城镇污水厂污泥处置路线与GI模式探讨

2.2填埋

根据《GB/T23484-2009城镇污水处理厂污泥处置 分类》规定，污泥填埋指采用过程措施将处理后的污泥集中堆、填、埋于场地内的安全处置方式。这里将污泥填埋分为两个类型：

（1）在专门填埋污泥的填埋场进行填埋处置，即单独填埋；尚无对应泥质标准，在国内仅上海等地进行过实验性应用，目前看在中国单独填埋不具备应用推广条件。

注：过去若干年，一些地方因没有处理处置系统，将污水厂脱水污泥利用废弃地暂存、弃置的方式并不是单独填埋，其中的污泥理化性质基本不发生变化，谓之为“存量污泥”，待时机成熟仍需进行无害化、减量化、稳定化处理，且存放过程中存在安全隐患。

（2）在城市生活垃圾填埋场进行混合填埋（含填埋场覆盖材料利用）；对应泥质标准GB/T 23485-2009。污泥能否进行混合填埋处置取决于两个因素：

（1）污泥本身的性质，主要是土力学性质。根据《GB/T23485-2009城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋用泥质》：污泥与垃圾混合填埋时，要求污泥含水率＜60%且混合比例≤8%；污泥作为覆盖土利用时，要求含水率＜45%且横向剪切强度＞25 k N/m2。

（2）填埋后对环境产生的影响。污泥无论是与垃圾混合填埋，还是作为覆盖土利用包括8项重金属指标在内的污染物指标应符合《GB/T23485-2009城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋用泥质》表2限值要求。

随着可利用土地和填埋场资源日益枯竭，混合填埋技术也仅可作为过渡时期的一种无奈选择。

2.3建材利用

根据《GB/T23484-2009城镇污水处理厂污泥处置 分类》规定，污泥建筑材料利用指将污泥作为制作建筑材料部分原料的处置方式。这里将污泥建材利用分为两个类型：

（1）制水泥的部分原料或添加料；对应泥质标准CJ/T314-2009。

（2）制砖的部分原料；对应泥质标准GB/T 25031-2010。

（3）制轻质骨料（陶粒等）的部分原料；尚无对应泥质标准。

对比《CJ/T314-2009城镇污水处理厂污泥处置 水泥熟料生产用泥质》与《GB/T 25031-2010城镇污水处理厂污泥处置 制砖泥质》，后者在污染物限制方面总汞和总铅的要求上更加严格，并且增加了矿物油、挥发酚、总氢化物等指标；这主要是因为相对于水泥窑，制砖工艺封闭性较差，更易造成对大气环境的二次污染。

此外，砖及轻质骨料生产企业相对规模较小，承担二次污染控制系统建造运行费用将极大影响企业的市场竞争力。水泥生产企业相对规模较大，在尾气处理系统完善的基础上，将污泥进行水泥窑协同焚烧处理是一种有效的方法，但水泥窑资源分布不均以及雾霾治理力度的不断加大限制了该处置路线的应用前景。

2.4焚烧

根据《GB/T23484-2009城镇污水处理厂污泥处置 分类》规定，污泥焚烧指利用焚烧炉将污泥完全矿化为少量灰烬的处理处置方式。这里将污泥焚烧分为三个类型：

（1）专门污泥焚烧炉焚烧；对应泥质标准GB/T 24602-2009。

污泥单独焚烧经济性取决于自身热值，有机固体的干基热值Q与焚烧存在以下关系：

Q＜3340kJ/kg，可燃烧但需辅助燃料；

3340 kJ/kg≤Q＜4180 kJ/kg，可燃烧但废热利用价值不大；

Q ≥4180 kJ/kg，焚烧供热、发电均可行。

中国大中型城市的城市污泥干基热值5844~19303kJ/kg（均值11850kJ/kg）。按照最高干基热值19303kJ/kg计算，折合含水率80%的收到基高位热值为3860kJ/kg，低位热值660kJ/kg；折合含水率60%的收到基高位热值为7721kJ/kg，低位热值5321kJ/kg。按照均值干基热值11850kJ/kg计算，折合含水率60%的收到基高位热值为4740kJ/kg，低位热值2340kJ/kg。由此可见，污泥焚烧热值利用经济价值较低；理想状态下，干基热值高于16450kJ/kg，并已干化至含水率60%以下的污泥在热值条件角度是符合焚烧处置要求的，在我国极少有污水厂脱水污泥符合此条件。

