污泥问题(2)

《污泥问题》李波 山西沃土生物有限公司

经厌氧消化处理的污泥，有机物降解30%—50%，进一步干化后可以土地处置（填埋、覆盖等）；厌氧消化工艺过程不能将污泥的有机质转化为腐殖质，经厌氧消化处理的污泥由于腐熟度达不到要求不能土地（农业）直接利用，否则，将造成土壤的砂砾化。沃土的实践证实，厌氧消化污泥再经好氧发酵陈化处理后才可以土地利用。

根据报道，随着中国污泥市场的逐步成熟和开放，厌氧消化装置有逐渐上升的趋势。昆明主城区城市污水处理厂污泥处理处置工程列入国家发改委、财政部外国政府贷款计划。昆明市将利用芬兰政府的1,200万欧元优惠信贷，建设一座日处理500吨污泥的处理厂，工程

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概算投资2.92亿元人民币，投资高达58.4万元/m。 3.2.2干化焚烧：噩梦与灾难

中国步入污泥下一个十年：富裕起来的中国人和沿海发达城市，摆脱了穷困窘迫，“不差钱”的自豪与冲动很容易将西方国家广泛采用的，经过能源利用包装的焚烧及其派生工艺——电厂掺烧、焚烧发电等等技术设备纳入选择的视野。究其原因，处理彻底、自动化程度高、“看起来像那么回事”的焚烧工艺设备（发电）很符合中国官员的口味。殊不知，人口稠密、环境脆弱、监管缺失和公众监督机制不健全、公共环境利益难以保护，以及二噁英、有机汞、纳米级飞灰等无法在线监测的技术缺陷等综合因素的共同作用，污泥焚烧的噩梦终将演变为灾难。其实，这已不仅仅是技术问题，而是环境安全、人民群众健康的大问题。按照国家节能减排约束性指标的要求，这是落实科学发展观的政治问题。由于环境的政治社会敏感性，污泥问题处理不当，很容易引起环境灾难，引发社会问题。据介绍，制订欧盟标准的欧洲国家也已进行反思，纷纷关闭焚烧炉，颁布禁烧令。目前有超过15个国家和地区通过了对焚烧垃圾的部分禁令。

根据近期报道，焚烧已成为中国各大城市污泥处理处置方式的首选。杭州七格污水处理厂三期100吨/日污泥焚烧示范工程近日建成，沈阳市原则确定目前沈阳15座污水处理厂产生的污泥利用电厂焚烧进行集中处理，太原市政府原则通过建设太原市城市污泥焚烧发电工程。广东佛山市南海区江南发电厂污泥焚烧项目遭“邻居”高明区市民强烈反对，开展了“戴口罩巡游活动”。可以预见，污染更严重的污泥焚烧将成为市民反对的又一个热点。 中国污水处理能力主要集中在36个大中城市，如果2/3的污泥采用干化-焚烧处理处置方式的话，毫无疑问，由此所带来的污染将是灾难性的。污泥属于废弃物，二噁英、汞、纳米飞灰及目前不为人所知的毒性更强的污染物无法被简单焚烧所破坏、分解和捕捉。 汞 中国市政污泥的汞浓度在4.63—138mg/kg左右，超过欧洲数倍甚至数十倍，焚烧是污泥中汞形成气态排放的主要原因，污泥焚烧属于世界各国大气污染防治的主要对象。我国目前尚没有固体废弃物与其它燃料混烧污染物控制方面的法律依据，立法缺失使得选择这种方式进行污泥处置的投资面临较高的政策、法律风险。

二噁英类 三环氯代芳香化合物，具有相似的物化性质和生物效应，主要来源于焚烧和化工生产，污泥垃圾等固体废弃物（包括医院或化学废弃物等）焚烧所排放的二噁英主要来自三个方面：一是废弃物自身含有的、在焚烧过程中未分解而被重新排出；二是由于焚烧炉燃烧不完全，在焚烧炉内合成而被排出。欧盟制订的0.1纳克的排放标准，是以设备连续不间断理想运行工况为前提的。焚烧设备现实工况很难达到连续稳定运行，设备启动和停车时段是高浓度二噁英大量产生并且无法收集处理的“爆发点”；三是在焚烧系统热交换区和尾气净化系统内也可产生二噁英类。二噁英属于全球性污染物质，人类不可避免地暴露于微量氯代二噁英污染的空气中。相对于其它污染物，虽然环境中的二噁英量很少，但其具有剧毒

