净水技术 | 胡维杰：破解污泥围城“困境”——上海实例选析
截至2017年12月底，全国城市、县累计建成污水厂5027 座，污水处理能力达 1.88 亿立方米/日，年产生含水率 80% 的污泥 5000 多万吨，其中70%没有得到妥善处置。污泥处理处置问题已经成为制约我国生态环境改善的关键。党的十八大以后，我国更加重视资源型及生态环保型社会的建设，污泥作为污水处理提质增效的“最后一公里”，已成为污水治理的重中之重。
治污企业反致污，污泥建设投资不足
然而，我国 “重水轻泥”的问题根深蒂固。污泥处理设施建设投资严重不足，发达国家污水处理厂的污泥处理投资占污水处理厂总投资的30%~50%。而我国“十三五”期间新增污水处理及相关投资额约5644亿元，其中新增或改造污泥无害化处理处置设施投资294亿元，占比仅为5%。非法大量倾倒污泥的严重污染环境事件也屡见不鲜，据媒体报道，2016年泰兴市长江边违法倾倒数万吨污泥，两年后仍未整改问题变本加厉；2020年6月，泉州非法倾倒工业污泥到垃圾填埋场超2000吨。“治污企业反致污”，也反映出污水厂对污泥处理处置的重视不足，成为我国城镇污水处理的短板。2020年7月28日，国家发展改革委、住房城乡建设部《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》，要求加快推进污泥无害化处置和资源化利用。
解决污泥围城困境，需规划先行
污泥围城的城市，要么无污泥处理处置规划，或者虽有污泥处理处置规划，但规划不落地。污泥处理处置如果没有可落地，具有前瞻性和系统性的规划，可能出现前端污水处理方案与后端污泥处理处置方案不匹配，污泥长距离输送导致异臭外溢的二次污染风险或高干度污泥焖烧的安全风险等。
因此，破除污泥围城困境，必须坚持污水处理与污泥处理处置统筹规划，坚持可持续的发展理念，并以更加长远更具战略性眼光考虑污泥处理处置行业的未来，提前规划好下一步乃至未来的方向。
工艺选择坚持绿色发展理念，采用系统性思维
没有最好的技术，只有最佳的方案。污泥的“污染物”特性注定了污泥处理处置必须充分注重污泥的具体性质。因此，在污泥处理处置工艺设计中要聚焦工艺的适用性，注重泥质特性，结合本地经济社会发展水平，选择适宜的处理处置技术路线。坚持绿色发展理念、系统性思维，保证泥、水、气、声、渣等的全面达标处理。片面追求某一个环节，而忽略整体性能要求是非常不合理的。协同处理方面，而须全面遵循HSE原则，产生良好的协同效应。污泥的协同处理不是简单的协同，而应是满足相关条件的协同。基于污泥性质的复杂性，污泥协同处理除需考虑相关产业的长期稳定性外，还需坚持人身健康（Health）、全系统安全可靠运行(Safety)、全过程环保受控(Environment)的原则。
上海污泥处理处置典型案例
六大区域分片处理格局
上海污水处理系统已形成六大区域分片处理格局——石洞口、竹园、白龙港、杭州湾沿岸、嘉定及黄浦江上游、崇明三岛。城镇污水处理率达95%以上，但是污泥处理设施尚存在不足。为加快构建与“卓越的全球城市”相适应、功能更加完善的污水污泥治理系统，2018年7月，上海发布了《上海市污水处理系统及污泥处理处置规划（2017-2035年）》，提出“5010”的总体布局，即规划建设50座城镇污水处理厂（含初期雨水处理厂）、10座污泥处理厂。至2035年，上海全面实现城乡污水管网全覆盖、点源污染全收集全处理、面源污染综合治理、水泥气同治。
中心城区三大片区（石洞口/竹园/白龙港）污泥处理规模合计1 490 tDs/d，即常规脱水污泥7450 t/d，其中白龙港污泥厂规模最大，达800 tDs/d。三大片区污泥处理方式以独立焚烧为主，协同焚烧为辅。原有污泥深度脱水处理设施规划保留，污泥深度脱水后卫生填埋作为应急保障。郊区污水处理厂污泥处理方式以干化焚烧为主，好氧发酵后土地利用为辅，卫生填理作为应急保障。
上海污泥处理处置典型案例
中心城区三大片区污泥厂设计案例
（1）上海石洞口污泥焚烧处理（V1.0）
