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中國汙泥堆肥產業發展模式的探討

釋出時間│││:2019-12-29 21:57:38                            點選次數│││:1635 次

 1我國汙泥堆肥產業現狀


         隨著國內汙水處理行業的不斷髮展✘·,汙水處理規模不斷擴大✘·,汙泥產量逐年增加╃☁✘╃✘。截至2006年✘·,我國共有城市汙水處理廠939座✘·,日處理汙水能力6370萬T✘·,照此推算✘·,每天產生含水率百分之80左右的市政汙泥約4萬多T╃☁✘╃✘。由於脫水汙泥含水率和有機物含量較高✘·,如果不進行處理✘·,就會造成嚴重二次汙染╃☁✘╃✘。目前較為有效的汙泥無害化處置技術主要有填埋☁✘✘·•、焚燒和堆肥✘·,其中堆肥技術投資和執行費用相對較低✘·,佔地適中✘·,能實現一定資源化目的✘·,是適合我國國情的一種汙泥處置方式╃☁✘╃✘。
         我國從“八五”時期就開始著手開展汙泥工業化堆肥技術研究✘·,“九五”期間機械科學研究總院環保所☁✘✘·•、北京環科院等單位完成了唐山☁✘✘·•、秦皇島和北京密雲3項汙水處理廠汙泥堆肥示範工程✘·,但目前保持正常執行的僅有唐山西郊汙水處理廠汙泥堆肥專案╃☁✘╃✘。國內雖然陸續建設了北京大興☁✘✘·•、太原☁✘✘·•、煙臺☁✘✘·•、洛陽等市政汙泥堆肥工程✘·,以及天津石化☁✘✘·•、山東晨鳴紙業等工業汙泥堆肥專案✘·,但目前正常執行的總數加起來不足20座✘·,處置規模10~300t/d不等✘·,但執行專案存在技術水平參差不齊☁✘✘·•、處理標準各異☁✘✘·•、產出物料用途不明確等問題✘·,以及重金屬☁✘✘·•、臭氣排放等制約因素✘·,嚴重影響了汙泥堆肥產業的發展╃☁✘╃✘。
          另外✘·,經濟因素也是制約汙泥堆肥產業發展的瓶頸╃☁✘╃✘。國內汙水處理廠汙泥處理處置費用(包括汙泥濃縮脫水)約佔工程投資和執行費用的百分之24~百分之45✘·,而美國及歐洲等發達國家的汙泥處理投資已佔汙水處理廠總投資的百分之50~百分之70╃☁✘╃✘。由於汙水處理廠汙泥處理處置高昂的投資及執行費用✘·,使得國內大部分汙水處理廠未對汙泥進行穩定處理或處理工藝的配套設施不完善✘·,部分建有完善汙泥處理設施的汙水處理廠也因其執行費用較高而難以正常執行╃☁✘╃✘。


