摘要：自江蘇常州成功開(kāi)發(fā)電廠燃煤鍋爐以摻燒方式處置污水廠污泥以來(lái)，國(guó)內(nèi)許多地區(qū)都因投資小、占地少、運(yùn)行成本低廉、排放達(dá)標(biāo)且符合相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的先進(jìn)“協(xié)同處置”工藝而積極推廣。然而，因該工藝稀釋排放極其嚴(yán)重，折算后污泥焚燒特征污染物二噁英等嚴(yán)重超標(biāo)，對(duì)環(huán)境和人們健康的隱性影響和長(zhǎng)期影響十分嚴(yán)重，綜合分析得出弊遠(yuǎn)大于利，應(yīng)該堅(jiān)決摒棄。

0 概述

　　2003 年前后，江蘇常州開(kāi)始實(shí)施燃煤電廠鍋爐摻燒污水處理廠污泥的工業(yè)化應(yīng)用，并作為“成功經(jīng)驗(yàn)”和“創(chuàng)新典型”進(jìn)行推廣。近些年國(guó)內(nèi)這種形勢(shì)更是如火如荼，一些大企業(yè)的自備電廠也在醞釀?chuàng)綗勰喔脑?。然而該工藝存在排放有害物質(zhì)等問(wèn)題，應(yīng)引起我們足夠的重視，并采取措施妥善解決。

1電廠摻燒污泥存在的問(wèn)題

1.1 電廠燃煤鍋爐≠污泥焚燒爐

　　污泥焚燒爐是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的廢物焚燒爐，焚燒的是廢物(污泥)，燃料煤是作為輔助燃料使用。電廠燃煤鍋爐的燃料為全煤，相對(duì)于廢物焚燒爐，是兩種完全不同的生產(chǎn)工藝或生產(chǎn)方式。

　　污泥焚燒爐配套的煙氣凈化設(shè)施是專(zhuān)為控制其特征污染物而設(shè)計(jì)，如對(duì)全球公認(rèn)的一類(lèi)致癌物二噁英的減排效果均在 97%～99%水平，對(duì)HCl、HF 以及各類(lèi)重金屬(如汞等)亦具有很好的減排效果;而電廠燃煤鍋爐配套的煙氣凈化設(shè)施(“除塵”+“脫硫”+“脫硝”)對(duì)污泥焚燒特征污染物，如二噁英及汞的去除效果則較差，遠(yuǎn)不如前者。

　　燃煤電廠鍋爐對(duì)煤種、煤質(zhì)等要求都比較高，同時(shí)，對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的管理要求也較高，尤其是高參數(shù)鍋爐，“摻燒”不符合“電廠設(shè)計(jì)規(guī)范”及其生產(chǎn)工藝條件要求，不僅降低了鍋爐的熱效率，而且因?yàn)槲勰嘀械穆?、氟含量遠(yuǎn)高于原煤，將加劇鍋爐系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的腐蝕，不利于鍋爐系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)也不利于粉煤灰的綜合利用。

1.2 《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》+《生活垃圾焚燒控制標(biāo)準(zhǔn)》≠“電廠鍋爐摻燒污泥”排放標(biāo)準(zhǔn)

　　現(xiàn)行《 火 電 廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 》 (GB13223-2011)對(duì)污泥焚燒排放的特征大氣污染物沒(méi)有相關(guān)的控制要求，現(xiàn)行《生活垃圾焚燒控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2014)不適用于燃煤鍋爐摻燒污泥特征污染物如二噁英及重金屬的控制。

　　某電廠1 000 MW超超臨界機(jī)組燃煤鍋爐摻燒5%含水率約60%的污泥275 t/d，折合干污泥量為110 tDS/d，新增加的煙氣量約占原有煙氣量的3.5%，即，焚燒污泥自身產(chǎn)生的煙氣量已被稀釋了30 倍。若考慮兩個(gè)排放標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)含氧量不同，GB13223 和 GB18485 分別為 6%和為 11%，執(zhí)行GB18485又將被稀釋1.5倍、共被稀釋45倍，污泥焚燒特征污染的稀釋排放極為明顯。

