“十年以來，我們一直持續(xù)關(guān)注污泥的處理處置，目前進(jìn)展很大，但是離預(yù)期的目標(biāo)還有很大的差距?！贝鲿曰⒅赋?，碳達(dá)峰碳中和的提出，對各行各業(yè)都有著很大的觸動(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(dá)峰、碳中和是一場涉及經(jīng)濟(jì)社會(huì)各個(gè)方面的深刻變革，是一場任務(wù)艱巨的世紀(jì)大考，離不開強(qiáng)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(nóng)業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域挖潛提效。戴曉虎表示，“碳達(dá)峰與碳中和”目標(biāo)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，在污染物去除過程中要考慮碳排放，甚至要使用負(fù)碳技術(shù)，這是未來大的發(fā)展方向。

其次，碳中和背景下，污泥處理處置過程中的碳減排有著很大的必要性。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(jié)合行業(yè)自身的發(fā)展需求，污水處理需要節(jié)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(qiáng)調(diào)實(shí)行垃圾分類和污泥高效資源化，給了老百姓在雙碳背景下很大的社會(huì)效應(yīng)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，污泥無序填埋是逸散性溫室氣體減排的重要戰(zhàn)場，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(yīng)和社會(huì)效應(yīng)顯著。

如果評價(jià)污泥處理處置全過程的碳排放，應(yīng)該采用全生命周期的方法。根據(jù)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，屬于中性碳。

根據(jù)污泥處理處置過程碳排放的來源不同，碳排放可分為能量源碳排放、逸散性碳排放和碳補(bǔ)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程產(chǎn)生的逸散性CH4、N2O等溫室氣體的排放。碳補(bǔ)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(xiàn)易腐有機(jī)物穩(wěn)定、病原菌削減、體積減量和生物質(zhì)能源回收，是當(dāng)前國內(nèi)外污泥穩(wěn)定化處理主流技術(shù)。污泥富含碳、氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，污泥的土地利用可改善土壤的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)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(yīng)用（降低系統(tǒng)能耗），沼渣脫水環(huán)節(jié)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建設(shè)。

二、好氧發(fā)酵+土地利用

污泥經(jīng)過好氧發(fā)酵可以實(shí)現(xiàn)易腐有機(jī)物的降解和穩(wěn)定，在重金屬等污染物不超標(biāo)的情況下，好氧發(fā)酵產(chǎn)物可以實(shí)現(xiàn)污泥的土地利用，包括園林綠化、育苗基質(zhì)、土壤修復(fù)和農(nóng)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(dāng)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。通過干化焚燒，將污泥化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能并進(jìn)行回收利用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)有機(jī)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(xù)焚燒過程結(jié)焦和飛灰的影響，以及提升工藝設(shè)計(jì)合理性和整體智能化集成水平。

四、深度脫水+應(yīng)急填埋

深度脫水-應(yīng)急填埋是目前我國普遍采用的污泥處理處置技術(shù)路線，該技術(shù)路線二次污染嚴(yán)重，占用土地，浪費(fèi)資源，是一種過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，隨著無廢城市的建設(shè)以及碳減排的要求，該工藝路線是一種階段性的應(yīng)急處理處置方式。

五、生物質(zhì)利用+末端焚燒

從未來的發(fā)展來看，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(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》提出：“鼓勵(lì)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(tǒng)能耗方面具有明顯的優(yōu)勢：以100噸污泥（80%含水率計(jì)），當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量為50%，污泥獨(dú)立焚燒需外加能量25142kWh，傳統(tǒng)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(tǒng)節(jié)省的能量總和大于厭氧消化有機(jī)物降解損失的能量。

對于傳統(tǒng)厭氧消化-干化焚燒工藝，適用于已建有污泥厭氧消化設(shè)施的提標(biāo)改造工程，消化污泥經(jīng)過脫水處理后，在廠區(qū)內(nèi)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(xiàn)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(shè)于污水處理廠區(qū)。另外，該工藝的另一個(gè)優(yōu)勢在于，對于滿足土地利用條件的消化污泥，可以考慮土地利用，土地利用無法消納的污泥再進(jìn)行后續(xù)干化焚燒處置。

戴曉虎談到，根據(jù)“十三五”的水專項(xiàng)，他們對典型工程進(jìn)行了碳排放的計(jì)算，排放因子用了IPCC，僅計(jì)算運(yùn)行階段，不考慮建設(shè)拆除的碳排放量，總體來說，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)越來越高！