2汙泥堆肥技術的發展方向
2.1汙泥堆肥技術
        目前汙泥堆肥技術主要包括動態堆肥☁✘✘·•、靜態堆肥和反應器堆肥三類✘·,我國採用的主要是動態倉式堆肥工藝和動態條垛式堆肥工藝╃☁✘╃✘。
        動態倉式堆肥技術以機科SACT堆肥工藝為代表✘·,主要依靠機械系統實現物料自動進倉☁✘✘·•、翻倒☁✘✘·•、曝氣✘·,具有自動化程度高☁✘✘·•、**可靠☁✘✘·•、出料質量高等特點✘·,但系統較為複雜✘·,設計水平要求較高✘·,並且目前使用的裝置處理量較小☁✘✘·•、處理效率較低╃☁✘╃✘。
        動態條垛式堆肥技術以BACKHUS堆肥工藝為代表✘·,主要依靠**能的翻堆裝置✘·,高速☁✘✘·•、大量☁✘✘·•、連續對發酵物料進行翻倒充氧✘·,具有系統簡單☁✘✘·•、**☁✘✘·•、處理量大的特點✘·,但系統及物料佔地面積較大✘·,配套的除臭系統龐大☁✘✘·•、並且由於需要人工操作工程車輛進出倉和翻堆裝置翻倒充氧✘·,存在較大的人員**隱患✘·,需要增加防護裝置╃☁✘╃✘。
隨著汙泥處置規模的不斷擴大✘·,要求的不斷提高✘·,未來汙泥堆肥工藝技術的發展方向應著力於以下幾點│││:
(1)處理**化✘·,適應大處理量需求✘·,減少佔地面積;
(2)系統模組化✘·,適應不斷增長的處理量需求✘·,設計考慮遠期規劃;
(3)流程自動化✘·,結合物料特徵✘·,開發包括自動出倉系統在內的專用半乾物料輸送系統;
(4)操作無人化✘·,透過線上感測器控制現場裝置✘·,與汙泥和外溢氣體接觸部位應實現無人操作╃☁✘╃✘。
2.2汙泥堆肥的二次汙染問題
        汙泥堆肥應用目前所面臨的主要問題是二次汙染問題✘·,集中在重金屬和臭氣排放兩個方面✘·,這也是汙泥堆肥應用推廣的主要限制因素╃☁✘╃✘。
        儘管汙泥好氧發酵過程存在一定的重金屬生物鈍化作用✘·,但作用效果不穩定✘·,且效率較低╃☁✘╃✘。目前對於汙泥重金屬含量的監測是控制重金屬流向的有效手段✘·,重金屬超標的汙泥所生產的物料可用於填埋場覆蓋土✘·,重金屬不超標的汙泥所生產的物料可根據實際情況用於農業☁✘✘·•、林果業或園林綠化;未來開發多功能快速檢測儀器是該領域技術的發展趨勢╃☁✘╃✘。
汙泥堆肥臭氣的排放不僅汙染環境✘·,而且還威脅到作業人員的身體健康╃☁✘╃✘。目前中型以上堆肥專案無法做到系統全封閉✘·,尤其是好氧發酵物料進出倉的自動化☁✘✘·•、無人化是整個系統全封閉的關鍵點和難點(國外也沒有解決此類問題✘·,尤其是出倉問題)╃☁✘╃✘。國內的科研單位和企業正在努力攻關✘·,已開發出汙泥專用的布料裝置✘·,在不久的將來✘·,將*終實現汙泥堆肥過程的全流程無人化☁✘✘·•、自動化✘·,完全解決臭氣對操作人員和周圍環境的威脅╃☁✘╃✘。


3汙泥堆肥相關標準規範
       相對於國外汙泥處置標準✘·,我國至今還沒有一個較為健全科學的汙水汙泥處置標準體系✘·,難以指導汙泥處置工作的開展和汙泥處置的工程實踐✘·,嚴重影響汙泥的*終處置✘·,汙水處理廠汙泥無序外運✘·,隨意丟棄的現象屢有發生╃☁✘╃✘。農用汙泥堆肥參照執行《農用汙泥中汙染物控制標準》(GB4284-84)✘·,《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》(GB18918-2002)的主要相關指標也是基於該標準制定的;而GB4284-84為1984年制訂頒佈的✘·,距今已有二十多年✘·,部分重金屬指標甚至嚴於歐美等發達國家水平✘·,與我國目前的實際情況存在較大出入✘·,也*大地限制了汙泥堆肥技術的推廣╃☁✘╃✘。
         基於現狀✘·,住房和城鄉建設部2007年頒佈實施了《城鎮汙水處理廠汙泥泥質》(CJ247-2007)☁✘✘·•、《城鎮汙水處理廠汙泥處置分類》(CJ/T239-2007)☁✘✘·•、《城鎮汙水處理廠汙泥處置園林綠化用泥質》(CJ248-2007)☁✘✘·•、《城鎮汙水處理廠汙泥處置混合性填埋泥質》(CJ249-2007)等四項標準╃☁✘╃✘。此外✘·,城鎮汙水處理廠汙泥處置中的農用☁✘✘·•、土地改良用泥質等四項標準已列入國家有關部門2007年行業標準制訂計劃╃☁✘╃✘。由於所頒佈的標準還只是泥質標準✘·,仍需要結合我國國情✘·,逐步開展技術政策☁✘✘·•、技術規程的研究✘·,環境保護部現正在組織有關單位編寫汙泥堆肥技術導則;*終應形成具有我國特點的系列標準規範☁✘✘·•、技術規程✘·,規範我國的汙泥處置工作✘·,使城鎮汙水處理廠產生的汙泥獲得妥善處置✘·,實現汙泥減量化☁✘✘·•、穩定化☁✘✘·•、無害化✘·,並逐步提高資源化利用率╃☁✘╃✘。


