污水處理廠在凈化污水的同時(shí)也產(chǎn)生了大量污泥，這些污泥集聚了污水中最有毒有害的物質(zhì)，如處置不當(dāng)，極易對(duì)環(huán)境造成二次污染。但由于處理和處置污泥需要大量基建投資和高昂的運(yùn)行費(fèi)用，在很多國(guó)家，污泥處理往往沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。
而日本，則不然。多年來(lái)，日本不斷研發(fā)和采用新技術(shù)，不僅對(duì)所有污泥進(jìn)行無(wú)害化處理，還嘗試將污泥轉(zhuǎn)化為沼氣、固體燃料等能源，以減少污泥處理的能耗和溫室氣體排放，降低處理成本，促進(jìn)污泥資源化利用。
擁有260多萬(wàn)人口的大阪市，共有12個(gè)污水處理廠和1個(gè)污泥處理中心，每天處理污水200多萬(wàn)立方米，產(chǎn)生的上千噸污泥通過(guò)污泥輸送管道，集中送至平野污水處理廠（12個(gè)污水處理廠之一）以及特別設(shè)立的舞洲污泥中心處理。近日，《國(guó)際先驅(qū)導(dǎo)報(bào)》記者就探訪了大阪的污水處理廠及污泥處理中心，親眼目睹了污泥“變廢為寶”的過(guò)程。
這里“接待”70%污泥，卻無(wú)異味
設(shè)立于大阪灣內(nèi)舞洲人工島上的舞洲污泥中心，由大阪政府投入巨資建成，占地33000多平方米。大阪市約70%的污泥送往該中心處理。
目前該中心處理污泥采取的是熔融方法，即通過(guò)遠(yuǎn)心脫水機(jī)和干燥機(jī)等，將污水處理廠送來(lái)的含水量約98%的污泥干燥化，再經(jīng)過(guò)研磨送入1300-1400攝氏度的熔融爐，使污泥燃燒熔化，再冷卻固化。經(jīng)過(guò)這樣處理后的污泥殘?jiān)再|(zhì)穩(wěn)定，重金屬和有毒物質(zhì)不會(huì)溶出，可用作建材。
作為研究污水污泥處理技術(shù)的專家，京都大學(xué)副教授大下和徹告訴記者，上世紀(jì)六七十年代，日本污泥處理主要是通過(guò)八九百攝氏度的高溫焚燒減量和無(wú)害化后填埋處理，但隨著污泥產(chǎn)生量不斷增多，填埋用地緊缺。從90年代開始，熔融法開始得到推廣，產(chǎn)生的爐渣用作建材，而無(wú)需填埋。不過(guò)，這種方法仍存在耗能較高的問(wèn)題，污泥中的有機(jī)物成分也沒(méi)有得到利用。為此，日本一直在探索使污泥充分資源化利用、同時(shí)節(jié)能減排的方法。
大阪市平野污水處理廠的污泥制固體燃料項(xiàng)目即是這樣的探索之一。
記者參觀平野污水處理廠時(shí)注意到，位于大阪市內(nèi)的這座污水處理廠看起來(lái)十分普通，坐落在一片商業(yè)區(qū)和住宅區(qū)當(dāng)中，附近還有幼兒園和神社，并沒(méi)有人們想象中異味撲鼻的情況。新建成的污泥固體燃料化設(shè)施建筑面積為1800多平方米，但從外觀看，只是一棟很普通的四層小樓，而進(jìn)樓之后才可以看到巨大的加熱爐和管道等設(shè)施。
據(jù)平野污水處理廠污泥熔融與固體燃料化事業(yè)擔(dān)當(dāng)田中清恒介紹，新建成的污泥固體燃料化設(shè)施采用200-350攝氏度的低溫碳化技術(shù)，制成的固體燃料具有發(fā)熱量高、低臭氣、低自然發(fā)熱性的特點(diǎn)。該設(shè)施每天可處理脫水污泥150噸，制成的燃料送往與污水處理廠相距100多公里的兩家火力發(fā)電站，與煤炭混合燃燒用于發(fā)電。
田中清恒介紹，雖然售出的固體燃料價(jià)格很低，并不能獲得利潤(rùn)，但與熔融方式相比，這種污泥處理方式耗能相對(duì)較低，而且能使污泥中的有機(jī)物成分得到資源化利用，減少溫室氣體排放。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，通過(guò)該項(xiàng)目，每年可減排二氧化碳約1.15萬(wàn)噸，其中污水處理廠約為1500噸，火力發(fā)電站約為1萬(wàn)噸。
充分利用，變廢為寶
在日本，污水污泥處理主要由國(guó)土交通省管理。日本國(guó)土交通省指出，日本每年的脫水污泥產(chǎn)生量達(dá)到220多萬(wàn)噸，如果完全用于發(fā)電，可以獲得約40億千瓦時(shí)的發(fā)電量，相當(dāng)于110萬(wàn)戶家庭的年電力使用量，但目前日本仍存在對(duì)污泥中的生物質(zhì)資源利用不足的情況。為此，日本國(guó)交省制定了《下水污泥處理綜合計(jì)劃》等一系列計(jì)劃和方案。
2014年9月，根據(jù)相關(guān)企業(yè)的實(shí)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)，日本制定了下水污泥固體燃料的日本工業(yè)規(guī)格（JIS），對(duì)制成的固體燃料的總發(fā)熱量、水分含量等作出規(guī)定。
