通路通不通?以资源化破局污泥之困的八个共识
发布时间:2023-10-19 16:16:01 来源:产品化研究中心 作者:郭永伟 浏览次数:

污泥已成为环保新时代重要而紧迫的第一类课题。21世纪至今,污水处理行业经历了20年的超高速规模增长,也留下了“重水轻泥”“污泥围城”等问题亟待解决,如今由增量扩张迈进存量精耕,困局死局下,需求侧的形势严峻、冲突显著,供给侧需要创新驱动、系统破局。费用高昂的“焚烧”能否革命成本?叫好不叫座的厌氧消化何时才能普及?将破未破的好氧发酵如何打通通路?

目录

通路通不通?以资源化破局污泥之困的八个共识

01 通路不通,污泥困局的至弱环节

02 资源化三问,和系统的通路建设

03 资源化破局污泥之困的八个共识

华灯初上,月满西楼。

位于广西百色市城乡田间的一个有机肥生产厂,工人们正忙碌着来自周边四个县乡运来的150吨污泥,与另一条蔗渣发酵线交叉协同,应对那突如其来的超负荷供给。

这是一个典型的污泥处理处置场景,在污水厂内脱水至80%或更低含水率后外运至一个集中点交由下一环节做最终处置,污水处理责任主体通过“付费”而将责任转移,摆脱“后顾”之忧。

不同于更普遍的填埋和更受欢迎的焚烧,这污泥作为原料用于有机肥的生产,还林还土,是一个说起来大家都很认同,却鲜少有人真正走通了的路。

荆棘满布,道阻且长。

污泥已成为环保新时代重要而紧迫的第一类课题。21世纪至今,污水处理行业经历了20年的超高速规模增长,也留下了“重水轻泥”“污泥围城”等问题亟待解决,如今由增量扩张迈进存量精耕,困局死局下,需求侧的形势严峻、冲突显著,供给侧需要创新驱动、系统破局。费用高昂的“焚烧”能否革命成本?叫好不叫座的厌氧消化何时才能普及?将破未破的好氧发酵如何打通通路?

本文借好氧发酵资源化为视角,探讨以“通路”破局的基本认识和普通共识。

01通路不通,污泥困局的至弱环节

根据E20环境产业九宫格,污泥是特别特别的一类污染物。

按照介质属性划分,由于其专指污水处理后的产物,多分类为水系统统管,但污泥从本质上横跨了水和固废两个领域,水-泥系统、污泥-其他有机固废系统的协同,是各类研究课题的重要方向。

按照泥质划分,符合国家危废名录规定的污泥要按危废处理,比如油泥、电镀污泥、医疗污泥等,多见于工业废水处理场景中;其他常规生化污泥、物化污泥则一般集中收集处理,中国的污泥泥质具有有机质低、含沙量大等独特特点,是一些国际上已成熟的技术未能在国内规模化应用的原因。

阅读污泥发展史,“通路”是贯穿各时期管理和创新课题的中心,从本质上决定了系统的工艺路线和过程的控制要素,进而污泥的现状--好的或坏的--很大一部分也要归因于“通路”。

最常见的“通路”可归纳为三条:稳定填埋;干化焚烧;资源利用——

以1961年北京高碑店污水厂的污泥被当地农民用到土地中作为开始,大约40年间,污泥农用一直非常受欢迎,直到90年代污水污泥污染的加剧,污泥的量和品质都不再适合还农,这一去路自此不通,早期极简资源化的处理处置工艺便遭到了淘汰。

1993年开启了含水率80%的时代,污泥的土地利用、填埋、焚烧和建材等处理方式开始出现,直至2010年之间,可定义为发展期,城市化和工业化带动产生大量污泥,成分也越来越复杂,各类处理处置技术得到机会发展探索,但现实应用中,“重水轻泥”现象极其严重,一方面灰色管理导致随意抛扔在主流视野外大面积存在,一方面主流的处置工艺以简单的填埋为主,既消耗了土地资源,又造成更为严重的二次污染。

十二五期间,污泥处理处置得到政策性加强,加之水十条等政策的推动,污泥治理进入高速发展阶段,“四化”是政产学研各界系统协作的基本共识,破局的关键,在于技术产品以中国污水污泥本土特征而迭代、创新,构建“通路”以系统涌现,解脱进退维谷之困。

当下污泥处理处置现状,以无害化、稳定化为基础目标,减量化为中心路径,资源化以终为始,构成的“四化”系统解决方案中,三条通路都面临着各自不同“通路不通”的后顾之忧——填埋于可持续性不可行,焚烧于经济性难以普适,厌氧好氧资源化于市场性、技术性不明畅——是系统污泥之困的至弱环节。

在访谈中,有人将资源化的优先级排后,倾向于更简单快速地实现安全稳定,有人则极力反对焚烧,要求分质分相、充分利用。

这应不是一个零和因果辩论,健康成熟的污泥市场是三条(或更多样)通路按照系统原则并行发展,需要客观评价并“因地制宜、因泥制宜”(苏伊士),只有多个中心或多条路线交织,才能成其科学的系统之网,使各自都能发挥优势、弥补缺陷,使既有物质链的终点,也为资源循环的中枢。

02资源化三问,和系统的通路建设

当我们谈论资源化时,我们谈些什么?最近读到一段三问式(力源宝)直击要点——

是废物,还是可转化的资源?