　　以二噁英為例，根據(jù)該電廠摻燒污泥環(huán)評(píng)文件，其去除率僅為 20.4%，遠(yuǎn)低于專(zhuān)用焚燒爐配套凈化設(shè)施的 97%～99%的去除效率。環(huán)評(píng)文件中的二噁英平均排放濃度為 0.039 ng-TEQ/m3，低 于 GB18485 中的 0.1 ng-TEQ/m3排放標(biāo)準(zhǔn)，表面看是“達(dá)標(biāo)”了，但如果按稀釋倍數(shù)折算，則應(yīng)為1.153 ng-TEQ/m3，已超過(guò) GB18485 中指標(biāo) 的10.53 倍，若按基準(zhǔn)含氧量換算將超標(biāo)15倍以上。

1.3 粉煤灰利用的安全問(wèn)題應(yīng)加以考慮

　　污泥成分比生活垃圾更加復(fù)雜，其含有更多的重金屬等有毒有害成分，其中的無(wú)機(jī)有毒有害成分絕大部分都將進(jìn)入粉煤灰。國(guó)內(nèi)電廠粉煤灰多用于建材(如作為熟料直接配入水泥)，其中的重金屬等有毒有害成分容易釋放出來(lái)。因此，對(duì)建材的安全利用應(yīng)有所考慮，如配入這類(lèi)粉煤灰的水泥在飲用水處理設(shè)施、游泳池、各類(lèi)水庫(kù)、農(nóng)業(yè)水利設(shè)施等建設(shè)方面的安全應(yīng)用等。

1.4 污泥并非“資源”或“可再生資源”更非“生物質(zhì)資源”

　　污水處理廠污泥含水率通常在80%左右，大于生活垃圾含水率的2倍，其熱值則不及生活垃圾的1/4，且灰分高、灰熔點(diǎn)低。因“生物質(zhì)資源”有其專(zhuān)業(yè)定義，故污泥不能稱(chēng)為“生物質(zhì)資源”。摻燒的結(jié)果將降低鍋爐熱效率，增加發(fā)電煤耗。

　　仍以上述電廠為例，摻燒含水率為5%，污泥量為 60%，鍋爐熱效率將降低 0.5%。在總發(fā)電量不變情況下，僅因鍋爐熱效率的降低全年燃料煤的消耗量將增加 1.21 萬(wàn) t;加上焚燒污泥本身需要的能耗，耗煤量將由摻燒前的 438.67 t/h 增加到摻燒后的 450.87 t/h(增加了2.78%)，全年煤耗量將增加6.71萬(wàn)t。即：“摻燒污泥”不是“產(chǎn)能”而是“耗能”，故不能將“摻燒污泥”簡(jiǎn)單地理解為“資源綜合利用”或“可再生資源利用”，更不能稱(chēng)為“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”。

1.5 摻燒污泥的政府成本

　　據(jù)公開(kāi)資料，污泥單獨(dú)焚燒減量化處理地方財(cái)政補(bǔ)貼為 200 元/t～300 元/t(濕)。對(duì)電廠摻燒污泥，另有國(guó)家電價(jià)補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠(有些地方還有煤價(jià)優(yōu)惠)等，政府總支出成本在400元/t～500元/t，遠(yuǎn)高于獨(dú)立的污泥干化焚燒，甚至為其兩倍。

　　對(duì)于發(fā)電企業(yè)，相當(dāng)一部分直接焚燒未經(jīng)干化處理、含水率在80%左右的濕污泥，相對(duì)于獨(dú)立的污泥干化焚燒企業(yè)建設(shè)投資極少、運(yùn)行成本極低。

　　即便沒(méi)有國(guó)家電價(jià)補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等，因其建設(shè)投資及運(yùn)營(yíng)成本遠(yuǎn)低于獨(dú)立的污泥干化焚燒，相對(duì)而言，其利潤(rùn)豐厚。

