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让市政污泥正本清源 回归生态泥的价值源点
让市政污泥正本清源
回归生态泥的价值源点
本文是对20年前污泥话题的延续,力图从辩证关系中让市政污泥正本清源、回归价值,以期从前沿技术实践中探寻市政污泥的生态文明解决之道。
当前被划归到环境污染治理范畴的污泥,其实经历了身份与功能的转变:
第一阶段是属性转变,强调责任。社会开始将市政污泥视为一种污染物,处理处置是政府应尽的责任,开启了市政污泥处置的专业化和工程化时代。2004年以前,市政污泥被普遍视为有机资源而非污染,直接还田利用,并不是政府责任。随着规模上升,当时的污泥绿皮书,对比国际经验,前瞻的预判污泥不处理会有严重的环境问题,呼吁政府是市政污泥处置责任主体,后来各地出现的污泥污染公共事件印证了这一判断,提升了对市政污泥认知,之后的一系列社会事件驱动了市政污泥责任落实和市场化发展。
第二阶段是探索路径,强调技术。污泥主体责任落实涉及技术选择,为寻求经济适用的技术路线,快速填补了技术短板和处理能力的不足,形成工艺多样、协同为主的局面。当市政污泥需要全部妥善处置,资金不足、技术不成熟等问题突显,中国快速学习国外的经验和技术,多样技术在国内应用实践。为了兼顾经济性,探索利用其他成熟项目协同处置,从协同垃圾填埋到协同水泥窑、火电厂、垃圾焚烧,大部分市政污泥被协同处置。
当下进入第三阶段是性质回归,需要正本清源,重新认知市政污泥,从系统化角度推动污泥的价值化再回归。在绿色低碳、高质量发展战略之下,经济进入深度转型期,资金压力陡增,粗放管理已不能满足新的预期,市政污泥管理与服务的尺度要进一步细化。面对新变化、新要求,需要从生态文明和“两山理论”发展观重新审视污泥问题,让市政污泥重回生态价值本底,从社会循环和自然循环的实践中系统化、价值化的再回归。这会对污泥处理处置主流技术工艺有深远影响,也是对未来产业方向的引导与预判。
市政污泥的正本清源就是从性质源头认清污泥本质。
污水处理近20年的快速发展,已经成为最重要的环境公共服务,市政污泥是污水处理发展的必然,也是环境公共服务专业化的延展。
市政污泥稳定化过程是污水处理的一部分,要将污水处理进行到底,必要将污泥处理处置进行到底,市政污泥稳定化则是污水处理的责任延续,国家已经颁布了污泥稳定化相关标准。无害化是环境治理各细分领域统一目标,聚焦到市政污泥,稳定化本身就是无害化过程,也是夯实市政污泥资源价值的过程。没有稳定化处置的市政污泥会危害生态安全,而稳定化之后通过技术创新生产市政污泥衍生品,拓宽了市政污泥产业利用的路径。
市政污泥是指处理生活污水所产生的泥,不包含影响泥质的重污染工业废水,不含重金属等工业污染物。生活污水产生的泥是人类生活排放物质的衍生物,有机质富集,更是基于生物活性物质循环的生态元素。市政污泥要从源头正名,必须从性质上正名,稳定化的市政污泥具备生态功能、社会资源功能,不是污染物而是一种生态泥,国际上也将“sludge”改称为“biosolids”,意为从废水处理中取得的生物固体。
生态泥是生态元素,丰富了生态文明的本底组成,提供碳氮磷的物质循环,可替代化工肥料,从而减少碳排放总量。同时,生态泥组成元素与人类生活同源,具有更高阶的产业价值。
定义生态泥也是对泥质分类管理的升级,不应与重污染工业污泥或混合污泥相提并论。当前对泥质管理比较粗放,影响了后端的处置利用,泥质管理“一刀切”看似省钱省心,实则增加全过程成本。泥质精细化管理就如同“庖丁解牛”,不同组分适用于不同的价值化路径,才能实现稳定高质的价值化。
生态泥的价值回归要以终为始、循环闭合。生活污水处理不是终点,生态泥处置利用也不是终点,它们都是城市环境服务的一环,是大生态循环的一环。要实现生态泥循环稳定的价值化,就要向前端溯源,向后端延展。污水处理的终点是生态泥的起点,生态泥的终点是下一个产业链的起点,水质决定泥质、泥质决定了价值也决定了产业化路径。
城镇污水处理厂是生态泥的源头,是把控水质、保障泥质的决定性设施,其定位就是处理城市生活污水,但城镇化伴随着工业化发展,伴生了工业废水纳管进入城镇污水处理厂的行为。
生活污水与重污染工业废水有着质的区别,有生态性和污染性差异,需要分开处理,保障生态泥的绝对安全。重污染工业废水与市政污水混合产生的是混合污泥,不是生态泥,降低了泥的价值,可谓“害群之马”,混合后量大质低,需要更深度的处置措施,来弥补这一粗放混合的行为。从全过程角度来看,混合处置本身不经济,花费成本远大于分别处理处置。
