泥泞中艰难跋涉细说污泥厌氧技术得失

　　在国内，一直备受冷落的污泥厌氧消化技术，正在被重新“捡起来”。

　　业内专家透露，北京目前在多项目推进污泥厌氧相关工程和技术探索。不过这一轮项目不再应用传统工艺，而是要在强化污泥预处理、高级厌氧消化方面寻求突破，着力解决此前我国污泥厌氧消化设施建成后遇到的运行管理难度大、产气量少且不稳定、经济效益差等问题。

　　事实上，由于传统厌氧消化普遍存在消化速率低、停留时间长、处理效率低等不足，为改善这种现状，近年来业界对污泥的预处理技术开展大量研究。同济大学环境学院副院长杨殿海介绍，传统厌氧消化确实存在成本高、效率效益低等问题。为此，需从提高污泥含固率、处理效率和产气（甲烷）率等方面入手。

　　清华大学环境学院教授王凯军也表示，污泥破壁问题是污泥厌氧技术发展的瓶颈之一。“细胞壁结构稳定、难以生物降解。需要解决细胞壁的破壁难题，才能保证污泥的有效降解。而在相关的技术探索方面，大家比较认同热水解，热水解确实可以帮助污泥实现破壁，同时使得不流动的厌氧污泥变得具有流动性。”据他介绍，美国康碧公司、法国威立雅以及清华大学都在进行相关的技术攻关和实践。

　　污泥出路在哪儿

　　近年来，我国的污水处理产业得到了快速发展，在很大程度上缓解了我国水污染的危机。“但是，水净了，泥去哪儿？”

　　“卫生填埋，最为简便，处理费用也不高。”刘国田介绍说，这是我国大多数污水处理厂选择的污泥处置方式。但是，污泥填埋要占用大量的土地资源，填埋坑中的渗出液会污染土壤，产生的甲烷气体还会对大气造成污染，而且，随着甲烷气体的产生、聚集，还有爆炸的危险。

　　专业机构检测结果显示，污泥中含有农作物生长所必需的氮、磷、钾等元素，其中丰富的有机质能够改善土壤结构，促进作物生长，是很好的肥料。“但是，污泥堆肥的处理时间长，处理、储存、缓冲区占地面积很大，且自动化程度较低，人工成本相对较高。”刘国田认为堆肥利用不是污泥的好去处。

　　焚烧，这个看似“简单粗暴”的方式，刘国田却认为有可取之处。“焚烧能够最大限度地实现污泥的减量化，可以完全灭杀病原微生物。”但是，这也不应该是污泥的最终归宿。“焚烧所产生的气体可能会对大气造成污染，在灭杀病原微生物的同时，也将污泥中含有的资源白白烧掉，未能充分利用，造成了浪费。”

　　那么，污泥的出路到底在哪儿？

　　污泥厌氧应用现状

　　由于具备能量回收、降低环境危害的功能，厌氧消化技术正成为国际上应用最为广泛的污泥稳定化和资源化的处理方法。如今的欧洲约有36000座厌氧消化反应器，其污泥处理量约占比40%~50%。在英国，大约2/3的污泥采用厌氧消化技术。而据美国环保局调查，厌氧消化在美国污水厂的普及率约60%。日本大多数污水处理厂也采用厌氧消化来处理污泥。

　　然而反观我国污泥的处理情况，据同济大学戴晓虎教授介绍，随着人口的增长和污水处理能力的提升，2014年我国市政污泥的产量已达10.21万吨/天，但约有75%的污泥没有经过任何稳定化或无害化处理，仅是简易填埋和随意的堆弃，15%的污泥采用了干化焚烧及建材利用，10%的污泥采用了无害化、稳定化及土地利用。

　　虽然我国污泥厌氧消化技术起步较早，但技术应用发展较慢，与发达国家仍存在较大的差距。据调查，截止2015年9月，我国总计建成城镇污水处理厂3830座，污水处理能力达1.62亿m3/d，但仅在北京、上海、天津、重庆、青岛、石家庄、郑州等城市的约60座污水处理厂中采用了污泥厌氧消化工艺，且正常运行的仅约20座，如上海白龙港污泥厌氧消化工程、大连东泰夏家河污泥处理工程、青岛麦岛中温厌氧消化工程等。大部分污泥厌氧消化工程未运行或中途停运，如北京高碑店水厂的污泥厌氧消化工程，虽是我国建设最早、规模最大、设计配套最完整、运行时间长达10年的项目，但却在2008年奥运会前停止了运行。

　　制约污泥的三个因素

　　而在众多业内人士看来，中国的污泥处理困境中包含着很多难题，诚如付费机制、政府监管、部门协调等。而从上到下的路线之争，看似技术分歧，却也导致地方政府在做选择时的犹豫不决，最终归结为需要“因地制宜”。

　　在住建部出台的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》中指出，“厌氧消化＋土地利用”被认为在资源循环利用、能耗物耗、成本效益方面与其他处置方式相比均具有一定优势。但是，实际中污泥厌氧消化处理的占比非常低。

　　现实存在一些因素制约了厌氧消化的发展。首先是协同问题。欧美很多项目都采用污泥与餐厨垃圾等城市有机废弃物协同处理，可以更好地实现规模效益、经济效益、碳减排效益。然而，由于污泥和餐厨垃圾分属不同管理部门，协同处置面临部门职能条块分割的现实难题。

　　泥质也不可回避。中国污泥有机质含量低、含砂量高，除少数大城市外，大部分城市收集系统是雨污合流，且管网质量较差，导致传统的污泥消化在中国难以获得再生能源的效益，大部分用户不得不放弃。

　　困扰污泥处理行业的另一个问题是，处置后的污泥该往何处去。在工业化与城市化并行发展初期，部分工业废水进入市政排水系统，污泥含有重金属和化学污染物，土地利用的风险较大。近年来，工业区与居住区逐步分离，市政污水处理厂污泥的有害物质不断减少。但是由于监测和监管能力不足，农业部门依然不允许污泥制成的肥料进入农用土地。

　　但不可否认的是，厌氧消化在温室气体减排方面的优势与日俱增。中国污水处理厂每年产生约3000万吨污泥（含水率80%），即使仅对10%的污泥进行资源化利用，而非作为垃圾进行填埋，每年亦可减少3.8亿吨碳排放，这大约相当于乌克兰的排放量。

　　（参考资料：南方周末、中国环境报、中宜环科环保产业研究、中国建设报）