比較城鎮(zhèn)污水廠污泥處理處置工藝的碳排放量，遴選出在這方面有優(yōu)勢的處理處置方式，將有利于保護(hù)環(huán)境，也將有利于行業(yè)發(fā)展
自1997年《聯(lián)合國氣候變化框架公約》京都議定書簽訂以來，以二氧化碳和甲烷為代表的溫室氣體排放成為各國開展行業(yè)技術(shù)革新的重要依據(jù)，同時(shí)推動(dòng)了節(jié)能減排技術(shù)和低能耗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在該公約締約國每年向聯(lián)合國提交的溫室氣體排放清單中，污泥等固體廢物處理處置系統(tǒng)的碳排放量也是一項(xiàng)重要內(nèi)容。比較城鎮(zhèn)污水廠污泥處理處置工藝的碳排放量，遴選出在這方面有優(yōu)勢的處理處置方式，將有利于保護(hù)環(huán)境，也將有利于行業(yè)發(fā)展。
污泥處理處置面臨巨大壓力
目前，我國城鎮(zhèn)污水廠污泥產(chǎn)量已達(dá)3000萬噸，但大部分污泥只是簡單脫水后外運(yùn)棄置，只有很少一部分被規(guī)范處置。同時(shí)，棄置后的污泥具有再次污染水體的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)生臭味、孳生蚊蠅，并向環(huán)境排放大量甲烷，其溫室效應(yīng)為二氧化碳的數(shù)十倍。因此，污泥處理處置技術(shù)和工程建設(shè)不僅要考慮經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、可靠性和環(huán)境因素，今后還應(yīng)考慮到碳減排因素。
由于全國城鎮(zhèn)污水處理廠缺少穩(wěn)定、有效的污泥處理處置途徑，各地的污泥污染事件頻發(fā)，導(dǎo)致城鎮(zhèn)污水處理廠的正常和穩(wěn)定運(yùn)行面臨巨大壓力。據(jù)悉，污水中約50%的污染物進(jìn)入污泥，污泥無害化處置滯后。監(jiān)管數(shù)據(jù)顯示：有數(shù)百座污水廠污泥去向不明；約80%的污泥采用簡易填埋，垃圾填埋場難以為繼，二次污染嚴(yán)重。由于污泥傾倒造成的浙江省杭州市蕭山區(qū)圍墾七工段的萬畝魚塘大規(guī)模死魚事件、深圳下坪固廢填埋場污泥坑管涌事件、廣州鉻德污泥惡臭污染事件、重慶三峽庫區(qū)污泥污染事件等，使得污水處理廠處于十分尷尬的境地：一邊治理污染，一邊制造污染。
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鑒于大部分污水處理工程和部分污泥處理工程屬于高能耗項(xiàng)目，在保護(hù)環(huán)境和生態(tài)基礎(chǔ)上真正做到節(jié)能減排是當(dāng)前迫切需要解決的問題。2009年末，在“十二五”水專項(xiàng)規(guī)劃編制啟動(dòng)會(huì)上，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)指出，目前我國污水污泥領(lǐng)域的碳排放信息仍為空白，亟待系統(tǒng)研究并補(bǔ)充完善。這對于我國在國際碳排放談判中掌握主動(dòng)具有重要意義。
不同工藝的碳排放量比較
污泥處理處置的碳排放主要包括兩方面：一方面是污泥處理處置過程中直接排放的二氧化碳，另一方面是處理處置設(shè)施運(yùn)行能耗間接造成的碳足跡。從全球來看，前者主要是指來自大氣中已存在的二氧化碳，通過碳吸收―存貯―釋放的循環(huán)過程，又回到大氣環(huán)境中，屬于中性碳，對于碳減排的影響有限。從碳源上講，運(yùn)行能耗的碳排放來自于化石能源，屬于典型的碳減排領(lǐng)域。