1.6 二噁英的環(huán)境影響

　　以上述電廠為例，將煙氣量(6 110 000 Nm3/h)折算為對(duì)應(yīng)的每 t 干污泥焚燒稀釋后的煙氣量為1 333 000 萬(wàn) Nm3/tDS，與竹園污泥干化焚燒竣工驗(yàn)收實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(6 次實(shí)測(cè)值 7 846 Nm3/tDS～ 8 550 Nm3/tDS、平均值為8 302 Nm3/tDS)相比，煙氣量稀釋倍數(shù)高達(dá)156～170倍(平均160倍)。根據(jù)該電廠環(huán)評(píng)文件，全年摻燒含水率60%的污泥10萬(wàn)t 排放二噁英1.32 kg-TEQ/a，折合每噸干污泥的排放量為 33 mg-TEQ/tDS，為竹園干化焚燒實(shí)測(cè)值(6 次實(shí)測(cè) 0.232～0.369 mg-TEQ /tDS、平均值為0.285 mg-TEQ /tDS)的 89～142 倍(平均 115倍)。究其原因：獨(dú)立焚燒煙氣凈化系統(tǒng)配有特殊的二噁英減排設(shè)施(減排效率 98%)，而電廠燃煤鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)則沒(méi)有配有特殊的二噁英減排設(shè)施。

　　由于電廠煙囪更高(約200 m左右)，其影響范圍將更大，受其影響的人口也就更多。盡管電廠煙囪大氣稀釋擴(kuò)散條件遠(yuǎn)好于獨(dú)立的干化焚燒(煙囪高度多為50 m～60 m)，但由于“源強(qiáng)”的增加，其最大落地濃度仍高于獨(dú)立干化焚燒的5～9倍，其對(duì)環(huán)境的影響程度更大。

　　由于二噁英正常情況下極難分解，在人體內(nèi)的半衰期達(dá)5年-10年(平均為7年)之 久，尤其是在人口密集的大中城市，其對(duì)人的健康影響將會(huì)是長(zhǎng)期的、隱性的，不容忽視。

　　40-50 年前，中國(guó)的癌癥發(fā)病率極低，根據(jù)國(guó)家癌癥中心 2019 年 1 月發(fā)布的最新一期全國(guó)癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)惡性腫瘤死亡占居民全部死因的 23.91%，且發(fā)病率每年保持約 3.9%的增幅，死亡率每年保持 2.5%的增幅，新發(fā)病例和死亡病例分別占全球的 23.7%和 30.2%;全球每新增 100個(gè)癌癥患者中我國(guó)占21個(gè)，我國(guó)每天超過(guò)10 000人確診癌癥、平均每分鐘就有7.5人。按目前電廠摻燒污泥“遍地開(kāi)花”且有增無(wú)減的亂象現(xiàn)狀，今后中國(guó)癌癥的發(fā)病率與死亡率將會(huì)更高。當(dāng)然，焚燒排放二噁英并非引發(fā)癌癥的唯一因素，但是重要因素之一。

1.7 汞的環(huán)境影響

　　我國(guó)原煤中汞含量通常在0.01 mg/kg～5 mg/kg、平 均 為 0.2 mg/kg，而 污 水 廠 污 泥 含 汞 則 在4.63 mg/kg～138 mg/kg含有工業(yè)廢水的城市污水、工業(yè)園區(qū)污水遠(yuǎn)高于單一生活污水污泥)，遠(yuǎn)高于原煤中的汞含量。由于汞不溶于水、具有極強(qiáng)的穿透能力，一般認(rèn)為電廠燃煤煙氣凈化系統(tǒng)對(duì)煙氣中的汞僅為10%左右的減排效果。

　　以上述電廠1 000 MW超超臨界機(jī)組為例，按其環(huán)評(píng)文件，摻燒5%含水率60%的污泥后全年增加汞排放22 kg(減排率約50%)，折合單位干污泥的排放量為 0.55 mg/tDS，與獨(dú)立焚燒工藝(排放5.6 ng/tDS、減排效率87%)相比，增大了97倍。究其原因：獨(dú)立焚燒煙氣凈化系統(tǒng)配有適合汞減排的措施，而電廠燃煤鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)沒(méi)有相應(yīng)的汞減排的措施。

