“十年以來(lái)，我們一直持續關(guān)注污泥的處理處置，目前進(jìn)展很大，但是離預期的目標還有很大的差距?！贝鲿曰⒅赋?，碳達峰碳中和的提出，對各行各業(yè)都有著(zhù)很大的觸動(dòng)。在9月17日的“2021（第十三屆）上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇”上，他分享了碳中和背景下污泥處理處置與資源化發(fā)展方向的思考。

戴曉虎

首先，碳達峰、碳中和是一場(chǎng)涉及經(jīng)濟社會(huì )各個(gè)方面的深刻變革，是一場(chǎng)任務(wù)艱巨的世紀大考，離不開(kāi)強有力的科技支撐。既需要材料、能源和工藝等方面更新迭代，也要工業(yè)、農業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域挖潛提效。戴曉虎表示，“碳達峰與碳中和”目標呼喚科技的支撐，對低碳科技創(chuàng )新提出新要求，同時(shí)，中央政治局會(huì )議提出要推動(dòng)減污降碳協(xié)同增效。環(huán)保企業(yè)所做的工作是污染物的去除，在污染物去除過(guò)程中要考慮碳排放，甚至要使用負碳技術(shù)，這是未來(lái)大的發(fā)展方向。

其次，碳中和背景下，污泥處理處置過(guò)程中的碳減排有著(zhù)很大的必要性。我國污水行業(yè)碳排放量占全社會(huì )總排放量的1~2%，污水甲烷排放量排名第一，雖然碳排放量整體占比不大，但結合行業(yè)自身的發(fā)展需求，污水處理需要節能降耗和碳減排。污水處理還涉及民生，社會(huì )效益重大。比如，德國強調實(shí)行垃圾分類(lèi)和污泥高效資源化，給了老百姓在雙碳背景下很大的社會(huì )效應和支撐作用。

談到污水資源化，一方面是水的綜合利用，另一方面是污染物的綜合利用，污染物的綜合利用中污泥是主要的。污泥是污染的富集，污水處理全過(guò)程約有50%污染物聚集在污泥中，是污水碳減排注重點(diǎn)。

此外，污泥無(wú)序填埋是逸散性溫室氣體減排的重要戰場(chǎng)，污泥堆肥產(chǎn)生大量的甲烷，減排潛力巨大。所以，如果污泥不進(jìn)行合理處置，那絕對是高碳的。如果進(jìn)行合理處置，盡管碳排放量占的比例不高，但它的民生效應和社會(huì )效應顯著(zhù)。

如果評價(jià)污泥處理處置全過(guò)程的碳排放，應該采用全生命周期的方法。根據IPCC的指南，參與自然界碳循環(huán)中的CO2不會(huì )引發(fā)大氣中CO2的凈增長(cháng)，屬于中性碳。

根據污泥處理處置過(guò)程碳排放的來(lái)源不同，碳排放可分為能量源碳排放、逸散性碳排放和碳補償。能量源碳排放指煤炭、天然氣等一次能源和電能、柴油等二次能源化學(xué)品藥劑的碳排放。逸散性碳排放指污泥處理處置過(guò)程產(chǎn)生的逸散性CH4、N2O等溫室氣體的排放。碳補償指污泥中能源或資源回收利用，替代化石能源及化學(xué)品等，從而降低溫室氣體的排放。

戴曉虎分析了污泥處理處置不同技術(shù)路線(xiàn)的碳排放情況。

一、厭氧消化+土地利用

戴曉虎指出，厭氧消化可以同時(shí)實(shí)現易腐有機物穩定、病原菌削減、體積減量和生物質(zhì)能源回收，是當前國內外污泥穩定化處理主流技術(shù)。污泥富含碳、氮、磷、鉀等營(yíng)養物質(zhì)，污泥的土地利用可改善土壤的性質(zhì)，實(shí)現營(yíng)養物質(zhì)的循環(huán)利用。厭氧消化效率的提升（生物質(zhì)能回收），高級厭氧消化技術(shù)的應用（降低系統能耗），沼渣脫水環(huán)節綠色藥劑的替代，以及沼液氮磷資源高效回收是該工藝未來(lái)碳減排發(fā)展的重點(diǎn)方向。工程實(shí)踐表明，考慮到厭氧消化產(chǎn)生的沼液資源回收利用和就地處理，建議厭氧消化工程依托污水處理廠(chǎng)建設。