是终点还是中枢?

是一烧了之,还是归还林地?

承接了污水中大量剩余有机质和营养组分的污泥,它本然就是资源。但首先的首先,污泥应被踏实定义为生活生产物质循环末端的一种废物,即便在资源化语境下,我们也不能脱却废物而谈资源,则通路通不通,首先的首先在于污染是否在较低损耗下足够彻底的被清除,并确保不会再反复,且不会同时产生其他更难处理的废物。

比如,传统堆肥作为污泥资源化土地利用的代表,用翻抛堆沤的方式,周期长、占地大,既无法确保彻底的污染物去除效果,又较难控制资源化产品的质量,又会产生无以收集处理的臭气污染,此时谈论还田还林便是空话,被时代所不允自然在所难免。

但堆肥工艺底层的微生物法“好氧发酵”却是一项重要的技术机理,创新者在其基座上开发的最新一代好氧工艺,将作为废物的问题真正解决后,循之而走通了资源化通路。

此时的污泥,便是实在之可转化的资源,通路之论继而为探索如何同时在一个机组内实现“四化”。

于是终点不应再定位为终点。傅涛博士在《环境产业导论》定义的两山经济中,将环境产业的未来描绘为“奇点”,便是穿越时空隔绝而建立城市-乡村、资源生产-污染治理、现在-未来、生活-生产-生态等系统的价值中枢。

污泥,便是其中最重要一个,既为中转,又成为完整循环系统的神经通路。

这不是理论和臆想。本文开篇所述广西百色的有机肥生产厂,内核的“污泥+N处理处置源生机组”,便是一套中枢系统,这条污泥发酵生产线是填埋通路被切断后,为了缓解焚烧通路的财政压力而建设的资源通路,它同时接收污水厂污泥和甘蔗厂蔗渣作为原料,产出的“生物质基材”,一条线回归甘蔗田地用于酸性土壤改良,一部分则还归于林地,实际每亩可增效20%-50%,获得了当地多个国储林场和国内头部林企大客户的广泛青睐。

纵向通路的多样化和横向通路的网格化共同构成污泥系统资源化破局的关键。主导广西百色市案例的企业禀赋来自林业端,是少有沿下游反向上游打通通路的案例,而绝大多数正向耕耘者则几乎都遭遇了环保供给端与下游需求端的强烈冲突,虽步履蹒跚,却未破将破,“冲突”就是创新破局的通路和奇点。

03资源化破局污泥之困的八个共识

1、系统认识

对污泥处理处置的系统认识需要根据现状、目标及其之间的差距做分类、分级和解构,尤其于污泥的来源和去向而言,需要供、需两端达成战略级共识,方能为技术产品的开发和推广铺填稳定的基础。

2、标准目标

清晰、合理、一致的目标是战略分解的第一任务,需要公认并共同执行的“标准”,以将目标数据化、系列化为可实施可评估的路径,是污泥发展由野蛮丛生走向规范化和可持续化亟待完成的工作。

3、管理机制

探索适应新时代污泥处理处置目标的管理机制,建立健全奖惩制度,深度推进市场化或混合经营改革,探求因地制宜的组合路线,鼓励污泥技术产品专项开发,和水-泥系统或污泥-垃圾系统的系统化创新研究。

4、后端通路

后端去路的畅通、稳定,是污泥破局的必要条件,也是躲不掉的阿特琉斯之踵。开拓的路径,一是自前端而后,根据工艺特性和产品禀赋寻找高值化消纳或转化去处,一是自后端而前,根据出路使用者的用途和需求而定制工艺路线和指标参数。

5、系统协同

通过系统性协同,达到优化流程、降低成本、增加收益、节能减碳等目的,包括:能源-资源协同;各类有机固废协同;处理-处置协同;厌氧-好氧协同;焚烧-利用协同;污泥和水系统协同等。

6、成熟可靠

现有大多污泥装置在稳定性上远未达到预期水平,因此无论何种通路路线,要首先强调“成熟可靠”的基本指标,即无害化要彻底、稳定化要持久,在此之上的成本优化和资源利用方有意义。

7、运营成本

污泥全程处理处置的成本高昂,是导致运营者利润低,投资者回报差的根源之一,污泥之困以“通路”破局必然要以运营成本的革命性降低为中心课题,包括精简人工、杜绝大修、节能降耗、节省运输费用、消除运行冗余、降低环保风险等。

8、系统回报

通过压缩建设期、优化运营成本、增加运营收益等方式获得更合理、合适的投资回报,同时计算系统性、生态性总账,提供有市场化竞争力、有示范性影响力的解决方案,增加创新迭代的说服力和吸引力,为投运主体的服务品牌赋能。

10月19日(周五),在E20主办的上海水业热点论坛同期,力源宝科技将发布“污泥宝源生机组”新产品,发布会主题设为“通路”,以成熟领先的后端林业消化渠道反向贯通建立资源循环通路平台,文中广西百色市调研实例即是其典型案例。

该产品基于“空间多层超高温静态好氧酿酵工艺”开发,专注于还林场景,真正跑通资源化通路,破局污泥之困、解决后顾之忧,保价担保资源化产物稳定出路的同时,具有优越的运营成本表现,支撑中小型污泥项目获得最具吸引力的投资回报方案。

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