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由联合消化和甲烷捕获两个环节组成的体系不仅可以持续地为处理厂自身运营提供电力,还能生产足以满足5200个当地家庭供暖需求的可再生天然气,并每年为纽约市减少1.9万吨的温室气体排放,相当于让1900辆汽车从街上消失,而且还不用花布鲁克林纳税人一分钱。这个工厂充分展示了城市如何利用PPP模式把有害废物转化成绿色能源。
借鉴布鲁克林经验?
那么,纽顿溪处理厂能够作为中国城市学习的“样板工厂”吗?哥伦比亚大学教授、2015年“麦克阿瑟天才奖”获得者卡提克˙钱德兰是一位污泥-能源工程方面的专家,他和其团队的研究对象包括纽顿溪和全世界其他19个处理厂的微生物过程。最近他在接受“中国环境论坛”采访时说,“并非全然如此”,“实际上美国有远比纽顿溪先进的处理厂”,比如说火奴鲁鲁和奥克兰的处理厂。
任何有机物都有用
如果中国希望升级城市的污泥-能源转化能力,餐厨垃圾和其他有机物的利用至关重要。从污泥中生产更多能源密集的甲烷的方法就是在消化罐中添加餐厨垃圾,正如钱德兰所指出的,“任何有机物都有用”。他的研究表明,纽顿溪消化罐“吞咽”的残羹剩饭并没把它们的肚子填饱。因此,“纽顿溪生产的沼气很稀,甲烷只占50-60%,与浓度更高的生物燃料相比并非一个高质量的能源”。
此外,纽顿溪处理厂的厌氧消化过程只能将污泥中的碳转化成甲烷,而更高效的“双赢”做法则还可以从污泥中提取氮和磷,用于生产化肥或工业原料。但纽约州在脱氮除磷上的严格法规使这里的工厂无法进行此类生产,中国和其他发展中国家也面临着同样的问题。
政府方针也让污水处理厂无法对城市污泥进行分解,或在联合消化过程中完全捕获甲烷。钱德兰说,北京等雄心勃勃的中国城市计划 “建设消化罐,但他们必须找到减少甲烷排放并将之用于能源生产的办法”,“我认为他们还没有制定出相应的管理框架”。
2015年,北京只有23%的污泥在安全倾倒之前进行了处理,能够进行此类污泥处理的工厂更是屈指可数。中国的3916座城市污水处理厂中,很多都拥有甲烷捕获技术,但迄今只有约50家处理厂尝试利用捕获的甲烷来生产能源,其他很多处理厂只是将其烧掉。
建设现代化污泥-能源转化工厂可能既耗时间又费钱
而且,建设现代化污泥-能源转化工厂可能既耗时间又费钱。纽顿溪处理厂建成于1967年,在21世纪初就亟需更新升级。为了扩大工厂的消化能力并符合《清洁水法案》制定的联邦标准,纽约市政府从2003年到2009年共投入6.8亿美元对其进行升级改造。在重新设计的过程中,纽约市环保局与众多的私营建筑、设计和工程公司签署了合同,甚至成立了一个市民委员会来代表当地居民的利益。
在对污泥-能源转化厂建设和升级改造进行PPP谈判或数以百万计的投资之前,中国政府应该明白这座布鲁克林处理厂在技术和政策上存在的问题。对中国的城市官员来说,纽顿溪污水处理厂的缺陷和成功经验是一个具有双重参考价值的污泥处理案例。
本文是瓶颈-中国项目中关于布鲁克林和巴西创新废水处理厂案例研究系列文章的第一篇。瓶颈-中国项目由中国环境论坛和蓝圈组织共同发起,自2010年起开始探索中国这个世界人口最多的国家在水-能源-食品冲突方面所面临的挑战和解决之道。
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