看待一個污泥處理路線的發(fā)展機會和市場路徑,需要對包括政府行為偏好在內(nèi)的多重制約綜合分析,而不僅僅就技術或成本進行論證。本文集合筆者觀察污泥市場10多年的發(fā)展,希望綜合技術、市場、政府管理等方面的要素,討論和預判下這個特殊行業(yè)的發(fā)展。
開篇:從曬鹽和煮鹽說說污泥處理處置產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的特殊性
本章導讀:環(huán)保歷來是與政府強相關性的市場,技術選擇必須重視技術之外的要素。
曬鹽和煮鹽作為歷史上制鹽的兩種工藝,后者雖然成本更高但卻在中國歷史的很長階段都是主流工藝,除了占地等其他一些制約因素以外,最重要的原因是制鹽一直是官辦,而作為官方采購的定價方式,運行成本并沒有便于管理重要,而煮鹽在生產(chǎn)方面更容易被管控。這樣的道理,在環(huán)保產(chǎn)業(yè)這樣與政府采購高度相關的行業(yè)一樣重要,因此,看待一個污泥處理路線的發(fā)展機會和市場路徑,需要對包括政府行為偏好在內(nèi)的多重制約綜合分析,而不僅僅就技術或成本進行論證。本文集合筆者觀察污泥市場10多年的發(fā)展,希望綜合技術、市場、政府管理等方面的要素,討論和預判下這個特殊行業(yè)的發(fā)展。
一、技術引進秘方在污泥領域的失靈
本章導讀:中國的特殊國情和特殊泥質(zhì)導致期望通過慣有的市場換技術來解決中國的污泥問題并不順利,各類污泥處理處置技術發(fā)展仍在戰(zhàn)國時代。
經(jīng)過三十年的從無到有,到覆蓋到縣鎮(zhèn)的污水廠建設,我國的污水處理設施建設已經(jīng)進入了一個新的階段,對比印度等國,可以說又是一個我國政經(jīng)體制在市政基礎設施建設發(fā)展上獨具優(yōu)勢的佐證。技術引進的開端主要是利用國外政府貸款等資金引入國外污水處理先進技術,并最終促成了這些技術在國內(nèi)被完全掌握和國產(chǎn)化。同時,伴隨這樣的引進也形成了像金州集團、麥王公司等以進口代理升級到EPC環(huán)保服務甚至投資的環(huán)保公司,更形成了包括宜興環(huán)保產(chǎn)業(yè)園內(nèi)諸多的國內(nèi)環(huán)保設備技術公司。此外,建設部在初期的建設規(guī)范要求中,也設定在僅要求污泥脫水至含水80%即外運的標準,客觀上促成了現(xiàn)在污泥市場的完整爆發(fā),當然我們可以完全理解,從無到有中不可求全責備,成功啟動和順利普及污水處理仍然是大功一件。
引人反思的是,改革開放以來通過市場換技術的方式,從污水治理乃至通信、高鐵、核電等技術引進方面百試不爽的成功模式,在污泥治理方面,雖已經(jīng)過近十年的摸索,卻不能得到很好的復制,比如唐家沱消化干化、石洞口干化焚燒等等項目。簡單引進國外的技術,存在無論是技術、造價還是管理等各方面表現(xiàn)出與中國國情適用性不足的明顯問題,究其原因,有因為中國雨污合流、市政工業(yè)污水合流等管網(wǎng)建設滯后帶來的不同的污泥屬性;有出于經(jīng)濟發(fā)展限制和政府財力仍不富裕,對環(huán)保的重視和投入分配仍需加強的階段性局限;有全國各地經(jīng)濟、地理、人口、氣候等條件的極不均衡和復雜;有主導污水技術并在污泥路線上有強大發(fā)言權(quán)的主流市政設計院對污泥所涉及的各種跨領域?qū)W科的不熟悉;還有污泥處置自身的特殊性。
但是,污泥遺留問題需要解決已經(jīng)刻不容緩,從五年前雷聲大雨點小的前奏,到現(xiàn)在已經(jīng)成了各地政府真正無法回避的環(huán)境災難。而國外技術的引進和其在國外自身的變革反思和升級,以及國內(nèi)各種更具適應性和“階段性”的處理路線的層出不窮,甚至魚龍混雜的某些亂局,都構(gòu)成了污泥處理處置產(chǎn)業(yè)發(fā)展和設施建設的一道非常獨特的風景。
二、污泥技術路線選擇考慮的幾個重要因素
那么,對于中國的污泥處理處置技術路線選擇,有哪些重要的因素需要考慮呢?