（2）与生活垃圾一同焚烧；尚无对应泥质标准，污染控制一般采用《GB18485-2001生活垃圾焚烧污染控制标准》，但对于焚烧炉大气污染物排放限制仅规定了Hg、Cd、Pb，显然与污泥泥质要求未完全匹配；这一问题在2014年5月16日发布的新版本GB18485-2014中得以完善（现有系统2016年1月1日起实施，新建系统2014年7月1日起实施），并且新版标准明确了“生活污水处理设施产生的污泥”等“专用焚烧炉的污染物控制参照本标准执行”。随着公众对废弃物焚烧行为关注的加深，焚烧标准要求的提升（注：详见下表）是政府对社会诉求的积极回应，也是企业社会责任的体现，但不可避免带来了处理成本的大幅上升，使得相对最不具经济性的污泥焚烧处置路线的前景，更趋暗淡。

（3）在工业焚烧炉或火力发电厂焚烧炉中作燃料利用；尚无对应泥质标准。特别需要注意的是：目前我国污泥焚烧应用最多的恰恰是没有相关标准支撑的火力发电厂掺烧，环评按照垃圾焚烧炉烟气标准进行，还能享受国家相关垃圾发电补贴政策优惠，这近似于将一座普通电厂直接转化为垃圾焚烧厂；但从下表不难发现污染物排放成倍增加，垃圾焚烧厂与普通电厂选址存在本质差异，周围环境将面临巨大风险，随着垃圾焚烧新版标准的实施和其它相关法规政策的陆续出台，这条路终将走到尽头。

表2.3 GB13223-2011、GB/T 24602-2009、GB18485-2001与GB18485-2014

有关焚烧炉排放烟气中主要污染物限值对比

3．城镇污水厂污泥处置方式选择

在上述四类11条处置路线中，单独填埋、制轻质骨料、燃料利用（电厂等混烧）等三条路线尚无专门对应泥质标准，客观存在政策风险，应被认为技术上在中国大范围使用存在障碍或缺乏条件。在实际应用中制砖、单独焚烧两条路线也由于经济性和环保等原因已基本不采用，混合填埋（含覆盖土利用）随着垃圾填埋场资源的逐渐枯竭而频临淘汰，剩余五条路线：园林绿化、土壤改良、农用、制水泥、垃圾混烧，根据环保要求的高低应采用的选择顺序如下：

（1）当泥质满足GB 4284-1984、CJ/T309-2009各项指标要求，并且拥有足够消纳用农田时，优先采用污泥农用处置方式。

（2）当泥质不满足上述条件（1）但满足GB/T 23486-2009、CJ/T362-2011各项指标要求，并且拥有足够消纳用绿地（或林地）时，采用污泥园林绿化处置方式。

（3）当泥质不满足上述条件（1）、（2）但满足GB/T 24600-2009各项指标要求，并且拥有足够消纳用盐碱地、沙化地和废弃矿场等待修复土地时，采用污泥土壤改良处置方式。

（4）当泥质不满足上述条件（1）、（2）、（3），或者满足GB/T 24600-2009各项指标要求但未拥有足够消纳用待修复土地而拥有垃圾焚烧厂时，同时混烧能够满足GB18485-2014各项指标要求时，采用与垃圾混烧处置方式。

（5）当泥质不满足上述条件（1）、（2），同时也不拥有足够消纳用待修复土地和垃圾焚烧厂而拥有水泥窑资源时，采用水泥窑协同处置方式；因为水泥窑资源极其有限，很多中心城市将其作为危废、应急固废处置资源加以保留，因此很难作为大规模污泥处置的长期手段。

图3.1 现行标准体系下污泥处置方式选择流程

从上图不难发现，处置方式体系尚存在缺陷：当上述五种情况均不满足时，污泥去那儿？

4．GI模式

4.1 GI的概念及来源

GI是绿色基础设施（green infrastructure）的缩写，最早由美国自然保护基金（Conservation Fund）和美国农业部（USDA）森林服务部门提出的，旨在促使GI成为区域和城市规划的组成部分，以有效保护当地的自然生态系统。近些年，GI在发达国家被广泛地应用于生物多样性保护、区域和城市规划当中，其涵义也因用途不同而异，例如加拿大的GI概念是指基础设施工程的生态化，主要是以生态化手段来改造或代替道路工程、排水、能源、洪涝灾害治理以及废物处理系统等问题。