現(xiàn)行的污泥處理處置技術(shù)以脫水―填埋、生物堆肥、厭氧消化、干化焚燒為主。在幾種主流污泥處理處置方式中，填埋1噸濕污泥 含水率80% 會(huì)造成0.5噸二氧化碳的總排放量，其碳排放量較大。厭氧消化技術(shù)碳排放量約為28公斤 35公斤/噸濕污泥，利用產(chǎn)生的沼氣發(fā)電還可以減排二氧化碳100公斤。生物堆肥和熱干化―焚燒的碳排放量強(qiáng)度分別在25公斤 30公斤和150公斤 180公斤左右。從處理過程的碳排放角度來看，厭氧消化和好氧生物堆肥的碳減排效果較好。
如果從處理處置的生命周期進(jìn)行系統(tǒng)分析，對于降低其碳足跡，堆肥處理工藝過程仍有巨大空間。如除臭設(shè)備運(yùn)行的電耗占污泥處理總能耗的一半以上，因此降低除臭設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，可以達(dá)到顯著的碳減排效果。如有的公司開發(fā)的通過優(yōu)化堆體結(jié)構(gòu)和覆蓋除臭材料，可以控制臭氣產(chǎn)生和釋放。另外，將生物堆肥處理延伸至處置端，生物堆肥的污泥產(chǎn)品一般作為有機(jī)肥或基質(zhì)使用，可以替代部分化肥，通過減少化肥施用量，碳排放量相應(yīng)每噸減少70公斤濕污泥。另外，有機(jī)肥或基質(zhì)可起到增加碳匯 即碳吸收和固定 的效果，以污泥堆肥作為草坪基質(zhì)為例，每噸污泥可增加650公斤的碳匯量。從碳減排角度綜合來看，生物堆肥 土地利用和厭氧消化 沼氣發(fā)電是具優(yōu)勢的兩種處理處置工藝路線。
碳減排將成發(fā)展趨勢
目前，我國污泥處理處置工程的業(yè)主多為政府部門，其運(yùn)行資金來源和投資渠道較為單一，主要為污水處理補(bǔ)貼和財(cái)政投入。在污水處理的穩(wěn)定運(yùn)行資金仍未得到滿足的情況下，污泥處理需要拓展多元化的融資渠道。根據(jù)目前京都議定書的清潔發(fā)展機(jī)制 CDM 協(xié)議，發(fā)達(dá)國家可通過對發(fā)展中國家以技術(shù)援助或資金購買的方式達(dá)到完成本國碳減排指標(biāo)的目的。
CDM是污泥處理處置的新融資渠道。通過碳減排獲得多元化渠道的資金支持，可以更好地支撐污泥處理處置的穩(wěn)定運(yùn)行，并為污泥低碳技術(shù)、設(shè)備的研發(fā)提供有力保障。但是到目前為止，在國家發(fā)改委已批復(fù)的近2000個(gè)CDM注冊項(xiàng)目中，污泥處理處置參與的案例只有上海白龍港污泥工程和紹興污泥垃圾混合焚燒發(fā)電項(xiàng)目。
CDM項(xiàng)目須經(jīng)過嚴(yán)格的申請、核定程序認(rèn)定的碳減排量，一般以每噸碳8美元 10美元的價(jià)格售出，購買方主要為國際氣候資本跨國企業(yè)和世界銀行等國際金融組織。從目前CDM在我國的發(fā)展情況來看，其瓶頸在于碳減排的核定，即碳排放量的減少是否可以準(zhǔn)確量化。厭氧消化―沼氣發(fā)電的工藝路線，在爭取CDM認(rèn)證上具有優(yōu)勢，因?yàn)槠湔託獍l(fā)電后并入市政電網(wǎng)，碳減排幅度可以準(zhǔn)確計(jì)算和核定。盡管生物堆肥―土地利用減排量的核定目前仍處于探索階段，但可以大幅削減碳凈排放量和增加碳匯，因此未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
碳減排將成我國污泥處理處置行業(yè)關(guān)注的重要內(nèi)容，其巨大潛力仍有待開發(fā)。我國提出，到2020年單位GDP碳排放強(qiáng)度比2005年下降40% 45%，污泥處理處置規(guī)劃成為“十二五”污水處理行業(yè)重點(diǎn)內(nèi)容。近期，我國頒布了對污泥處理企業(yè)給予資金支持的貼息貸款等優(yōu)惠政策，這些對于污泥行業(yè)而言都是利好，也將為我國污泥處理處置低碳技術(shù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。(劉洪濤 陳同斌 陳文華)
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