1) 無害化、穩(wěn)定化必須被首先確保,減量化視地區(qū)條件可能被突出,資源化之破題可能
本章導讀:面對不容樂觀的污染現(xiàn)狀,率先解決無害化和穩(wěn)定化,同時在東部發(fā)達地區(qū)減量化,更被視為當前之急需,資源化之藍色經(jīng)濟思想可能能破除高成本和完全處置之間的矛盾,劣質(zhì)建材化必須停止。
1.1)“ 推責”之不能倒逼出的污泥處置商機在低價要求中徘徊
正如前文所述,二十年前的引進和建設的標準,留下了含水80%的污泥,而這些作為污水中幾乎全部污染物(很多成分同時也是資源)載體的污泥,直接進入填埋場破壞其正常結(jié)構(gòu)并導致二次污染的發(fā)生,更普遍的是填埋場拒絕接收后被不當棄置,這方面的案例太多。值得注意的是,隨著排水條例的發(fā)布,不同于以往的得過且過,在江蘇省南京等城市,去年已經(jīng)開始有官員為此背責的案例出現(xiàn),以類似于北京何某被判刑的“門頭溝污泥第一案”的方式推托責任給第三方(即通過不合理低價卻在合同條款中聲明要求安全處置的污泥處置外包合同來轉(zhuǎn)嫁風險和責任)的逃避模式已經(jīng)不能再次被采用。近期的福建和廈門的污泥處置項目招標連續(xù)流標的根本原因,首先是投標企業(yè)不愿意在不合理低價和技術不成熟的情況下,接手這“燙手山芋”涉險掙錢。
在福建和廈門案例中另一個代表性的特征是,兩個項目提出的處理費價格都是110元/噸污泥(我理解是基于每噸80%濕污泥的BOT價格),路線分別是干化或者堆肥,這樣的不合理價格也是導致流標的直接原因。雖然政府已經(jīng)開始真正重視環(huán)保問題,但當事關政府投入時還是不能痛下決心,成為污泥行業(yè)乃至整個環(huán)保行業(yè)面臨的最大制約。
1.2)低價和政府指令導致干化填埋成為一個歷史階段的過渡措施
80%污泥直接填埋甚至棄置導致的危害這里不用細談,因此,在資金仍不富裕的背景條件下,把無害化和穩(wěn)定化作為當前首要的任務先予以保證是急迫的任務。因此,環(huán)保部提出的含水率50%的污泥進填埋場的脫水標準成為了高干脫水獲得大發(fā)展的一個重要契機(正如開篇提到的煮鹽說所現(xiàn)),第二個原因就是價格因素和信息不對稱(不能深入了解和信任其他資源化加技術),最終污泥處置手段仍然更多采用相對保守和便宜的填埋方式,由此減量化也被當作了重要的指標,一般而言,減量化技術本身往往同時可以兼顧到安全、穩(wěn)定,而減量的程度取決于所付出的成本。
由于上述原因,近幾年,在低成本前提下完成將濕污泥脫水至含水率50%以下并保證處理后污泥的安全穩(wěn)定的技術獲得了現(xiàn)實中的很多市場,盡管這類項目實際運行中仍需規(guī)范?;诮?jīng)濟上的現(xiàn)實壓力,我國曾經(jīng)有低成本為特征的以石灰攪拌實現(xiàn)含水率下降及穩(wěn)定化的路線,但由于增量、對污泥泥質(zhì)的徹底毀壞導致后續(xù)處置受限以及違背循環(huán)經(jīng)濟的原則,已經(jīng)開始走向消亡。隨后,在我國的污泥處理中出現(xiàn)了以山東景津為代表的板框脫水方式(也包括利用同濟大學的科研能力在技術上進行了優(yōu)化的上海同臣獨特的疊螺式污泥脫水機),這一曾經(jīng)很受關注、近期卻由于為破水而必須添加化學物質(zhì)而受到爭議但仍在努力突破的中國式特色路線,也出現(xiàn)了脫胎于韓國的電滲析的國產(chǎn)電干化等受到關注的不需添加物質(zhì)的干化技術,作為上述受制于低成本前提下的階段性脫水的替代方向,但后者也面臨很多需要克服的難題。
1.3)考慮到社會全成本,資源化終究是未來方向,國家政策全面到位前,污泥資源化企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈整合能力和政策推動能力尤為重要
