上海市污泥处理处置管理战略研究
前言
上海市，地处长江三角洲，目前正以历史上最快的速度向现代化、生态型国际大都市发展。根据《上海市污水系统专业规划》，到2020 年上海市旱天日均污水量5.88x106m3/d，污水收集处理率达到90%。在进行污水处理的同时，必须对产生的污泥进行处理处置。因此，研究确立上海市城市污水处理厂污泥处理处置管理战略，对于指导专业规划编制、工程方案决策、工程建设和运行管理，都具有重大的意义。
一、背景介绍
污水污泥处理处置现状与上海市城市社会发展相适应，上海市污水处理厂的布局可分为中心城区污水处理厂和外围城镇污水处理厂二大类。在中心城区，与排水体制（分流制/合流制）布局相配套，已建中、小型污水处理厂12 座（合计处理能力：5.4x104m3/d），在建大型污水处理厂4 座（石洞口：4.0×105m3/d；竹园一厂：1.7×106m3/d；竹园二厂5.0×105m3/d；白龙港：1.2×106m3/d）。在外围城镇，与城镇发展相配套，已建在建小型污水处理厂合计处理能力约7.2×105m3/d。
为贯彻执行中华人民共和国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），对中心城区规划废除的污水处理厂进行功能报废，对规划保留的污水处理厂进行功能升级达标改造。对外围城镇污水处理厂亦实施功能升级达标改造工程。
上海市现有污水处理厂（中心城区、外围城镇）的污泥处理处置现状，可概括为以下3类：
（1）污泥经重力浓缩后，进湿污泥池，湿污泥用船外运土地处置；（2）污泥经重力浓缩后，机械脱水（带式压滤机、离心机），脱水后泥饼或土地处置或进入城市固体废弃物处理处置系统；（3）工业废水含量较多的污水处理厂污泥，经重力浓缩机械脱水后焚烧处理处置。
二、污泥产量预测
污水处理厂污泥产量受进水水质差、处理工艺和处理程度等众多因素影响。综合美国EPA和德国ATV 提供的污泥量预测方法、国内设计规范的计算方法、依据上海市现有污水处理厂的实际统计数据和部分中试试验数据、并进行理论计算核实，推荐采用污泥量预测参数为：
二级生物处理污水处理厂污泥产量（含初沉污泥和二沉污泥）为污水量的6‰（含水率为97.5%）；
一级污水处理厂污泥产量为污水量的6‰（含水率为97.5%）；
一级强化污水处理厂污泥产量为污水量的7‰（含水率为97.5%）。
依据上述污泥量预测参数，结合规划污水处理厂工艺选择和建设进度，上海市规划污水处理量和污泥产量预测值见表1。由表1可知，到2005 年，上海市污水处理厂污泥产量为773（吨/日干固体），折合含水率80%污泥泥饼3860 吨/日，折合含水率65%污泥泥饼2206 吨/日。因此污泥的处理处置必须作为一个重大的战略问题予以重视并解决。
表1 上海市规划污水处理量和污泥产量预测值中期
|
三、上海市城市自然条件和污泥处理处置可利用资源
自然条件
上海市地势低平、地貌单一、河网密布。平均年降雨日125-136 天，平均年降雨量1100～1400mm。地下水位高。土地资源有限、价格昂贵。建材紧缺。能源紧张。
可利用资源
森林绿地：2005 年，上海中心城区绿地总量150km2，绿化覆盖绿37%，2020 年绿地总量230～240km2；上海外围形成“一环十六廊、三带十九片”的城市森林生态系统。总计森林绿化增加面积约1200 km2。
滩涂围垦：2001～2010 年规划围海造地55 万亩，促淤108 万亩；2011～2020 年设想围海造田60 万亩，促淤120万亩。根据滩涂资源分布状况，促淤圈围规划布局为“三大区域八大块”。
垃圾填埋：基于跨行业的合作，垃圾填埋场产生的渗滤液经预处理后进入大型污水处理厂进一步处理，污水处理厂产生的污泥经稳定化、无害化处理后，补充垃圾填埋场的覆盖土。
辅助建材：污泥经稳定化、无害化处理后，可以进入水泥厂作为少量添加原料消耗处置；可烧制轻骨料作为轻质建材或筑路基材等。
补充能源：污泥稳定化处理过程中回收生物能源；作为小火电的辅助能源材料等。
排水市场化提出的新问题
随着上海市排水行业“管理、建设、运行”三分开格局的初步形成，污水处理厂污泥的最终处置问题，必须由行业和政府加强研究，形成“战略统一、管理统一、规划统一”、“政府搭台、行业监管、市场运作、企业唱戏”的良性机制。
四、上海市污泥处理处置战略构成
1、指导思想和战略原则
指导思想
“一个国家、一个城市、一个财团、一个学术团体，可依据不同的条件和经验提出污泥处理处置战略的指导思想”。但有两点认识是一致的：“在污水处理的同时，必须对污泥进行最终处置，一个污水处理厂如果没有解决污泥最终出路问题，这个污水处理厂就不值得运行”；“污泥残余物只能处理处置，不能消灭，故不管采用何种形式，污泥残余物总以一种形式存在于环境中。原则上讲，污泥的最终处置出路只有二条：其一是使污泥脱离自然物质循环（如：填埋）；其二是使污泥参与自然物质循环过程（如：农用）”。
上海市污泥处理处置管理战略的指导思想是：根据上海市的实际情况，寻求满足近期、中期、远期总体要求的最优经济技术策略，并实现环境保护的目标。通过若干年的努力，在合理利用现有设施的基础上，充分利用上海市的可利用资源，适应上海市的经济发展状况，实现污泥“处理分散化、处置集约化、技术多元化、目标阶段化”的处理处置战略。