4汙泥堆肥專案的建設運營
4.1汙泥堆肥專案的建設
         目前✘·,汙泥堆肥專案的建設資金主要來源於國債☁✘✘·•、外國政府貸款等✘·,少數來源於企業自籌✘·,其建設主要由現有汙水處理廠或者汙水廠的管理部門主導✘·,建設模式主要有以下兩種│││:
(1)建設在一座汙水處理廠內✘·,作為該汙水處理廠的配套設施╃☁✘╃✘。如唐山西郊汙水處理廠汙泥堆肥專案☁✘✘·•、太原河西北中部汙水處理廠汙泥堆肥專案☁✘✘·•、煙臺萊山汙水處理廠汙泥無害化專案等╃☁✘╃✘。這種模式的優點在於汙水廠與汙泥堆肥專案銜接緊密✘·,可以共用公用配套設施✘·,節省投資;汙泥運距近✘·,節省運輸成本╃☁✘╃✘。但由於汙泥堆肥專案需要一定佔地面積✘·,汙水處理廠內需要預留足夠用的地方;此外✘·,汙泥堆肥專案受到規模限制✘·,如果不能實現規模效益✘·,使用率也會受影響╃☁✘╃✘。
(2)建設獨立的汙泥堆肥專案✘·,為一座或幾座汙水處理廠服務╃☁✘╃✘。如為北京高碑店汙水處理廠配套服務的北京大興龐各莊汙泥堆肥專案☁✘✘·•、為洛陽瀍東汙水處理廠和澗西汙水處理廠配套服務的洛陽汙泥處置場專案等╃☁✘╃✘。
這種模式的優點在於全新規劃選址擺脫了處置規模的侷限性✘·,**做到按需建設✘·,尤其是對於我國汙水處理廠規模不斷擴大的趨勢✘·,集中建設汙泥處置場更便於立項審批及今後的運營管理╃☁✘╃✘。
4.2汙泥堆肥專案的運營
        目前✘·,汙泥堆肥專案運營模式主要分為三種│││:一是由現有汙水處理廠運營部門負責;二是由汙泥處置廠負責;三是由專案公司負責╃☁✘╃✘。目前汙泥處置後產出物料的主要出路為│││:農用(包括製成復混肥料和直接應用)☁✘✘·•、園林綠化☁✘✘·•、填埋等╃☁✘╃✘。農用收益*高但門檻也*高✘·,需要進行大田實驗並取得多個部門的認證准入✘·,並且需要暢通的銷售渠道╃☁✘╃✘。園林綠化相對門檻較低✘·,只要汙泥泥質滿足相關標準要求✘·,就可以使用✘·,應用領域廣闊╃☁✘╃✘。填埋主要作為覆蓋土使用✘·,收益*低✘·,因此結合垃圾混合堆肥較為合理╃☁✘╃✘。
         從以上分析不難看出│││:汙泥堆肥專案運營與汙水處理廠運營完全不同✘·,只有透過**化的運營策劃才能充分發揮資源優勢✘·,實現效益*大化╃☁✘╃✘。因此✘·,在汙泥堆肥專案建設過程中引入肥料行業或者與*終使用者相關的民間資本和BOT運作模式對於汙泥堆肥專案建成後順利運營具有戰略意義╃☁✘╃✘。例如廣東某企業擁有數萬畝速生林地✘·,每年需要大量有機肥料✘·,準備與當地汙水處理主管部門協商由企業出資建設汙泥堆肥專案✘·,確保完成當地汙水處理廠脫水汙泥無害化處置任務✘·,產出的有機肥料用於速生林地建設✘·,在收取一定的汙泥消納費用的同時還可節省大量有機肥費用支出✘·,並且可以解決當地脫水汙泥無路可去的尷尬境遇✘·,變廢為寶╃☁✘╃✘。
        目前✘·,汙泥作為資源正在被越來越多的人所關注✘·,合理的建造模式和運營機制可以使汙泥堆肥技術獲得廣闊的應用空間╃☁✘╃✘。









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