資源化并不是要把污泥本身當作重要的資源和財富,如果對此存在誤解會進一步帶來污泥處理資金投入更加不足的尖銳矛盾,這一點在若干年前已經(jīng)與垃圾資源化的偏頗理解一起被理清了。污泥資源化的含義不是變廢為寶,而是取寶于廢。更重要的是,如果把農(nóng)田、大氣等其他非直接環(huán)境因素和成本考慮在內(nèi),資源化也許是唯一最合算的處理處置手段。當然,這樣的計算和壓力想完全體現(xiàn)到實際商業(yè)競爭中,需要政府的一系列法規(guī)和稅費設計,在此之前,資源化企業(yè)利用自身在產(chǎn)業(yè)鏈整合中的能力,通過資源化的后端價值實現(xiàn)來減輕前端的處理費價格需求,對其相應技術在市場上的推廣而言就顯得尤為重要。
公認可行的資源化路線包括以中科博聯(lián)、沃土為代表的好氧堆肥等將養(yǎng)分還原于土壤和從國外技術引進后國產(chǎn)化的包括安陽艾爾旺、青島天人在內(nèi)的厭氧消化將沼氣熱量重新利用的兩大方向,還有像天津裕川的提取蛋白質(zhì)(BOT成本在150-200元)這類比較獨特的資源化方式。
值得一提的是,由于消耗在城市的有機物多年不能得到回補,中國的耕地缺失有機質(zhì)嚴重,帶來對水環(huán)境和大氣的污染,也帶來化肥失效,農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量下降和重金屬含量提高的問題(土壤有機質(zhì)除了本身的增產(chǎn)和提質(zhì)作用,同時可以增加化肥的吸收減少對化肥的需求,和減少重金屬被帶入產(chǎn)品量),導致國家越來越重視提高有機肥施用的比例,這個給一直艱難的堅持土壤有機質(zhì)回歸土壤的資源化技術廠家以曙光,這方面也包括對嘉博文為代表的餐廚、糞便土地利用處置方向的積極影響。與之比較,雖然消化產(chǎn)沼氣對能源實現(xiàn)了利用,并且由于產(chǎn)業(yè)鏈延伸方面比其他兩類資源化路線簡單,一直得到建設部有關方面的主推,但是,將寶貴的有機質(zhì)作為能源消耗掉,其實根本上是受困于產(chǎn)業(yè)鏈延伸不易的次優(yōu)選擇。
由于農(nóng)業(yè)部的要求,為了避免工業(yè)污水和生活污水不能完全分離,污水中的重金屬通過污泥進入食物鏈,污泥制肥進入農(nóng)肥目前存在困難,這是很多堆肥項目最終失敗的一個重要原因。不過,中科博聯(lián)打通了園林用肥渠道,而嘉博文本身一直有農(nóng)肥的許可證,為這個重要方向的突破帶來曙光。對于裕川的蛋白質(zhì)提取,工藝中保證了重金屬不會進入蛋白質(zhì),而蛋白可以用于工業(yè)制品,也可以進入農(nóng)業(yè),但這些也都要裕川自身完成產(chǎn)業(yè)鏈整合的工作。
在過去十多年中,污泥資源化在中國,可以用“看上去很美”來形容,其發(fā)展的步履維艱主要是受制于以下幾個原因:
1、 受制于技術不夠成熟以及后端產(chǎn)業(yè)鏈整合難度,早期資源化的項目大部分不成熟,包括大量的不成功的堆肥項目,也包括下述的建材資源化,使當前的資源化項目取得用戶信任方面面臨困難;同時,由于污泥技術路線選擇多樣,用戶在選擇上也會容易迷茫,E20環(huán)境平臺近期推出的環(huán)境醫(yī)院就是希望在這兩個方面取得突破;
2、 資源化項目產(chǎn)業(yè)鏈延伸和政策推動的難度較大,對企業(yè)的綜合能力要求高,而E20污泥聯(lián)盟希望在這方面能集合群力有所貢獻;
3、 一些包括碳化、提蛋白等資源化的實現(xiàn)往往需要跨專業(yè)的工藝突破,主流設計院和行政主管部門并不熟悉,很難在政府常規(guī)項目技術路線選擇中被采納,失去了利用政府資金采購推廣的機會;
4、 一些資源化項目對泥質(zhì)的變化敏感性高,導致推廣中不穩(wěn)定;
5、 資源化方向多,較難形成準確的定義和清晰的規(guī)范。
1.4)低成本的建材化和協(xié)同處理必須禁止