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的性质，因而作为国际公认的一级污染物，半衰期14到273年，难降解，人体累积致癌。 固体废物 焚烧处理污泥等固体废弃物除由烟气排放上述污染物外，还会产生多种固体废物（炉渣、管道灰、尾气净化设备产生（排放）和除尘设备收集的飞灰及污水（污泥等沥滤液，灰渣冷却水，尾气净化废水、清洗废水等等）。飞灰中常常富集有重金属和有机污染物，熔融固化法是消除二噁英类及重金属污染的最有效的方法，飞灰在熔化炉1200~1400℃下熔化，二噁英类物质分解率超过99.99%，飞灰中的重金属经高温熔融后也不会溶出，但这种方法的处置费用十分昂贵。焚烧飞灰已列入我国政府日前执行的《危险废物名录》，但是目前缺少经济可靠的处理技术。

二氧化碳 能源消耗 焚烧将产生大量温室气体，1吨含水率80%的污水污泥，固体含量

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200公斤，按有机质50%计算为100公斤，全部燃烧（高温氧化）产生218.91公斤（CO）。参考上海石洞口污泥干化焚烧系统运营数据，处理量185吨/日，含水率80%，日补充煤燃

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料6吨，平均能耗32.43公斤/吨污泥，排放（CO）84.32公斤，两项合计303.23公斤（CO）。根据统计，2009年全国城镇污水处理厂累计处理污水279亿立方米，全年削减COD超过700

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万吨，减少甲烷排放176万吨，同比减排（CO）323万吨。如果现有2,000万吨大城市产生

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的污泥全部采用焚烧处置方式，产生6,064,480.82吨/年（CO），不仅全部抵消COD减排贡

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献，而且增加排放283万吨（CO）；消耗燃煤1,686万吨，大大增加节能减排的压力。按照现行统计口径，污水处理厂列入减排项，如果把污泥焚烧排放增量纳入统计范畴，将直接影响我国减排任务的完成。这个责任是任何一级政府和官员都承担不起的。

下面以日本荏原公司在国内的代理商提供的《××市城市污泥焚烧处理项目可行性研究

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报告》给出的数据（污泥处理规模700m/d，运营时间按发电厂300d/年计算）分析污泥焚烧发电的减量化、资源化和再污染问题。

减量化 21万m/年污泥（80%含水率）中干物质42,000吨，焚烧后产生54,490吨固体残渣和飞灰，减量化贡献率－129.73%。

资源化 污泥焚烧添加辅助燃料消耗39,164吨/年标准煤，污泥焚烧发电量为火力（燃煤）发电量的89.1%，资源化贡献率－10.9%，污泥焚烧发电热能利用是靠直接消耗一次能源换取的。该项目是以处理污泥为借口上马了一个国家禁止的小火力发电厂项目。 污染扩散 与上海石洞口干化-焚烧（不发电）相比，单纯焚烧加辅助燃料量为3.14%；

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发电焚烧辅助燃料加入量为18.8%，焚烧产生188,922.4吨（CO）及二噁英、汞有害气体。焚烧发电对环境污染和对空气的污染远远大于单纯焚烧。

污染升级 污泥的有机质含量大约是垃圾的5倍～8倍以上，一个中等规模的污泥处置

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项目（200md），其污染物排放当量对周边环境的影响相当于一个大规模的垃圾焚烧项目。

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该项目700m/d规模产生的污染当量相当于一个日处理万吨级的垃圾焚烧项目，其造成的环境污染可想而知。

3.2.3堆肥农用：长不大的孩子

中华五千年文明对堆肥工艺并不陌生，也是较早在污泥处理领域得到应用的技术。北京大兴污泥干化堆肥厂和太原市杨家堡污水处理厂污泥堆肥示范工程是我国污泥十年比较有影响的两个工程。山西沃土生物有限公司与太原市排水管理处合作建设的太原市杨家堡污水净化厂污泥高温好氧堆肥消毒处理国家级火炬计划项目持续运营8年，累计处理处置污泥15万吨，是目前国内运营时间最长的生物处理项目。国家环保总局授予为最佳环保适用技

