污泥處置也要“產能減碳”,干化焚燒有望成重要發展方向

發布日期:2021.07.09

“重水輕泥”是過去污水處理過程中普遍存在的現象。“十三五”期間,我國城市污水處理率超過95%,污水處理提標改造快速推進,與此相比,污泥處理處置行業的發展卻相對緩慢,截至收官之年,“十三五”、“水十條”定下75%-90%無害化處理處置率目標,完成度尚有一定差距。


今年6月初,國家發改委、住建部印發《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》(下稱《規劃》),《規劃》提出要泥水并重,加快補齊污泥處置設施短板,破解污泥處置難點,實現無害化推進資源化,新建污水處理廠必須有明確的污泥處置途徑。規劃明確,“十四五”期間新增污泥(含水率 80%的濕污泥)無害化處置設施規模不少于 2 萬噸/日,城市污泥無害化處置率達到90%以上。


“重水輕泥”現象已在社會引起廣泛關注,并引起有關部門的高度重視,“十四五”期間污泥將迎來更加嚴格的監管,在新增污泥量持續增長、存量污泥體量較大的背景下,盡快解決污泥二次污染問題、加快污泥處理處置成為迫在眉睫的問題。



多種技術手段并行

污泥處置迎快速發展期



隨著國家對污泥處置問題的重視,污泥處置的政策、技術及運作方式正處于不斷完善之中,污泥處理處置行業在多方推動下有望進入快速發展期。


事實上,行業經歷了多年的探索和積累,在污泥無害化資源化利用方面,當前,國內已經形成了四條主流的污泥處理技術路線:污泥深度脫水-填埋(“深填”路線)、好氧發酵-土地利用(“好土”路線)、厭氧消化-土地利用 (“厭土”路線)、污泥干化-焚燒-灰渣填埋或建材利用(“干焚”路線)。


其中,污泥的填埋、土地利用是最為簡單和經濟的方式,也在很長時期內有效支撐了我國污泥處理處置問題的解決,成為必不可少的過渡性解決方案。但受制于空間和土地利用范圍的限制,以上方案也面臨著不小的瓶頸。近期農業農村部發布的有機肥最新標準(NY525-2021),其中禁止選用污泥等存在安全隱患的物料作為有機肥原料引發了行業的廣泛關注,也再次讓污泥的最終去向成為業界熱烈探討的話題。


總體而言,我國污泥處理處置技術多樣,但成熟普及的技術不多,政府在選擇技術路線時會有猶豫,污泥處置產物市場接受度低,資源循環的價值鏈條尚未完全打通,污泥處置面臨著發展機遇和挑戰并存的局面。


業內專家認為,各地在推進污泥無害化處置和資源化利用方面,要結合本地經濟發展水平,選擇適宜的處置技術路線,這也與2020年國家發改委、住建部聯合發布的《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》中提到的“根據污泥產生量和泥質,結合本地經濟社會發展水平,選擇適宜的處理技術路線”不謀而合。



干化焚燒或成大中城市主要方向

資源化利用獲關注



近年來,我國加緊了污泥處置技術的探索和研究,在各地土地資源趨緊的現實壓力之下,一些大中城市將治污方向逐步轉向“干化焚燒”。


政策方面,《規劃》也明確提出,鼓勵污泥能量資源回收利用,土地資源緊缺的大中型城市推廣采用“生物質利用+焚燒”等模式。推廣將污泥焚燒灰渣建材化利用。


與此同時,不少業界專家也對大中城市污泥處置技術做出了判斷。清華大學環境學院教授、國家環境保護技術管理與評估工程技術中心主任王凱軍在2019年中國城鎮污泥處理處置技術與應用高級研討會(第十屆)發言中也指出,要因地制宜,根據不同地區的土地情況和經濟發展條件來決定如何處理處置,在長三角、珠三角和一些大型省會城市,土地資源短缺,污泥焚燒可能是主要的技術方向。


其中,規?;刑幹?,處理能力遠高于摻燒,污泥干化單獨焚燒技術占地小、處理快速、處理量大,對土地資源緊俏的大中城市十分友好,符合大城市污泥的產生、處理現狀。公開資料顯示,珠三角多個城市已經在緊鑼密鼓地推進此種模式,近年來深圳推進的多個污泥處理廠以及污泥干化項目,走的便是“熱干化+焚燒”處置路線。


