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在大阪,目睹下水污泥发电!
  新华网 ( 2015-10-21 13:35:30 ) 来源: 国际先驱导报
 

  《国际先驱导报》记者 严蕾 发自大阪 城镇污水处理厂在净化污水的同时也产生了大量污泥,这些污泥集聚了污水中最有毒有害的物质,如处置不当,极易对环境造成二次污染。但由于处理和处置污泥需要大量基建投资和高昂的运行费用,在很多国家,污泥处理往往没有得到应有的重视。
  而日本,则不然。多年来,日本不断研发和采用新技术,不仅对所有污泥进行无害化处理,还尝试将污泥转化为沼气、固体燃料等能源,以减少污泥处理的能耗和温室气体排放,降低处理成本,促进污泥资源化利用。
  拥有260多万人口的大阪市,共有12个污水处理厂和1个污泥处理中心,每天处理污水200多万立方米,产生的上千吨污泥通过污泥输送管道,集中送至平野污水处理厂(12个污水处理厂之一)以及特别设立的舞洲污泥中心处理。近日,《国际先驱导报》记者就探访了大阪的污水处理厂及污泥处理中心,亲眼目睹了污泥“变废为宝”的过程。

这里“接待”70%污泥,却无异味
  设立于大阪湾内舞洲人工岛上的舞洲污泥中心,由大阪政府投入巨资建成,占地33000多平方米。大阪市约70%的污泥送往该中心处理。
  目前该中心处理污泥采取的是熔融方法,即通过远心脱水机和干燥机等,将污水处理厂送来的含水量约98%的污泥干燥化,再经过研磨送入1300-1400摄氏度的熔融炉,使污泥燃烧熔化,再冷却固化。经过这样处理后的污泥残渣性质稳定,重金属和有毒物质不会溶出,可用作建材。
  作为研究污水污泥处理技术的专家,京都大学副教授大下和徹告诉记者,上世纪六七十年代,日本污泥处理主要是通过八九百摄氏度的高温焚烧减量和无害化后填埋处理,但随着污泥产生量不断增多,填埋用地紧缺。从90年代开始,熔融法开始得到推广,产生的炉渣用作建材,而无需填埋。不过,这种方法仍存在耗能较高的问题,污泥中的有机物成分也没有得到利用。为此,日本一直在探索使污泥充分资源化利用、同时节能减排的方法。
  大阪市平野污水处理厂的污泥制固体燃料项目即是这样的探索之一。
  记者参观平野污水处理厂时注意到,位于大阪市内的这座污水处理厂看起来十分普通,坐落在一片商业区和住宅区当中,附近还有幼儿园和神社,并没有人们想象中异味扑鼻的情况。新建成的污泥固体燃料化设施建筑面积为1800多平方米,但从外观看,只是一栋很普通的四层小楼,而进楼之后才可以看到巨大的加热炉和管道等设施。
  据平野污水处理厂污泥熔融与固体燃料化事业担当田中清恒介绍,新建成的污泥固体燃料化设施采用200-350摄氏度的低温碳化技术,制成的固体燃料具有发热量高、低臭气、低自然发热性的特点。该设施每天可处理脱水污泥150吨,制成的燃料送往与污水处理厂相距100多公里的两家火力发电站,与煤炭混合燃烧用于发电。
  田中清恒介绍,虽然售出的固体燃料价格很低,并不能获得利润,但与熔融方式相比,这种污泥处理方式耗能相对较低,而且能使污泥中的有机物成分得到资源化利用,减少温室气体排放。根据相关规划,通过该项目,每年可减排二氧化碳约1.15万吨,其中污水处理厂约为1500吨,火力发电站约为1万吨。

充分利用,变废为宝
  在日本,污水污泥处理主要由国土交通省管理。日本国土交通省指出,日本每年的脱水污泥产生量达到220多万吨,如果完全用于发电,可以获得约40亿千瓦时的发电量,相当于110万户家庭的年电力使用量,但目前日本仍存在对污泥中的生物质资源利用不足的情况。为此,日本国交省制定了《下水污泥处理综合计划》等一系列计划和方案。
  2014年9月,根据相关企业的实证试验数据,日本制定了下水污泥固体燃料的日本工业规格(JIS),对制成的固体燃料的总发热量、水分含量等作出规定。
  大下和徹认为,污水污泥处理厂具体采用哪种或联合使用哪几种方法处理污泥,要由很多因素决定,包括所在地区污泥特性、已有设施基础、运行成本、对环境的影响、市场需求等。比如说,将污泥制成固体燃料需要周边有煤炭火电站,否则,运送固体燃料的成本过高,对于火电站而言,则宁肯直接买煤炭,制成的固体燃料就无法销售。
  而除了制作固体燃料外,日本也在进一步探索利用污泥制沼气的有效方法。
  以大阪为例,大阪的12家污水处理厂中,津守污水处理厂在将污泥送去舞洲污泥中心处理前,先进行消化(发酵)发电,产生的电力满足了整个处理厂1/3的电力需求。大阪市计划在未来几年内,在另外4家污水处理厂内建设污泥沼气发电设施。
  此外,其他经济有效利用污泥的方法也在探索中,例如:污泥气化发电,即将污泥热解气化,产生的燃气用于发电,与发酵制沼气相比,节省了大量处理时间和费用;污泥烧却发电,即使用研发出的化学药剂,将污泥的含水量降为70%左右,再加入空气直接燃烧发电。据介绍,这两种方法都还在研究阶段,可否推广还要看试验效果。

中国也是“污泥大国”,日企嗅出商机
  对于有潜力的新技术,日本国土交通省会公开募集企业进行实证试验,并为此提供资金补贴。例如,国土交通省2012年底开始公开征集企业,进行燃烧下水污泥进行发电的生物质发电技术实证实验,并为此在2013年度预算案概算申请中列入了相关费用。作为应征条件,企业需要与管理作为实证场所的污水处理厂的地方政府进行合作。实证实验的结果归纳总结成指导方针予以公布。
  对于科研机构和企业来说,参加这类实证试验也非常有吸引力。因为国土交通省会在其官方网站上公布试验的细节和结果,如果试验的新技术能得到推广,参与企业可以通过制造和出售相关设备来获得丰厚的利润。因此企业纷纷申请参加。国土交通省通过专家委员会,秉承透明化和公平性的原则,评审选择入选企业。
  值得注意的是,日本不少企业看准了中国的市场。川崎重工、月岛机械、JFE工程公司等行业内知名企业都在中国积极推销自己的污泥干化、焚烧、消化等设备。月岛机械等企业还与中国地方污水处理厂合作,建设污泥处理项目工程。
  大下和徹认为,日本的污泥处理技术和经验有值得中国借鉴的地方,希望两国业界能就此加强合作交流。但他同时也强调,中国地域广阔,各地产生的污泥有不少差异,具体采用何种方式处理污泥,需要因地制宜、加强研究。
  他举例说,日本产生的脱水污泥,一般有机物含量在80%左右,但中国一些地方产生的污泥中,有机物含量只有30%,不适合直接用于沼气发电或制成燃料。
  他建议,为了达到无害化处理污泥的目的,可以针对中国餐厨垃圾产生量大的特点,选择将污水污泥处理厂和垃圾处理厂建在一起,将污泥与厨余垃圾等有机物含量高的垃圾混合在一起,经过处理后燃烧发电,或者利用垃圾处理厂产生的电力来无害化处理污泥,综合考虑能耗等问题,实现垃圾和污泥等废弃物的有效处理和利用。

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