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术，由沃土据此参编的《污泥导则》将好氧堆肥工艺列为污泥最佳处理技术。

以阳光棚（包括彩钢板车间）动态发酵为特征的第一代污泥高温好氧发酵装置以土地利用、农业利用为处置方向的技术路线，在技术相对落后和终端市场障碍的双重挤压下，像一个长不大的孩子，踟蹰蹒跚，摇摇晃晃。由于发酵周期长（一次发酵、陈化）所带来的诸如生产效率低、能耗相对高、占地面积大、臭气不易控制与终端产品销售不畅等先天不足因素，以及政府支持力度不够，持续研发投入不够等后天影响，与焚烧、厌氧消化等成套洋设备相比，常被业内诟病而拒之门外。沃土为此进行了持续的努力，累计投资1,100万元，重大技术改造三次，先后进行了加盖槽式、筒仓、隧道窑等发酵装置的改造与尝试，以及相应的发酵理论探讨和准备，为生物转化工艺技术的成功打下了坚实的基础。

中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌利用其主持参加的863计划、973计划(前期专项)、国家攻关计划、国家自然科学基金重点项目、中科院重点项目等30多项国家和省部级项目国家资金，研发试验好氧堆肥氧控技术与设备，并将以其名字（陈同斌）的声母缩写命名——“CTB自动控制污泥生物干化与生物堆肥成套技术”推向市场，凭借其“出身”优势而频频得手。陈同斌以其职务发明专利知识产权作为出资，先后参股北京中科博联环保高新技术有限公司和北京中科博联环境工程有限公司，并成为后者的实际控股股东。这里姑且暂不讨论其职务发明的侵权问题，仅分析由北京中科博联环境工程有限公司承担的颇具参观性的“秦皇岛市绿港污泥处理厂”项目的技术优劣得失。相对其早期建设的河南漯河、山东寿光项目，秦皇岛项目有了一定的进步，主要表现在静态发酵氧控装置与技术的应用。理论上讲可以节省发酵时间，降低能源消耗，减少臭气产生。但由于陈同斌主要从事科研工作，其公司仅负责项目建设，不承担设施运营。运营实践经验的短缺和不足，使得“CTB自动控制污泥生物干化与生物堆肥成套技术”带有浓重的做秀味道。

1、氧控装置 秦皇岛市绿港污泥处理厂采用的所谓“CTB自动控制生物好氧高温堆肥处理技术”与沃土2001年建设的杨家堡污泥示范工程基本类同，技术上基本没有什么创新和进步。所谓氧控技术和装置也是“装样子大于实用”，仅仅能提供温度参数。根据沃土多年的运营经验，动态好氧发酵的温度、湿度、氧气等参数完全可以人工凭经验控制；密闭好氧发酵对氧控装置的依赖性较强，正因为此，为保险起见，陈同斌采用“静态+动态”好氧发酵技术路线，大大提高了设备投资和运营成本。相比国外同类产品，CTB氧控装置不仅报价高，而且稳定性差，不能实现实时监测。

2、发酵问题 发酵槽上铺设轨道，安置一台翻堆机和一台布料机，翻堆机翻堆加底部鼓风实现曝气供氧；发酵槽底的曝气孔为30毫米宽长条孔，孔内塞尼龙滤网。鼓风为大功率罗丝风机，大风量、高风压。物料堆高1.8米，采用CTB装置控制风机。其静态发酵依然基于传统的强制通风理论，静态发酵的优势没有发挥。CTB氧控装置没有实际工程意义。 3、臭气处理 发酵槽上方设有通风道，通风道连接室外直径800毫米通风管，抽风机安置在滤池边。臭气经滤池过滤排放。实际情况是臭气绝大部分通过屋顶天窗直接排放。其原因：①室内通风道布置的高低不合适，②通风道截面积过小，进风口小，③屋顶的天窗敞开。发酵臭气根本得不到处理，臭气处理系统和生物滤池基本不工作。实际上，敞开式发酵装置还存在一个心理臭气问题。