大下和徹認(rèn)為，污水污泥處理廠具體采用哪種或聯(lián)合使用哪幾種方法處理污泥，要由很多因素決定，包括所在地區(qū)污泥特性、已有設(shè)施基礎(chǔ)、運(yùn)行成本、對(duì)環(huán)境的影響、市場(chǎng)需求等。比如說(shuō)，將污泥制成固體燃料需要周邊有煤炭火電站，否則，運(yùn)送固體燃料的成本過(guò)高，對(duì)于火電站而言，則寧肯直接買煤炭，制成的固體燃料就無(wú)法銷售。
而除了制作固體燃料外，日本也在進(jìn)一步探索利用污泥制沼氣的有效方法。
以大阪為例，大阪的12家污水處理廠中，津守污水處理廠在將污泥送去舞洲污泥中心處理前，先進(jìn)行消化（發(fā)酵）發(fā)電，產(chǎn)生的電力滿足了整個(gè)處理廠1/3的電力需求。大阪市計(jì)劃在未來(lái)幾年內(nèi)，在另外4家污水處理廠內(nèi)建設(shè)污泥沼氣發(fā)電設(shè)施。
此外，其他經(jīng)濟(jì)有效利用污泥的方法也在探索中，例如：污泥氣化發(fā)電，即將污泥熱解氣化，產(chǎn)生的燃?xì)庥糜诎l(fā)電，與發(fā)酵制沼氣相比，節(jié)省了大量處理時(shí)間和費(fèi)用；污泥燒卻發(fā)電，即使用研發(fā)出的化學(xué)藥劑，將污泥的含水量降為70%左右，再加入空氣直接燃燒發(fā)電。據(jù)介紹，這兩種方法都還在研究階段，可否推廣還要看試驗(yàn)效果。
中國(guó)也是“污泥大國(guó)”，日企嗅出商機(jī)
對(duì)于有潛力的新技術(shù)，日本國(guó)土交通省會(huì)公開募集企業(yè)進(jìn)行實(shí)證試驗(yàn)，并為此提供資金補(bǔ)貼。例如，國(guó)土交通省2012年底開始公開征集企業(yè)，進(jìn)行燃燒下水污泥進(jìn)行發(fā)電的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)實(shí)證實(shí)驗(yàn)，并為此在2013年度預(yù)算案概算申請(qǐng)中列入了相關(guān)費(fèi)用。作為應(yīng)征條件，企業(yè)需要與管理作為實(shí)證場(chǎng)所的污水處理廠的地方政府進(jìn)行合作。實(shí)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果歸納總結(jié)成指導(dǎo)方針予以公布。
對(duì)于科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)來(lái)說(shuō)，參加這類實(shí)證試驗(yàn)也非常有吸引力。因?yàn)閲?guó)土交通省會(huì)在其官方網(wǎng)站上公布試驗(yàn)的細(xì)節(jié)和結(jié)果，如果試驗(yàn)的新技術(shù)能得到推廣，參與企業(yè)可以通過(guò)制造和出售相關(guān)設(shè)備來(lái)獲得豐厚的利潤(rùn)。因此企業(yè)紛紛申請(qǐng)參加。國(guó)土交通省通過(guò)專家委員會(huì)，秉承透明化和公平性的原則，評(píng)審選擇入選企業(yè)。
值得注意的是，日本不少企業(yè)看準(zhǔn)了中國(guó)的市場(chǎng)。川崎重工、月島機(jī)械、JFE工程公司等行業(yè)內(nèi)知名企業(yè)都在中國(guó)積極推銷自己的污泥干化、焚燒、消化等設(shè)備。月島機(jī)械等企業(yè)還與中國(guó)地方污水處理廠合作，建設(shè)污泥處理項(xiàng)目工程。
大下和徹認(rèn)為，日本的污泥處理技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)有值得中國(guó)借鑒的地方，希望兩國(guó)業(yè)界能就此加強(qiáng)合作交流。但他同時(shí)也強(qiáng)調(diào)，中國(guó)地域廣闊，各地產(chǎn)生的污泥有不少差異，具體采用何種方式處理污泥，需要因地制宜、加強(qiáng)研究。
他舉例說(shuō)，日本產(chǎn)生的脫水污泥，一般有機(jī)物含量在80%左右，但中國(guó)一些地方產(chǎn)生的污泥中，有機(jī)物含量只有30%，不適合直接用于沼氣發(fā)電或制成燃料。
他建議，為了達(dá)到無(wú)害化處理污泥的目的，可以針對(duì)中國(guó)餐廚垃圾產(chǎn)生量大的特點(diǎn)，選擇將污水污泥處理廠和垃圾處理廠建在一起，將污泥與廚余垃圾等有機(jī)物含量高的垃圾混合在一起，經(jīng)過(guò)處理后燃燒發(fā)電，或者利用垃圾處理廠產(chǎn)生的電力來(lái)無(wú)害化處理污泥，綜合考慮能耗等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)垃圾和污泥等廢棄物的有效處理和利用。
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