从时间和空间角度算生态文明的大账,泥质混合是一种只为当下、不顾长远的行为,必须对污水源头分别对待。让城镇污水处理厂归回其本来的设施功能,只处理生活污水,控制污水源头也就控制了生态泥源头,保证其生态资源价值。
城镇污水处理厂通过对微生物生化活性调控去除污水中大部分污染物,这个复杂过程有人为干预和控制的因素,也是生态泥的质量控制过程。如利用碳源调节碳氮比,利用混凝剂、絮凝剂调节控制出水水质等,会对生态泥的泥质产生影响。
生活污水处理全过程的生态化是生态泥价值的保障,也是污水处理绿色低碳的实际要求,严把污水处理清洁生产关,从源头进行污泥减量,采用绿色低碳、生态友好的药剂,提升运营环节资源循环利用效率,在污水处理工艺控制中调节生态泥的绿色组分,从而形成生态泥价值回归的闭环。
污水处理是把水中污染物分离和去除,让水恢复纯净的过程,而污泥处理处置是一个回归过程。生态泥处置利用是物质元素再利用的一个中间环节,处置工艺也是疏通自然循环、物质循环、能量循环的路径选择,只是对质态、形态的改变,并不是污染物消减的概念。
物质不灭,都归于阴阳五行的自然循环,因此所有环境治理都不是消灭污染物质,而是疏通物质循环,避免形成影响人类生活的物质富集。
具体到生态泥处置利用路线选择,如果将污泥视为污染物去除与治理,生态泥将难有一个完全的解决方案,如果将处理处置视为系统重构生态泥的回归路径,从物质再利用的角度重新打通社会循环与自然循环,让来源于污水、富集于泥中的物质再次进入到社会产业或者自然生态系统,重启循环,在往复利用的过程中积累产业价值和生态价值。这是绿水青山与金山银山互通融合的生态泥解决之道。
选择生态泥处置利用工艺路线遵循三个原则,一是打破藩篱。生态泥是已经无害化后的生态元素,应该打破视为污染物禁止跨区域转移处置的藩篱,更大空间尺度上挖掘其生态价值,通过产业化工艺技术将生态价值变现。二是因地制宜。结合区域消纳和产业需求选择适宜的、高价值的技术路线。三是政策引导。充分结合国家战略要求,以及低碳、降本增效等产业需求。
我国地域宽广、区域差异明显,每条工艺路线均有适用边界和约束条件,对于生态泥处置利用工艺选择要顺势而为、因势利导,从减量化、经济性、闭合性、低碳化、邻利性、智能化6个维度对各类工艺路线在当地的适用性进行研判。工艺路线的边界和约束条件确定了生态泥资源化、能源化价值挖掘的方向,让适合堆肥的区域选择堆肥、适合焚烧的城市进行焚烧、缺乏能源的地方做燃料、有需求的地域做建材等等。融入循环,大道之本。
要实现生态泥在产业链上循环流转,从污染治理到产业价值的系统回归,核心是从商品化、价值化视角对污泥项目的重塑。商品化就是下游产业愿意买,具有进入下一级循环的动能,结合区域适用条件和产品边界来选择最有需求、最有价值的产业方向。将生态泥处置利用的过程产物、最终产物打造成为有商业价值的商品,链接成为其他产业链的生产原料,实现生态价值稳定、可持续的循环流转。
贯通商业价值流转需要产业的进阶、科技的突破。商品化就是不做成本中心,而是做价值中心。无害化(稳定化)由政府付费,之后要靠市场,要靠产业界的技术创新、模式创新挖掘生态泥的价值,提高生态泥参与社会循环的能量层级。生态泥处置利用的商业优势包括来源稳定、与人类组分同源、分布与人类生活分布一致等,如果利用得当,会成为新经济下的价值奇点。
商品化之路,需要在管理政策上给生态泥念念“松箍咒”,在性质上要为生态泥平反,从管理政策给生态泥正名和松绑。生态泥不是污染物,如果从环境管理的政策上不能给生态泥腾出一席之地,仍贴上污染治理的标签,无论社会公众还是其他产业都对生态泥的商品带着歧视和疑惑的眼光。
可借鉴我国对新能源汽车的补贴政策,用政策补贴提高生态泥的利用动能。建议补贴采购生态泥衍生商品,引导释放生态泥商品化后的市场需求,鼓励和支持其他产业接纳生态泥的衍生商品。如生态泥中的磷资源回收,在日本、德国等国家,磷作为一种战略物资倍受重视,他们从污泥和污水处理系统中回收磷资源。
市政污泥稳定化是污水处理的伸展,也是生态泥的前提,各级政府要守住市政污泥稳定化的基本责任。
新时代下的市政污泥处置是困扰城市管理者的环境治理难题。本文力图站在“两山理论”和生态文明更大的视角下看待市政污泥的本质,跳脱出污染治理的范畴,从系统化角度梳理市政污泥的本源,让市政污泥正本清源,从而推动污泥产业从污染治理的成本中心转向生态产业的价值中心,实现生态泥从环保产业向两山产业升级。