在此背景下,不少業界企業通過純污泥焚燒發電項目,在消納大中城市源源不斷產出的污泥的同時,也在探索通過干化焚燒,實現污泥發電,并將污泥化學能轉化為熱能進行回收利用,在污泥大幅度減量的同時,將焚燒灰渣進行建材資源化利用。


辛集電廠2.jpg

國惠環境污泥自持焚燒項目


面向未來,污泥的處置最終要走資源化利用之路,融入到生態系統中,形成新的經濟循環體系。這就要求行業必須打通污泥全鏈條處置的各個環節,將污泥由廢棄物轉化為能源,選擇經濟適用、節能低碳工藝路線,最終實現減量化、無害化、資源化的污泥處理處置目標。



“雙碳”目標之下

“產能減碳”成未來發展趨勢



“雙碳”目標之下,“十四五”期間污水處理將朝著碳中和方向邁進,與污水相伴而生的污泥在處置過程中也面臨著碳減排的壓力。碳排放作為污泥處理處置工藝路線選擇的重要指標之一,或將成為污泥無害化、資源化處置的重要參考。


污泥厭氧消化后的沼氣利用,以及污泥焚燒后的熱能利用,在“雙碳”目標下均會受到行業高度重視。


污泥厭氧消化過程的碳排放量相對較低,且污泥厭氧消化耦合沼氣熱電聯產項目,可以實現熱、電兩種能源的回收利用,提高能源利用效率,目前我國污泥熱電聯產已應用在多個項目上,并取得了明顯的碳減排效果。但正如前文所述,對于土地資源緊張的大中城市來說,采用專用焚燒爐進行污泥獨立焚燒達到熱能利用的同時進行發電,亦是經濟可行的做法,也在一定程度上實現了節能降耗。如何使污泥焚燒做到更好的“產能減碳”,這也成為行業內一些領先企業在努力探索和實踐的方向。


目前,以國惠環境和國聯環科等企業為代表的污泥自持焚燒項目已在我國落地實施。其中,位于河北省辛集市的E · VALLEY污泥全流程生態治理項目在運行過程中,污泥氧化焚燒爐只采用調理后的污泥作為燃料,無需摻燒煤炭、石油、天然氣等化石燃料,碳排放更低,更加節能高效,詮釋了“污泥也是放錯位置的資源”的理念,踐行著轉廢為能、變廢為寶的污泥產業資源化路徑。


辛集電廠1-小.jpg辛集污泥集中焚燒發電處置中心


在2020(第十二屆)上海水業熱點論壇上,上海國惠環??萍技瘓F有限公司副總經理、西南區域董事總經理張進就曾重點介紹了河北省辛集市的E · VALLEY污泥全流程生態治理項目。他介紹,該項目日處理含水率80%污泥2200噸,通過能源轉換、能量富集概念,不僅解決了河北省辛集市制革工業區以及辛集市城市污水處理廠產生的全部制革污泥和市政污泥,還實現了對外輸出電力、蒸汽和建材,成為城市能源工廠和城市新基建的重要組成部分。


同時,張進也指出,污泥不應只是簡單的處置,而應該是一個能源收集中心。當前,國惠集團打造的“辛集模式”正在全國范圍內復制推廣,以河北省辛集污泥集中焚燒發電處置中心為藍本的禹城市污泥無害化處理熱電聯產項目已于日前點火調試,更多污泥焚燒發電廠正在緊鑼密鼓籌建中,安徽安慶、山東高密等多家污泥固廢資源化處置中心也將面世,其在污泥獨立焚燒及資源化利用細分領域的探索也獲得了業界認可,在“2020年度水業細分領域領跑及單項能力領跑企業” 評選中,國惠環境被評為了“污泥自持焚燒及資源化利用服務年度標桿”。


相關企業的探索為國內污泥處理處置技術的發展提供了新的思路。當前,污水處理等先決條件已經具備,政策開始向污泥處理行業傾斜;在30·60雙碳目標之下,未來污泥處理處置將以節能降耗及能源資源回收為目標,污泥處理技術路線愈發清晰;在污泥處置的道路上,如何向污泥要能源和資源,為國家節能減排、資源化綜合利用摸索出一條可持續發展的道路,依然是行業企業需要不斷探索和突破的方向。


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