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戴晓虎:欧洲多元体制下的污泥管理与技术历程

    王凯军:
    下面我们请同济大学环境工程与科学学院戴晓虎院长,他演讲的题目是“欧洲多元体制下污泥管理与技术历程研究”。
    戴晓虎:
    各位同行,上午好!今天受会务组的委托,利用25分钟的时间给大家把欧洲的污泥处理处置发展历程做一个简单的汇报,我利用这25分钟的时间重点的把一些欧洲在污泥处理处置过程当中的一些重要里程碑包括一些重要的举措在这里面想利用一些时间介绍一下。
    在西欧国家,应该说污泥数据统计各方面还是比较完整的。东欧国家目前关注点主要还是在污水处理厂的建设。我们现在能够完整统计到的数据还是基本上是在西欧这几个发达国家。总体来说,目前在欧洲国家里面污泥的量最多的是德国,其次是英国和法国,再次是意大利和西班牙。欧洲污泥的量是在4000万吨左右。目前来说,我国污泥量是在3000万吨,欧洲总体的污泥量与中国目前的状况是差不多相当的。
    欧洲污泥的泥质,跟我们比较相关的是VSS、有机物的含量,有机物的含量是在60%—75%左右,活性污泥是55—80,脱水消化污泥是30—45。在一些比较成熟的国家,例如匈牙利的污泥泥质含量已经上到65%左右。
    关于污泥重金属含量,欧盟的污泥重金属含量标准比较宽松,国家的标准是比较严格的。在重金属方面,因为欧洲有法律,国家的监管比较严,总体来说重金属的含量不是很高。
    欧洲国家污泥处理处置技术工艺,主要牢牢紧扣四化,污泥稳定化、污泥减量化、污泥无害化、污泥资源化。稳定化就是厌氧、好氧、焚烧。减量化是浓缩、脱水、干化、焚烧。无害化就是不会再产生污泥的二次污染的风险,这个在欧洲定义成是一个叫无害化的过程。
    无害化的一个核心的内容是,污水处理厂里面的规定动作必须要完成,污水厂厂区内,稳定化、减量化是他必须要的一个路线。因为有了稳定化,污泥出去以后二次污染的风险会降到很低。接下来填埋也好、焚烧也好,或者是其他的一些可以作为无害化或者甚至于资源化的利用。另外一个特点是全流程的评估,所有的污泥处理技术是以20年或者25年的生命周期、成本加上设计来评估。第三个是在新兴的一些欧盟国家,采用功能标,是由厂商自己投标,20年的担保。传统的技术路线主要是大厂采用厌氧消化。
    技术路线无非离不开浓缩、稳定、脱水、干化、焚烧,当然也有一些好氧堆肥,或者用石灰去达到一些卫生学的指标也有。
    总体来说在污泥的处置状况,在欧洲目前来说应该有50%左右是进到土地的利用,其他的有焚烧、填埋还有一些其他的途径。欧洲总体政策性的要求,开始也是多元化发展,因为发展很不平衡。德国的经济水平和其他国家的经济水平差异也很大。新兴的一批东欧的国家,波兰、捷克、保加利亚这一批相对来说农用的比例还高一些。在西欧的国家,英国的农用比例会比较高。
    接下来我介绍以下欧洲污泥污染管理政策的发展历程。我们知道在欧盟首先有一个大的指导性法律,它是各个国家、各个成员国必须得遵守。在这个框架下,各个国家在制定自己的法律。在这个法律之下,各个州或者是各个地方也有权利,如果觉得有必要的话,也会采取自己的一些标准或者法律的一些构架。
    欧洲针对污泥的发展历程是1979年开始,制定了废弃物的框架指令,包含了城市垃圾和污泥。污泥在欧洲是归纳属于固体废弃物的领域里面。在1989年因为垃圾焚烧的二噁英超标,要削减10%,减少到90%。欧洲在法律条文上较重要的是1986年,欧盟对于污泥的农业应用做了很强制的限制。在1986年定下来,重金属的含量包括土壤指标做了一个比较明确的规划
    在1999年之前,英国污泥的1/10是直接排到北海,英国在1991年制定了一部法律,给英国有八年时间的修正期,从1999年开始就不允许再往北海排污。总体来说,欧盟法律体系是呈金字塔的形式,主要是源头控制,然后循环利用,这个适合于城市垃圾,同样倒过来也适合于污泥处理处置。德国在整个污泥业进程当中法律中比较重要是94年的循环经济法,要大规模的循环应用,同时在法规上,在能源补贴等等领域大力的支撑。