值得一提的是,污泥資源化的另一個方向,即建材化,曾經(jīng)以低成本方式(BOT價格在100以下)在國內(nèi)出現(xiàn),但不久就由于在實際應用中發(fā)生了普遍的品質(zhì)低劣和二次污染現(xiàn)象,已落到名聲狼藉的地步;這種處境,類似某些所謂可以不再產(chǎn)生污泥的污水處理廠改良技術,也已不被行業(yè)所普遍認可。建材化,如果做到足夠的安全,其成本并不低,這一點,在日本等發(fā)達國家的成功案例中可以看到。
類似的情況還發(fā)生在利用水泥窯或電廠摻燒的早期案例中。如果對污泥前期的干化預處理不足,直接摻燒對工藝和環(huán)境的影響都不容忽視。由此,浙江天通在電廠摻燒的方案中對利用余熱干化做了重點地突破。
2) 成本和管理能力的重要制約和分步實施接口的提前考慮
本章導讀:中國地區(qū)差異巨大,受資金能力所限,能夠達到徹底處置或者高度資源化的高階項目只能適應部分地區(qū),根據(jù)木桶理論,重視低成本下實現(xiàn)脫水到50%達到初步減量要求并保證處理后污泥的穩(wěn)定安全的技術路線是當務之急,同時,應考慮上述權(quán)益路線不能對下一步的處置進階帶來不良影響。
2.1)筆者眼中的高階項目其實就是安全穩(wěn)定又不需要填埋作后期處置安排的項目
所謂的高階項目,在筆者的理解里,就是同時達到減量化、安全穩(wěn)定化、資源化三方面要求,或者至少在安全穩(wěn)定的前提下達到減量效果非常徹底的技術路線,比如上海石洞口焚燒、上海白龍港消化、高碑店污泥消化、重慶唐家坨消化及熱干化、無錫國聯(lián)惠聯(lián)自持焚燒項目、襄樊國新天匯熱水解消化CNG及沼渣堆肥、天津裕川濱海污泥提蛋白及渣土園林利用等項目。在上述項目中由于國內(nèi)泥質(zhì)特殊、高額運行成本和運營管理能力等因素的限制,很多進口設備為主的項目后期運行并不順利,即便是未來,當面對更多的中小污水廠、縣、鎮(zhèn)級政府和中西部地區(qū)的需求和實際條件,再推進“高階”項目時必須因地制宜考慮。
成本的重要制約,是當下污泥路線選擇的最主要的因素,上述高階項目中,采用國外技術的BOT全成本(即全面考慮建設成本和運行維護費用的生命周期全成本)大多都會超過500元/每噸80%含水率的濕污泥),攤到每噸污水中接近四毛錢,對于全國平均不到一元的污水處理費用而言無疑過高,這也是前述為什么國外技術引進和推廣困難的原因之一,更何況,類似石洞口、唐家坨這些引進類的高端項目,在適應中國污泥的復雜成分方面都發(fā)生了一些問題。
現(xiàn)階段,在地方政府債務壓力日益加重、稅源收入仍然不足、融資模式尚未突破并反而受限的前提下,雖然對環(huán)保的重視和政策性資金的支持會促進一些以進口的先進技術為代表的高階項目的產(chǎn)生,但這些高階項目更多的會出現(xiàn)在北、上、廣等一線發(fā)達城市的30萬噸以上的大型污水處理項目中,污水廠體量符合高階項目的規(guī)模經(jīng)濟需求,并具有示范項目的性質(zhì),為未來的技術發(fā)展提供模板。
2.2)國產(chǎn)高階項目正在節(jié)節(jié)突破
同時,我們欣喜地看到,國產(chǎn)技術為主體的高階污泥項目在二、三線城市的大型污水處理廠中找到機會,包括國內(nèi)也在自主研發(fā)具有中國特色的高階處理處置路線,比如無錫國聯(lián)開發(fā)的板框干化加后續(xù)熱循環(huán)干化燃燒的方式,作為高階項目,BOT全成本已通過國產(chǎn)化自主開發(fā)降低到了近300元/噸泥(80%含水率),不過上述價格可能未完全覆蓋由于前端板框干化方式添加物所帶來的更高的尾氣達標處置和焚燒后飛灰作為危廢安全處置的成本,即便如此,這樣的價格也遠遠低于國外同類路線的價格,體現(xiàn)了國內(nèi)環(huán)保裝備技術的長足進步。