4、处理能力 秦皇岛绿港污泥处理厂污泥处理设施采用轻钢彩板结构厂房，发酵间为5个车间联跨构成，每个车间约48米长、25米宽、6米高，内设槽式发酵槽4座，槽长35米、宽5米、高2米，五个车间共20座。由于污泥呈酸性，具有较强的腐蚀性，发酵不充分产生的氨、硫气体，对轻钢彩板结构厂房造成腐蚀，大大缩短工程寿命。发酵槽后端留有

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4米宽的空间，安置鼓风机房和曝气管道。发酵槽前端留有8米宽的空间，方便装载机进料、出料。据该厂操作人员介绍，实际发酵周期20天左右。如果按发酵周期15天计算，该项目

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的最大处理能力136m/天，达不到设计要求。现场看只有5个发酵槽中有料，其余发酵槽都空着。发酵物料筛分装置均处于闲置状态。

5、辅料添加 污泥发酵辅料添加量（体积比）大于2:1，以此保证静态发酵物料的容重比和孔隙度。试运营阶段暂不添加返混物料。这样，大大增加了物料运输量和运营成本，降低生产效率。

6、运营及发酵污泥处置 项目由秦皇岛绿港污泥处理厂运营，污泥处理费150元/ m，发酵污泥免费送给附近农民使用。

据了解，针对以上问题，CTB将重点研发密闭容器式发酵技术设备。于是，和沃土再一次殊途同归。

《污泥导则》推荐土地利用处置，却谨慎地说明不包括农业利用。新修订颁布的《城镇污水处理厂污泥处置 农用泥质标准（CJ/T309—2009）》将污泥泥质作了严格区分，保证污泥农用的土壤安全和生物安全，并且对发酵污泥产物提出腐熟度要求。城市化进程和现代社会因素的扰动使得污水污泥成份日趋复杂，抗生素，干扰素，等等，检测手段的进步与完善，环保意识日益提高的社会公民，对污泥的农业利用越来越不放心，并且这决不仅仅是心理因素。说到底，经简单好氧发酵处理的污泥直接农业利用，其与自然的“界面”依然是生硬的、不太友好的。今天戴口罩上街抗议污泥焚烧的都市住民，明天就可能端着饭碗到污泥有机肥料工厂静坐。

人与自然的生物性，使得生物处理和处置方式应当是最接近“自然”的技术手段，但无论是十年前的沃土，还是今天的CTB，都始终局限于“处理”的巢臼和“占小便宜”的心态，摆不脱科学理性的羁绊和生意人的短见，闯不开生物转化的路子，形不成产业竞争优势。如同一个长不大的孩子，屁颠屁颠跟在洋大人后面喃喃自语，低声申辩。2007年，在国家提高有机-无机复混肥料生产规模标准的政策错位下，沃土停止污泥有机肥料的生产和销售，反思人类对待污泥的态度和立场，思考工业文明社会所采取的方式，以及人类文明转型过程中的对策，探索污泥生物转化与和谐利用的技术路线和发展道路。 四、文明冲突

三百年工业文明以人类征服自然为主要特征，资本原始积累充满了血腥与暴力。世界工业化的发展使征服自然的文化达到极致，西方工业革命对资源的残酷掠夺严重破坏了自然及人与人之间的和谐。资本已经深深浸入社会和人类生活的每一个细胞，世界金融危机充分暴露了资本的丑恶与贪婪。全球性生态危机说明地球再没能力支撑工业文明的继续发展，需要开创一个新的文明形态来延续人类的生存，这就是生态文明。

自然、人类、土壤、水，包括污泥都是生命的一个组成部分，是人类-生物圈的一个环节。人类的生存繁衍、能源交换都是在一个循环系统中的生物转化和能量交换，污泥处理处置的最终目的不是“减量化”、“稳定化”和按照人的标准的“无害化”，而是通过生物转化，“帮助”其回归自然，维护生态平衡，保持自然和谐。史前文明和农耕文明时期，人类对自然的影响和扰动很小，人类的活动基本保持在生物循环范围之内。“肥水不落他人田”准确表达和形象描绘了农耕文明人类排泄物（污泥的主要成分）回归自然的价值准则与和谐画卷。