    第四部分是污泥处理处置发展的历程。我列了一些大的事件,污水处理主要开始在英国,但是后面大规模的技术应用则是德国起了一个引领作用。我们知道1989年法兰克福建了第一个污水处理厂,从单机械处理,初沉污泥农用。
    我们跟德国走了一样的路,一开始大量建污水处理厂,对污泥忽略了,70年代发现了污泥的问题,就开始填埋,又发现填埋不对,到了80年代又开始干化焚烧,再往后到了90年代的时候能源短缺又回到资源化的利用,1992年又考虑到污泥里面有些有毒物质的风险,不再用于蔬菜这种土地的利用。到了05年的时候,禁止污泥进入填埋厂,基本上是这样一个演变过程。
    现在处置总体的变化、趋势,一个是处置决定处理,第二个就是处理技术发展根据最后处置要求来定,我们今天听了很多的报告,其实处置的方向接下来是要提高装备效力,在欧洲牢牢围绕这个原则。现在填埋是逐渐在下降,农业和焚烧现在是在逐步提升,排海就没有了,这是欧盟的状况。
    现在德国基本上土地利用和焚烧大概是差不多,一半一半。焚烧比例有所增加,05年德国出现了填埋厂,很多的污泥进入了一些焚烧的装置。现在欧盟定了新的规划,大概超过80%以上全部进入土地利用,污泥全部要实现沼气的回收利用,所以定了2020年的一个规划。在瑞士,污泥是不允许进入土地,因为瑞士地方很小,风景很好,所以瑞士基本上采用焚烧和协同,特别是瑞士的协同焚烧这一块做得相当不错。在荷兰,因为土地的要求,所以也是禁止农用。
    在奥地利,以协同焚烧、煤电站和水泥窑为主。葡萄牙,主要的方式还是填埋,但是现在也对农业的利用越来越感兴趣。捷克作为新的加入的欧盟体,过去是比较倡导农用,但是因为他现在靠德国很近,经济发展很快,人口增加也很多,所以它现在的污泥量很大。目前它的污泥填埋量在逐渐的减少,因为欧盟对填埋的限制,尽管现在法规还没有出来,但是税收等等这些已经在这方面有所加强。
    刚才讲了整个欧洲的状况。接下来我想从我们未来发展来说,有几个值得关注的问题一第一个是重金属的问题。从德国的经验来看,重金属是持下降趋势,什么原因?就是因为我们的监管跟上去,老旧工业设备淘汰,使得污水处理厂的工业排放逐年下降。我国现在的污泥重金属也是呈下降趋势。所以我们在选择技术方案的时候也要考虑到这个方面的因素。
    第二个是可以肯定的,填埋已经不是未来的方向。主要原因是污泥里面,如果把它定义成资源产物的话,里面还是有很多的碳等等。在一些发达的国家,或者在土地资源紧缺国家,把污泥定义为资源已经是成大的趋势,当然也考虑到甲烷气的排放对温室气体的影响。
    另外有一点,其实在欧洲和美国,污泥的土地利用不一定是作为有机肥。土地的利用目前来说总体还是在50%,在美国是70%,这是未来的一个方向。欧洲的评估认为,重金属的量逐年下降以后,其实我们在街道边的园林绿化,汽车尾气比我们还要严重。
    另外,协同焚烧在欧洲增加比较快,相对来说价格上还是有一定的竞争力。未来欧洲技术发展的趋势,主要是取决于全球的气侯变化和能源资源的短缺,技术方面一个是能源高效回收,另外一个是降低环境风险,安全处置。再一个就是是资源循环的利用,这个是在欧洲未来的技术发展是一个趋势,并且提出了通过污泥或者其他的有机物能源的回收,去实现能源化的目标。
    最后,总体来说有几点感受:第一,在欧洲国家整个的污泥处置历史不长,60年代开始。第二个,现在新兴东欧的国家正在走这方面的路,但是总体来说,欧洲有相当严格的标准,所以说污泥稳定化、减量化在新兴东欧国家必须做。在法律体系上,相对来说比较完善,因为每个城市,每个国家都有很完善的污泥处理处置规划。
    第三个,欧盟鼓励多元化的发展,高含固污泥热水解厌氧消化技术已经得到推广应用,可以解决污泥稳定化的问题。还有一个重要标准就是,通过前面的热水解的处理以后,可以改善污泥的品质,让污泥进一步在土地化应用更加的便捷。
    第四,污泥的焚烧在欧洲选址比较困难,我们污泥、土地的利用,将来肯定还是一个比较重要的方向。但是像一些大城市,还是焚烧为主的技术路线。
    另外一点,欧盟第七框架、第八框架生物能源的回收这块也比较大。所以我想今天利用这个时间,给大家大概介绍以下整个欧洲国家污泥处理的情况,不对之处请大家多多批评指教,谢谢大家。
    

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