在日本,除了比較常見的焚燒處理以外,還有碳化技術作為另一選擇。通過引進日本巴工業(yè)的核心技術,由湖北博實開發(fā)的污泥干化加碳化技術,最終被央企中節(jié)能集團看重并收購成功,就是基于這方面的考量。雖然碳化技術仍顯昂貴,但是生產(chǎn)出的碳??梢猿蔀樯唐烦鍪郏欢ǔ潭壬匣匮a了運行成本,成為了高階項目部分國產(chǎn)化(部分核心設備仍需從巴工業(yè)進口)的一個代表之作。
國產(chǎn)化的高階項目中,天津裕川的污泥提蛋白及渣土園林利用和國新天匯的襄樊熱水解消化沼氣作CNG和沼渣堆肥制園林兩個資源化項目也非常有特點,兩者的共性都是利用了資源化的后端降低了前端的BOT取費要求,兩者的難題也都是需要很好的打通產(chǎn)業(yè)鏈后端才能獲得收益和實現(xiàn)全鏈條的消納。相比而言,裕川的工藝路線比國新天匯的相對簡單,最終價格也較低(大約150元—200元BOT成本,國新天匯在200-250元)。對于國新和裕川的共同的考驗都是如何打通后續(xù)產(chǎn)業(yè)的連接問題,包括裕川的蛋白液利用的后續(xù)產(chǎn)業(yè)(作為發(fā)泡劑的消防產(chǎn)品和建材,以及回歸土壤的營養(yǎng)液),國新的CNG進加氣站,以及兩者共性的利用園林消納渣土的出路。但是,如果能夠在這方面順利突破,高階項目將可以在價格上具備相當?shù)母偁幜Γ@個是難能可貴的,畢竟,真正要在市場上獲得成功,成本是最大的制約因素。
雖然高階項目國產(chǎn)技術節(jié)節(jié)突破,我們還是可以關注到,在北上廣這樣的一線城市的超大型污水處理廠的污泥處置,資金相對充裕的地方政府還是傾向選擇國外的成熟技術,北京高碑店百萬噸污水廠的污泥熱水解+消化+沼渣作荒山覆蓋土的項目中,普拉克和熱水解的國際代表企業(yè)挪威CAMBI公司聯(lián)合體獲得了歷史性的大單,不但標志著熱水解技術在厭氧消化技術中的更廣泛的應用,也體現(xiàn)了上述傾向。
2.3)高階項目需考慮管理能力的制約,結(jié)合資源化的產(chǎn)業(yè)鏈貫通需求,從第三方服務角度帶來商機
在這樣的高階項目推廣中,除了成本制約必須被充分考慮意外,還有中國地區(qū)發(fā)展差異巨大所帶來的欠發(fā)達地區(qū)常見的人才缺乏的瓶頸和因此帶來的污水處理廠專業(yè)建設管理和運營人才的不足。當面對高階的污泥項目建設和運營時,比如消化、熱干化、碳化和焚燒都需要更好的前期項目籌備和后期運營,其所涉及的專業(yè)管理能力和資金的限制一樣,一定程度上成為現(xiàn)階段高階項目能夠普遍推廣中需要克服的問題。
在這個問題上,借著十八大的政府采購公共服務的春風,更多的在污泥高階項目中推進PPP類型的項目,通過BOT或者DBO這樣的形式,解決地區(qū)人才和管理瓶頸,是高階項目推廣的一個重要途徑,更何況資源化的高階項目所需的跨行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈整合能力,更要求污泥資源化技術企業(yè)不但要把項目“扶上馬”,還要“送全程”。其實,這樣的需求不但是責任,何嘗不是難得的商機,這方面的代表作包括中科博聯(lián)的松江項目,通過DBO模式,由上海市政府出資建設,又考慮到污泥產(chǎn)品的消納需要對接下游企業(yè),中科博聯(lián)由此可以繼續(xù)運營該項目,處理費據(jù)說在200元以上,獲得了很好的商業(yè)收益。類似的,嘉博文和裕川的資源化項目也在這方面有很強的獲取能力。
2.4)除了有序推進高階項目,我們也要注重低階項目的安全穩(wěn)定性
那么,在目前的資金投入不足和地區(qū)發(fā)展不平衡的階段性壓力下,對于2012年所統(tǒng)計的3000萬噸含水率80%的濕污泥,有多少能有機遇在未來五年內(nèi)被送到這樣的高階處理處置項目中實現(xiàn)徹底的妥善處置呢?估計會像我們的高考一樣,千軍萬馬過獨木橋,僅有少部分優(yōu)等生有機會最終考入“211”院校。正如當前中國教育的發(fā)展應注重大力完善職業(yè)教育一樣,筆者呼吁中央一級主管部門,不但要關注高階項目的示范,更要關注作為中低端的處理處置路線是否能滿足安全穩(wěn)定化和部分減量化的需求,這就是木桶理論的原理,類似一個城市,將同筆資金,首先用于大幅提高污水收集和處理率,會比將某個本已經(jīng)完備的污水處理廠從一級B升級到一級A甚至到回用在控制污染方面更有意義。