　　同上，因?yàn)殡姀S煙囪更高，汞的影響范圍更大，受影響的人口也更多;盡管電廠煙囪排放稀釋擴(kuò)散條件更好，但因?yàn)樵磸?qiáng)增加太多其最大落地濃度仍將高于獨(dú)立干化焚燒的 4 倍～8 倍，對(duì)環(huán)境的影響程度更大。

1.8 關(guān)于產(chǎn)業(yè)政策

　　多數(shù)環(huán)評(píng)文件認(rèn)為“電廠鍋爐摻燒污泥”屬現(xiàn)行《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中的“鼓勵(lì)類(lèi)”、“符合產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向”等。前已述及，這類(lèi)污泥不應(yīng)歸入“資 源”和“可再生資源”類(lèi)，更不能歸入“生物質(zhì)資源”?！拔勰嗄馨l(fā)電”是一種認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，因其忽視了污泥高污染廢棄物的本質(zhì)。

2 值得推薦的污泥摻燒處理工藝

2.1 水泥窯摻燒工藝

　　水泥窯摻燒干化后的污泥與電廠燃煤鍋爐的優(yōu)勢(shì)：

　　1)水泥窯爐內(nèi)溫度更高(可達(dá)1 500℃，甚至大 1 700℃)、煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間更長(zhǎng)(少則5-7 min 多則 20 min 以上)，所有的有機(jī)物均能全部、干凈、徹底分解，二噁英開(kāi)始合成量極少、遠(yuǎn)低于0.1 ng-TEQ/Nm3(干法水泥窯)。

　　2)除汞之外的所有的重金屬均被固化在水泥的“玻璃相”中，極難再被釋放出來(lái)，水泥產(chǎn)品安全，基本上不存在二次污染及隱性污染。

　　3)水泥窯已有煙氣凈化設(shè)施適用于污泥摻燒，且工藝簡(jiǎn)單易行，投資小、占地少、運(yùn)行成本低廉;不僅適用污水處理廠污泥、生活垃圾的協(xié)同焚燒處理，而且適用于除含汞量高的廢險(xiǎn)廢物外的醫(yī)療廢物及其他多種危險(xiǎn)廢物的協(xié)同焚燒處置等。

　　4)技術(shù)上成熟、穩(wěn)定、可靠，國(guó)外已有數(shù)十年的成功經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)亦有十多年的成功經(jīng)驗(yàn)，國(guó)家和地方產(chǎn)業(yè)政策均將其列入“鼓勵(lì)類(lèi)”。

　　5)相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、污染防治政策等齊全，便于管理而且易于管理，如：《水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50634)、《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB30485)、《水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范》(GB/T30760)、《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》 (HJ662)、《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染防治技術(shù)政策》(原國(guó)家環(huán)保部2016年公告第72號(hào))、《水泥工業(yè)污染防治最佳可行技術(shù)指南》(2014年版)、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 水泥熟料生產(chǎn)用泥質(zhì)》 (CJ/T314)等。

2.2 生活垃圾焚燒爐摻燒工藝

　　生活垃圾焚燒爐摻燒工藝(850℃左右)是十分理想的污泥摻燒工藝，《生活垃圾焚燒控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2014)適用于摻燒污泥特征污染物如二噁英及重金屬的控制，尤其適用于重金屬(如汞、鉛等)含量偏高的污泥，不存在二噁英及重金屬的稀釋排放問(wèn)題;焚燒后的爐渣為一般工業(yè)固體廢物，可用于生產(chǎn)磚瓦類(lèi)等建筑材料，焚燒后的飛灰同生活垃圾焚燒后的飛灰也可作為危險(xiǎn)廢物最終填埋，不存在電廠燃煤鍋爐摻燒的二次污染問(wèn)題。

　　生活垃圾焚燒爐摻燒工藝可以做到投資省、占地少、運(yùn)行成本低廉，不增加政府成本支出;技術(shù)上成熟、穩(wěn)定、可靠，受到國(guó)家和地方產(chǎn)業(yè)政策“鼓 勵(lì)”，具有健全的排放標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、污染防治政策等，而且便于管理。