战略原则：
因地制宜、因时制宜：适合上海特点、利用可用资源；适应上海目前经济发展现状；预留将来发展空间；
多元可靠、安全经济：采用多元的污泥“减量化、稳定化、无害化、资源化”处理处置技术；建立可靠、安全、环保的污泥处理处置体系；通过经济控制和市场运作，实现污泥
处理处置系统的经济可行；
统一布局、分步实施：在统一规划布局的基础上，结合污水处理厂建设，分步实施污泥处理处置的战略目标；
制定标准、配套政策：制定不同污泥最终处置方式必须遵循的技术标准，配套政府监管、市场运作的政策。
政府引导、市场运作：在政府引导下，形成污泥资源化处置的市场化运作的平台。
2、战略目标和战略布局
战略目标
到2005 年，污泥稳定化处理率90%，污泥资源化处置率5%；
到2010 年，污泥稳定化处理率92%，污泥资源化处置率45%；
到2020 年，污泥稳定化处理率100%，污泥资源化处置率70%。
战略布局
工艺选择布局：
在污泥稳定工艺选择方面，重金属含量（或工业废水）比例较高的污水处理厂，污泥稳定化处理工艺采用“脱水后直接焚烧”或“干化+焚烧”技术； 小型生活污水处理厂污泥稳定化处理工艺采用“好氧固态发酵”技术； 中型生活污水处理厂污泥稳定化处理工艺采用“好氧消化”或“好氧固态发酵”技术；大型生活污水处理厂污泥稳定化处理工艺采用“消化＋干化+预留后续处理处置用地”技术。
工程建设布局：
在污泥处理处置工程建设方面，外围城镇污水处理厂结合旧厂升级达标改造和新污水处理厂建设，实施污泥稳定化处理和资源化处置工程。中心城区污水处理厂规划工程建设进度如下：
2005 年前：建成白龙港污泥专用卫生填埋场一座，强化其自然稳定过程、实现污泥的中转和临时应急填埋处置，研究后续开采技术；
2005 年前：前建设石洞口污泥干化焚烧厂；
2005 年前：结合现有污水处理厂升级达标改造，同步建成污泥稳定化处理工程；
2010 年前：建成竹园、白龙港“消化＋干化”污泥稳定化处理厂。
3、技术路线和关键技术
技术路线：
根据不同的污水处理工艺、规模、最终处置方式，有多条工艺技术路线可选择。
关键技术：
污泥浓缩：可采用重力浓缩和机械浓缩；
厌氧消化：可采用中温厌氧消化；
好氧消化：可采用中温或高温好氧消化；
机械脱水：可采用离心机、带式压滤机、自动板框；
好氧固态发酵：可采用翻堆式或塔式发酵仓；
干化：可采用流化干燥、带式干燥、桨叶干燥、多级园盘干燥；
焚烧和烧结：可采用流化床焚烧炉、回转炉、喷射式焚烧炉等；
建材利用：水泥辅料、轻质骨料、渗水砖等；
填埋和混合填埋：单独卫生填埋和与城市生活垃圾混合填埋；
园林绿化介质土：改良土壤、提供营养，必要时可根据植物种类的不同需求进行性质调理以获得更佳效果；
垃圾填埋场覆盖土：做垃圾填埋场日覆盖材料和终期覆盖材料；
滩涂盐碱地改良：提高腐殖质、改良土壤结构和PH，提高土质营养。
4、配套措施
技术指南和规范标准
为保证污泥处理处置过程中的经济效益和环境效益，编制技术指南和规范标准并监督实施是配套措施的一个方面。其构成框架如下：
土地利用技术指南和污染控制标准：包括（1）园林绿化介质土（2）垃圾填埋场覆盖土（3）经济作物用肥（4）滩涂盐碱地改良土污泥填埋技术指南和污染控制标准：包括（1）污泥专用填埋场填埋（2）垃圾填埋场混合填埋污泥焚烧技术指南和污染控制标准：包括（1）干化焚烧（2）直接焚烧（3）联合焚烧。
污泥建材利用技术指南和污染控制标准：包括（1）水泥辅料（2）陶粒烧结（3）渗水砖材监测和记录：包括（1）监测方法和监测标准（2）监测频率及要求（3）记录频率及要求
污泥处理处置专项规划编制
根据上海市城市和社会发展总体规划、上海市污水专业规划，编制《上海市污泥处理处置专项规划》。
应用技术集成研究和工程可行性研究
组织科技攻关和应用研究，依据污泥处理处置专项规划，开展工程可行性研究。
管理政策建立和完善
为保障污泥专项规划的执行并发挥利用市场机制的作用，制定配套管理政策。其构成框架如下：
（１）关于加强污泥管理的暂行管理办法；
（２）关于推进污泥资源化利用的若干政策；
（３）污泥运输暂行管理办法；
（４）污泥处理处置特许经营管理办法；
（５）污泥资源化市场机制建立。
在政府的引导下，形成污泥资源化处置跨行业的市场化经营机制和市场化运作平台。
五、战略风险分析
为确保上海市污泥处理处置管理战略满足城市的可持续发展和科学发展。对上海市污泥处理处置管理战略进行风险评价（Risk Assessment）是非常必要的。风险评估，必须考虑以下因素：
（１）政治因素：上海市国际大都市发展的政治需求
（２）社会因素：以人为本的污泥处理处置体系
（３）经济因素：与上海市经济发展水平相适应
（４）环境因素：上海市生态城市、生态社区、水环境保护的需求
（５）技术因素：针对技术的可靠性、实用性、可行性
六、其它
由于上海市污泥处理处置问题的复杂性，相关的研究工作尚未结束，因此本文中的的观点难免有不足之处，敬请各位领导专家帮助指正。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