因此,在這樣的價格階段壓力下,分步實施是技術路線選擇時一個需要考慮的措施。分步實施的含義既包括在有條件的城市中選擇有條件的大型污水處理廠建設“高階項目”作為示范,也包括注重三線城市及中小城鎮(zhèn)等地區(qū)選擇成本相對更低但同時保證穩(wěn)定安全化和適度減量化的路線作為第一階段,該路線選擇應對未來處理處置方式的升級有所考慮和預留接口,避免投資浪費和帶來其他問題。根據(jù)目前國內(nèi)污泥處置的現(xiàn)狀,脫水到含水率至50%或以下并能夠保證穩(wěn)定安全性的較低成本的技術路線就像是釘在木桶短板處的急需的一塊木板,雖然這些路線存在妨礙資源化的缺點需要改進,但卻可以在相對較低的成本下應對當前最急需的需求。
2.5)高干脫水項目與未來升級的接口
如前章所述,脫水到含水率50%的路線,包括板框脫水路線、電干化和利用工業(yè)余熱的干化方式。脫水后的污泥去向填埋場只能是一個階段性措施,因此,后段升級可能是在目前一些相對欠發(fā)達地區(qū)釘短板時必須兼顧考慮的問題。接口板框脫水受限于目前仍然不能解決不添加石灰、三氯化鐵(絮凝劑)或強堿等對污泥用于土地利用資源化有妨礙的物質(zhì),因此,如果板框后接工序是無錫國聯(lián)的自持焚燒,或者協(xié)同處置的水泥窯或電廠混燒,那么再減量化上可以實現(xiàn)得較為徹底,因此,這樣的技術路線,可以分步實施,先用板框脫水填埋處置,再進一步上焚燒或混燒措施,實現(xiàn)全處置的目標。作為正規(guī)負責的板框脫水的代表企業(yè)是山東景津、浙江興源和廣州新之地,以及類似路線的上海同臣,BOT成本大約在150元左右(少數(shù)不良廠家有100元的價格但有不安全的風險),可以作為分步實施的一個選擇。
國產(chǎn)電干化也是分步實施的另一個選擇,相對在國內(nèi)推廣的并不多,無論國外還是國內(nèi)的技術。這種路線所面臨的問題是無法有效地降低電耗成本及對不同污泥適應性不足。根據(jù)筆者了解,進口電干化包括來自韓國的電滲透技術,以及來自加拿大的平板電干化技術,國產(chǎn)也有包括桑德在內(nèi)的兩三個廠家實現(xiàn)了國產(chǎn)化。韓國電滲透雖然在韓國早已成為主流處理技術,電干化技術還普遍在加拿大、美國、日本某些地區(qū)得到成功運用甚至在日本、加拿大和美國均有成功運用。不過,受制于電耗在150度/每噸80%含水濕污泥(加拿大平板電干化產(chǎn)品標稱則達到了200度),導致僅電費開支就達到120元每噸濕污泥之多,BOT成本達到了200元,此外,國外雨污合流帶來的污泥含沙量高,以及不同地區(qū)的污泥的電導率不同的問題電滲透或電干化設備一直未能很好的適應,上述兩個原因?qū)е聼o論國外還是國內(nèi)的電干化設備在國內(nèi)的推廣都比較困難。電導率的差異輕則電干化設備無法脫水到60%,重則會發(fā)生電極板擊穿現(xiàn)象。因此,作為電干化產(chǎn)品的生命力,一方面是要能夠適應國內(nèi)復雜的泥質(zhì),另一方面是如何有效降低電耗。作為上述電干化的后續(xù)處置路線,在韓國有微波干化和電加熱干化兩種路線,由于在前一階段的電干化中已完成最難解決的破水問題,后續(xù)工藝在國內(nèi)的設計開發(fā)都將會比較容易。此外,電干化的污泥在實際使用上也有做覆蓋土、園林培植土和林業(yè)用土的成功案例,但仍需農(nóng)林有關檢測機構(gòu)的進一步驗證。
3) 周邊條件制約和引導污泥處理處置路線的選擇