石洞口污泥焚烧处理V1.0于2004年建成投产，是国内首个污泥干化焚烧工程，处理能力为64t Ds/d（折合320t /d脱水污泥），处理上海市石洞口污水厂产生的污泥。处理工艺采用流化床干化+流化床焚烧+烟气处理，烟气处理标准满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996），臭气控制标准满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）和《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）。
项目荣获詹天佑土木工程大奖、全国优秀工程设计奖、建设部城乡建设优秀设计奖、上海市优秀工程设计一等奖、上海市科学技术进步奖和全国优秀工程咨询成果奖等。
（2）上海石洞口污泥焚烧处理（V2.0）
石洞口污泥焚烧处理V2.0是国内第一个污泥干化焚烧提标扩建工程，处理能力为72t Ds/d（360t /d脱水污泥），主要处理石洞口、吴淞、桃浦污水厂产生的污泥。处理工艺采用桨叶式干化+流化床焚烧+烟气处理。烟气处理标准：《生活垃圾焚烧污泥控制标准》（DB31/768-2013）；臭气控制标准：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）和《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）。
由于污泥中杂质会缠绕搅拌器影响后续处理效果，因此在V2.0中，更加注重对污水处理产生的剩余污泥进行预处理，采用微网进行杂质分离。预处理能达到粒径大于0.2mm以上的杂质分离率不小于90%的处理效果。减少污泥中的杂质含量，改善后续污泥处理系统的运行条件。
针对干化焚烧系统中重要的环节------干化后污泥输送，工程设计中提升了干燥机高度，缩短干污泥输送提升高度，同时选择可靠的输送设备，提高了干化污泥输送系统运行可靠性，保证干化焚烧系统的稳定运行。
（3）上海石洞口污泥焚烧处理（V3.0）
石洞口污泥焚烧处理V3.0是国内最大的接收干化污泥的污泥焚烧厂，处理规模为128t Ds/d，采用污泥常规脱水处理+污泥桨叶式干化+污泥单独焚烧处理，主要处理石洞口污水厂、泰和污水厂等产生的污泥。
竹园污泥焚烧厂是目前国内大陆运行中的最大城镇污泥单独焚烧项目，设计处理能力为150 t Ds/d（折合750t/d 脱水污泥），采用桨叶式干化+流化床焚烧+烟气处理的处理工艺，主要处理竹园第一污水厂、竹园第二污水厂等污水厂产生的污泥。烟气处理标准采用欧盟2000标准；臭气控制标准满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）和《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）。
项目获得过全国优秀工程设计行业奖、上海市优秀工程设计奖和建设部市政公用科技示范工程一系列大奖。
（1）白龙港一期项目（消化+干化）
白龙港污水厂污泥消化干化处理2010年消化投产、2011年干化投产，设计处理能力为204t Ds/d，处理工艺采用二级浓缩+厌氧消化+离心脱水+流化床干化工艺。项目获得第16届詹天佑土木工程奖、教育部科技进步一等奖、全国优秀工程勘察设计行业奖一等奖、上海市优秀工程设计一等奖、全国优秀工程咨询成果奖和上海市优秀工程咨询成果奖一等奖。
采用流化床干燥工艺，设三套生产线，单线水蒸发能力为2830kg/h 。利用消化处理产生的沼气作为污泥干化的能源。
（2）白龙港二期项目（干化+焚烧）
白龙港污泥处理二期是国内最大的污泥单独焚烧工程，项目近期处理规模为486 t DS/d，远期为614 t DS/d。处理工艺为常规脱水处理+污泥热干化处理+污泥焚烧处理，采用流化床干化及流化床焚烧系统。
上海市经过多年论证，确定污泥单独焚烧为主要污泥处理工艺路线，一方面可以最大程度地使污泥实现减量化，另一方面即使污泥性质易变，也可通过相应的焚烧工艺及其合理的工艺运行参数进行控制，并彻底有效控制各类污染物。对于经济许可、土地资源显著缺乏的城市，面对污泥围城的现状，能够最大程度地实现全流程的环保达标。
本文根据胡维杰总工在“第七届新形势下污泥处理处置及资源化循环利用技术论坛”上面的主题报告整理而成，为了方便微信阅读，对报告内容有所删减。
作者：胡维杰
编辑：朱琼宇
排版：西贝
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