工业文明的生产方式，从原料到产品到废弃物，以及废弃物的处理，是一个非循环生产

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过程。生活方式以物质主义为原则，以高消费为特征，认为更多地消费资源就是对经济发展的贡献，更多地消灭资源就是对环境的保护，更多的投资就是对污泥问题的重视。重过程不计后果的价值取向和更高、更快、更强的激励机制，在资本的推波助澜之下，人类将最终走向毁灭。信贷危机，信心危机，道德危机，价值危机，生态危机。西方社会赖以存在的工业文明价值受到前所未有的挑战与动摇。一个时代的结束，一种文明的终结。

城镇化发展是工业文明的显著特征，人类集居，产业集聚，全球经济一体化，工业文明造就了现代都市，污水、污泥、垃圾是人类城镇化进程的产物，是文明进步的代价。一切历史都是思想史。西方普适价值观的破灭，世界金融危机深刻揭示出资本主义制造罪恶和掩盖罪恶的历史。线性工业文明思维方式与科学技术，把城市污泥作为处理和处置的对象，作为人类现代生活的对立物，“掩盖”与“消灭”的方式符合工业文明的价值理念——或眼不见为净的焚烧，或猫盖屎般的填埋??，西方国家率先进入工业文明，正如现代工业的发展是西方分析哲学的必然选择，城市污水处理和污泥处理处置技术设施也必然是西方线性思维推演的结果。西方发达国家走过的路未必正确，人与自然对立的工业文明所发展的污泥处理处置“高碳技术”不符合我国国情。污水污泥处理处置的历史并不长，环境工程信奉“头疼医头，脚疼医脚”的实用主义哲学，遵循“铁路警察，各管一段”的游戏规则，每一个处理处置过程都是污染物的浓缩或污染的扩散与升级，每一道加工处理工序都是污染的放大与痛苦的回忆。于是，污泥便由技术问题演变为环境问题，进而演变为社会问题；由局部问题演变为全局问题，进而演变为人类生存问题。好似眼下愈演愈烈的全球金融危机，起因不过是美国房地产的“断供”，经过各种金融衍生工具和全球经济一体化的无限放大，最终演变成危及全世界的金融风暴。推敲和论证每一种金融工具或衍生产品都找不到破绽与罪恶的根源，但与人的贪婪、野心相结合，为了实现更大的贪婪和野心的时候，一切都成为罪恶的渊薮，每一个环节都是灾难的根源。

文明冲突造成的污泥问题升级必将伴随新文明的诞生与进步得到彻底解决。爱因斯坦说过，“你不能用当前的思考解决当前的问题，当前问题是当前思考的结果”。 “世间本无事，庸人自扰之”。污泥本身不是问题，问题出在文明冲突和人类认识的错误。现实中解决污泥问题的方式不仅仅是一个简单的认识问题，即使是最野蛮的焚烧也打着“能源利用”的幌子。彻底解决污泥问题，需要从人类文明转型的高度思考，换一个角度，换一种思维方式，站在生态文明的时代界碑，按照环境友好型和资源节约型社会建设的低碳要求，建立污泥处理处置生态思维，确立新文明思维的生态理性与和谐精神，由此寻找污泥问题解决的有效途径。把污泥作为生物圈的一个环节、一个不可或缺的有机质资源，一个沃土的来源，为污泥找到回归自然的和谐之路。探寻污泥产生、处理、处置的历史，借鉴西方发达国家的经验与教训，选择适合时代要求与中国国情的工艺路线与发展道路，也许，中华文明的智慧之光会照亮漫漫污泥路。 4.1生态文明

生态文明与工业文明是相互补充、相互融合的文明形态，但在环境保护、生态平衡领域存在着激烈的冲突与矛盾。当前主要表现为全球气候问题、能源问题、人口问题、土地问题和持续发展问题。城市污水污泥处理处置的方向、政策、技术等，需要充分体现鲜明的时代特征，符合生态文明的发展要求，走可持续发展之路。世界循环经济的革命性发展，预示着世界能源已由不可再生的稀缺资源转向可再生的丰裕资源，预示着新文明的出现和人类文明的再次转型，预示着人类物质财富和福利生活的更大改善，预示着人与人的关系更为自由平等，预示着人类可以从根本上实现人与自然、人与人的双重和谐。

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