本章導讀:由于周邊條件的限制或者可被利用也會很大程度地影響污泥處置路線的選擇,我國的污泥處理處置必將出現(xiàn)百花齊放的格局。發(fā)達地區(qū)減量化要求高需要更有效的利用周邊條件降低成本,三個類型的高階項目中,資源化項目的破題在于結(jié)合周邊條件的后端產(chǎn)業(yè)鏈的一體化,余熱將不再是免費的午餐,而混燒會受制于電廠或水泥廠的協(xié)調(diào)。西部土地資源廣闊應妥善利用降低成本,污泥堆肥等其他資源化路線。
3.1)污泥處理處置的“核心二難”與協(xié)同處置
污泥處理之所以復雜,其實前端難在“低成本的脫水”以普遍性的覆蓋當前之短板,后端難在“最終的處置”。污泥不同于污水的處置,必須結(jié)合其周邊條件來安排污泥的最終出路。徹底的資源化路線通過相對復雜的產(chǎn)業(yè)鏈延伸,消納了后段的污泥資源化產(chǎn)品(氣、肥、渣、蛋白…),而徹底的減量化路線(脫水到50%、焚燒、碳化甚至硫化)之所以和徹底資源化路線并稱為高階項目,其中一個原因就是由于污泥的徹底減量化使它的剩余物后續(xù)處置相對將是非常簡單和不易受制約的,無論進行填埋、焚燒還是建材化,都在處置階段具有可以靈活和低成本的特性。
3.2)協(xié)同處置,特別的高階項目
但是,徹底減量化需要相對更高的投資和運營成本,而當某城市有水泥廠、電廠等情況下,開發(fā)混燒技術,或者利用余熱作干化,可以通過這些配套條件降低成本,這是中國近幾年不斷嘗試的路線。經(jīng)過近些年的嘗試,業(yè)內(nèi)普遍總結(jié)出的結(jié)論是濕污泥直接混燒會帶來板結(jié)、煙氣超標等大量的問題,不可操作,使前文所述的如何實現(xiàn)“低成本的脫水”---即濕污泥破水工藝依然重要。這方面的代表企業(yè)浙江天通,實際上走的是典型的協(xié)同處置的路線,利用電廠余熱干化,再最終摻燒,飛灰資源化利用,利用協(xié)同效應在降低成本的同時達到了高階項目的全處置標準。
值得注意的是,工業(yè)節(jié)能的日益推進也使余熱不再是一個無償?shù)臒嵩磥碓?,該項成本需要從長考量。此外,協(xié)同處置的制約因素是需要有第三方(電廠或水泥廠)配合,存在協(xié)調(diào)難度,在部分達到條件的地方有一定競爭力。當然,這種選擇也存在上述水泥或發(fā)電產(chǎn)業(yè)本身結(jié)構(gòu)調(diào)整的風險。不過,近期國家發(fā)改委下達的鼓勵水泥和電廠協(xié)同處置廢棄物的文件,為這個方向帶來利好因素。
歸結(jié)而言,同樣具有高階項目的潛力,協(xié)同處置路線普遍推廣所面臨的難點類似資源化項目,同樣需要跨行業(yè)的產(chǎn)業(yè)整合能力,而不是在單點上就可以完成項目。
3.3)高階項目的總結(jié):三個類型
總而言之,達到全處置的高階項目,在國內(nèi)想獲得商機必須克服高成本的難題,而在多年摸索后我們看到具備競爭力的高階項目可以總結(jié)為三個類型:
1、 通過國產(chǎn)化和更高效熱平衡計算降低成本要求的全減量型高階項目----代表企業(yè):無錫國聯(lián)的自持焚燒、中節(jié)能博實的中溫碳化;
2、 通過協(xié)同處置降低成本要求的高階項目---代表企業(yè):浙江天通的盤式熱干化;
3、 通過資源化后端降低成本要求和實現(xiàn)全消納的高階項目---代表企業(yè):天津裕川的提蛋白、北京嘉博文的制肥、中科博聯(lián)的堆肥。
3.4)利用周邊條件的其他選擇
受制于前述的成本和管理因素,那么,結(jié)合最終處置的條件,針對投資承受力的薄弱和我國各地條件差異大的背景,必然出現(xiàn)各種污泥處理路線因地制宜在不同地區(qū)呈現(xiàn)出多樣化的局面。在各種處置條件中,進入填埋場,即使達到環(huán)保部要求的含水率50%,恐怕也是最無奈和短期的處置出路,因為隨著城市化的推進,連垃圾都沒地方埋而要選擇被迫高價焚燒了。