二、好氧發(fā)酵+土地利用

污泥經(jīng)過(guò)好氧發(fā)酵可以實(shí)現易腐有機物的降解和穩定，在重金屬等污染物不超標的情況下，好氧發(fā)酵產(chǎn)物可以實(shí)現污泥的土地利用，包括園林綠化、育苗基質(zhì)、土壤修復和農用等。好氧發(fā)酵和土地利用是一種低水平碳排放的工藝，重點(diǎn)在于提高好氧發(fā)酵工藝的智能化控制水平，減少臭氣處理的能耗和藥耗，降低輔料添加，以及創(chuàng )新污泥產(chǎn)品的高效利用技術(shù)。

三、干化焚燒+建材利用

當污泥土地利用受限時(shí)，污泥干化焚燒是一種有效的處理處置的方式。通過(guò)干化焚燒，將污泥化學(xué)能轉化為熱能并進(jìn)行回收利用，同時(shí)實(shí)現有機物的礦化，以及大幅度減量，焚燒灰渣可以進(jìn)行建材資源化利用。

由于污泥含水率較高，干化焚燒屬中等碳排放水平，重點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)高效低耗深度脫水技術(shù)和環(huán)境友好型脫水藥劑，降低污泥干化的能耗，減輕對后續焚燒過(guò)程結焦和飛灰的影響，以及提升工藝設計合理性和整體智能化集成水平。

四、深度脫水+應急填埋

深度脫水-應急填埋是目前我國普遍采用的污泥處理處置技術(shù)路線(xiàn)，該技術(shù)路線(xiàn)二次污染嚴重，占用土地，浪費資源，是一種過(guò)渡性的處理處置方式。深度脫水-填埋屬于高水平碳排放工藝，隨著(zhù)無(wú)廢城市的建設以及碳減排的要求，該工藝路線(xiàn)是一種階段性的應急處理處置方式。

五、生物質(zhì)利用+末端焚燒

從未來(lái)的發(fā)展來(lái)看，厭氧消化-干化焚燒工藝有望成為污泥處理處置的重要發(fā)展方向。2020年住建部和發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《補短板強弱項實(shí)施方案》提出：“鼓勵采用生物質(zhì)利用+末端焚燒的處置模式”，其中“生物質(zhì)利用”主要包含污泥厭氧消化技術(shù)。

戴曉虎分析，與污泥干化焚燒相比，污泥厭氧消化-干化焚燒在系統能耗方面具有明顯的優(yōu)勢：以100噸污泥（80%含水率計），當有機質(zhì)含量為50%，污泥獨立焚燒需外加能量25142kWh，傳統厭氧消化-干化焚燒可產(chǎn)生能量1004kWh，熱水解厭氧消化-干化焚燒產(chǎn)生熱量可提升至7889kWh，其原因主要在于通過(guò)厭氧消化回收生物質(zhì)能，并在同等條件下改善了污泥的脫水性能，大大降低了干化的能耗，使得生物質(zhì)能回收的能量加上污泥干化系統節省的能量總和大于厭氧消化有機物降解損失的能量。

對于傳統厭氧消化-干化焚燒工藝，適用于已建有污泥厭氧消化設施的提標改造工程，消化污泥經(jīng)過(guò)脫水處理后，在廠(chǎng)區內利用沼氣進(jìn)行部分干化處理，再進(jìn)行集中焚燒處置。對于污泥熱水解厭氧消化-干化焚燒工藝適用于新建或現有的集中式污泥處理處置工程，考慮沼液的處理，建議在有條件的情況下，污泥處理工程建設于污水處理廠(chǎng)區。另外，該工藝的另一個(gè)優(yōu)勢在于，對于滿(mǎn)足土地利用條件的消化污泥，可以考慮土地利用，土地利用無(wú)法消納的污泥再進(jìn)行后續干化焚燒處置。

戴曉虎談到，根據“十三五”的水專(zhuān)項，他們對典型工程進(jìn)行了碳排放的計算，排放因子用了IPCC，僅計算運行階段，不考慮建設拆除的碳排放量，總體來(lái)說(shuō)，脫水填埋的碳排放量是最高的，其次是干化焚燒、好氧發(fā)酵土地利用和厭氧消化土地利用。

戴曉虎表示，展望“十四五”和未來(lái)的“十五五”時(shí)期，我們國家在污泥處理上會(huì )大有作為，技術(shù)含量會(huì )越來(lái)越高！