同焚烧的方式将面临挑战。
相比之下,垃圾协同焚烧更具有可持续性,因为只要有城市就会有垃圾产生。伴随着我国垃圾分类的不断推进,很多垃圾焚烧厂出现了“吃不饱”的情况。同时由于国补退坡,垃圾焚烧厂面临全新的发展压力,亟需开拓新的业务空间。在不影响生活垃圾焚烧炉污染物排放达标和焚烧炉正常运行的前提下,协同焚烧处理生活污水处理设施产生的污泥,既能缓解垃圾焚烧厂“吃不饱”的问题,又可以为垃圾焚烧厂带来新的盈利,可谓一举两得。
但目前行业尚未对污泥掺烧形成技术上的共识,也未见国家/行业颁布标准、规范或技术指南,掺多少?怎么掺?焚烧过程的技术参数怎么确定?大气污染物排放标准如何修订?这些关键因素尚不明确,也让不同部门间的管理沟通与协调困难重重。
三是,在我国单独焚烧污泥发展可能会比较缓慢,这种方式可以实现物质回收和热能自给,但由于其投资和运营成本较高,大城市可能更具实践条件。此外,污泥炭化可以实现污泥燃料化、能源化,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,当前污泥处理处置的主要难题不在于技术本身,关键在于解决体制和机制上的问题, 如目前很多水务企业一般将80%的污泥委托其他公司处理,这种泥水分离的商业模式也造成了行业对污泥技术优化的动力不足,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,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。
当前,污泥处理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的思考,企业在进行相关技术研发和探索实践中,应紧跟国家政策导向、重视技术研发与创新、秉持工匠精神不断将产品做精做优,实现自身成长与推动产业发展。
加强研发投入,尽管研发投入回报周期长,在当前环境下更难,但这是必须做的。
要有工匠精神,杭世珺指出,“我们要有工匠精神,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,研发不是短期行为,需要很多年才能见到成果,不能急于求成。要把产品做扎实之后再推向市场。”
不要急于扩展业务范围,特别是当核心产品还未完全成熟时。把最有特色的产品先做好,基于原有产品的基础上,逐步扩展和完善,而不是盲目扩张。
加强企业间的合作,国内除了大型企业外,还有很多专精特新的民营企业,他们的产品非常优秀。这些企业之间已经开始互相合作,取长补短,共享信息,增强研究能力。通过协同合作,不同企业的技术可以整合成新的产品,这种合作能够提升企业的整体竞争力。
积极参与标准的制定,一线的数据是最真实和可靠的,这些数据有助于制定更科学的标准。企业应积极支持标准的制定,包括产品化的标准。同时,也应加强自身的知识产权保护。
加强国际合作,与国际上的优秀企业对接合作,吸取先进的技术和经验,提升自身实力,推动民族企业的发展。