不能簡單的一埋了之,又沒有資金和能力一步到位的選擇高階路線實現(xiàn)徹底減量化,那么,分析當?shù)赝恋丨h(huán)境也成為選擇污泥處置技術的重要出路之一:在鹽堿地、沙化地較多的地區(qū)或者林區(qū)(往往也是西部、北部貧困地區(qū)等待發(fā)展地區(qū)),可以在較低的成本上選擇僅達到穩(wěn)定化安全化要求的處理后的污泥作為改良土用于土壤改良或者林肥。即使在北京,也正在考慮在大型消化設施之后,選擇將消化后脫水的污泥(經(jīng)過充分消化的污泥,脫水會變得相對容易)用于周邊荒山的覆土,可見污泥處置充分利用周邊條件的重要性。
4) 分散與集中、運輸、規(guī)模限制、用地、擾民、尾氣、飛灰
本章導讀:除了周邊條件,還有很多細節(jié)需要在選擇污泥處理路線時一并考慮,政府管理偏好、投資產(chǎn)權(quán)體制、分散和集中的關系對于中小污水廠的污泥處理統(tǒng)籌安排是個需要認真考慮的問題,項目占地尤其是擾民的問題,隨著城市化和公民維權(quán)意識的提高,變得越來越棘手,也為除臭技術帶來商機。
正如開篇所述,污泥技術路線首先面對的問題是政府管理偏好,依賴政府協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈后端基本沒有前途,這個在早期堆肥項目中已經(jīng)證明,所以,資源化或協(xié)同處置路線方面的公司必須自己來解決相關產(chǎn)業(yè)對接和協(xié)調(diào)的問題,否則很難推廣。另外,在政府路線選擇中的信息不對稱,也是污泥資源化路線推進中需要克服的難題。
在污泥處理環(huán)節(jié)的技術路線選擇中,污水處理廠規(guī)模、設施占地會直接限制配套污泥設施的技術路線選擇,而從一個城市統(tǒng)籌考慮,除了第3條提到的周邊條件以外,污水處理廠的分布情況、投資體制(BOT還是專營)以及運輸條件等方面都成為選擇污泥處置路線必須要考慮在內(nèi)的因素。由于在小型污水廠建設消化設施肯定不適合,在城市內(nèi)的污水處理廠建設堆肥項目肯定會在場地和擾民方面碰到限制。如果要建立集中的大型設施,那么將其他污水處理廠的污泥事先做初步干化再運輸會節(jié)省運費,就這方面而言,無錫國聯(lián)的板框干化后接集中焚燒有特殊的優(yōu)勢,可以很好地靈活應對分散與集中的協(xié)調(diào)問題。此外,現(xiàn)在大多數(shù)城市中往往有BOT也有專營的國有污水處理廠,建設大型集中污泥處理設施時必須也要考慮這方面的問題。
在土地相對緊缺的東部城市,技術路線選擇必然傾向于減量化更明顯、項目占地更少的技術路線。同時,還需考慮臭味擾民等問題,可見,堆肥路線在東部城市推廣還需面對這一日益加劇的矛盾導致項目選址上的難題。征地的困難,已經(jīng)從垃圾處理廠擴展到了污泥處置方面,為某些發(fā)達城市的主管部門帶來困擾。但這也意味著除臭技術正在城市化的推進和公民維權(quán)意識的提高中迎來巨大的商機。
三、主要技術路線的一般性比較
本章導讀:利用表格總結(jié)各類技術路線的優(yōu)缺點,并期待我們的國產(chǎn)污泥技術能夠象華為一樣能夠走向世界。
最后,結(jié)合總體情況,筆者嘗試給出每種技術路線的優(yōu)劣勢比較,并通過表格化希望能夠清晰醒目:
總之,在國內(nèi),污泥產(chǎn)業(yè)雖然經(jīng)過甚至還在經(jīng)歷魚龍混雜、泥沙俱下的混亂局面,但是,主要的技術方向和階段性適應技術應該說已經(jīng)漸漸清晰,這個產(chǎn)業(yè)也許甚至存在國內(nèi)技術再次占領國外市場的可能。而我國各地的建設主管部門和水務投資運營商,在選擇污泥處理處置路線時,一定要兼顧現(xiàn)在和未來,因地制宜,最終將污水處理畫上完美的句號。
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