2.3 鋼廠燒結(jié)機(jī)摻燒工藝

　　《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級(jí)規(guī)劃(2016-2020 年)》中提出了“城市鋼廠實(shí)施‘綠色發(fā)展、產(chǎn)城共融’戰(zhàn) 略”和“按照綠色可循環(huán)理念，建設(shè)綠色工業(yè)園區(qū)，推進(jìn)鋼鐵與建材、電力、化工等產(chǎn)業(yè)及城市間的耦合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)鋼鐵制造、能源轉(zhuǎn)換和廢棄物消納三大功能”的發(fā)展目標(biāo)，國(guó)內(nèi)一些大型鋼鐵企業(yè)提出了“興城市鋼廠、建城市生態(tài)”、“助力城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展，共建城市美好生活”口號(hào)并付諸行動(dòng)，已在研究燒結(jié)機(jī)(1 450℃左右)協(xié)同處置污水處理廠的污泥。

　　該協(xié)同處置工藝對(duì)后序高爐冶煉沒(méi)有大的影響，但應(yīng)要求燒結(jié)機(jī)達(dá)到鋼鐵企業(yè)“超低排放”(“環(huán)大氣[2019]35 號(hào)”《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)》要求：顆粒物≤10 mg/Nm3，SO2≤35 mg/Nm3，NOx≤50 mg/Nm3)，同時(shí)還應(yīng)要求排放煙氣中的二噁英達(dá)到GB18485中的0.1 ng-TEQ/Nm3(現(xiàn)行《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 28662-2012)為0.5 ng-TEQ/ Nm3)，以解決電廠燃煤鍋爐摻燒工藝的二噁英及重金屬的稀釋排放問(wèn)題。

　　此外，關(guān)于燒結(jié)機(jī)的摻燒問(wèn)題，污泥焚燒后的無(wú)機(jī)物全部進(jìn)入燒結(jié)礦(為絕大部分)和煙塵(為少量)，煙塵又將回到燒結(jié)機(jī)原料系統(tǒng)閉環(huán)利用;燒結(jié)礦則進(jìn)入高爐煉鐵，高爐爐渣經(jīng)適當(dāng)加工后可作為熟料全部配入水泥，實(shí)現(xiàn)污泥中無(wú)機(jī)物的全部循環(huán)利用，不存在二次污染問(wèn)題，是一種比較理想的摻燒協(xié)同處置工藝。

3 建議

　　對(duì)于電廠燃煤鍋爐的摻燒，也僅作為短期過(guò)渡性的“臨時(shí)應(yīng)急措施”，且對(duì)特征污染物的排放不能也不應(yīng)該直接“套用”《生活垃圾焚燒控制標(biāo)準(zhǔn)》，應(yīng)通過(guò)“換算”、與獨(dú)立焚燒工藝相比不應(yīng)增加二噁英及汞等特征污染物的排放量，并應(yīng)對(duì)“換算標(biāo)準(zhǔn)”的合理性進(jìn)行充分論證，同時(shí)還應(yīng)考慮這類(lèi)粉煤灰建材的安全利用問(wèn)題。

　　為確保電廠燃煤鍋爐安全運(yùn)行，對(duì)作為電廠焚燒的污泥應(yīng)有一定的要求，如對(duì)含水率的要求、對(duì)污泥脫水調(diào)理劑選擇的要求等。

　　由于目前尚無(wú)適用于電廠鍋爐摻燒污泥的排放標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、污染防治技術(shù)政策等，政府部門(mén)應(yīng)組織專(zhuān)業(yè)技術(shù)力量對(duì)此進(jìn)行比較深入的綜合性研究，在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的政策性要求及環(huán)境管理要求等。

4 結(jié)語(yǔ)

　　鑒于電廠燃煤鍋爐煙氣量巨大，專(zhuān)門(mén)配備二噁英及汞等污泥焚燒特征污染物的減排措施幾無(wú)可能，巨大的“稀釋排放”不可避免。國(guó)家和地方各級(jí)政府部門(mén)均不應(yīng)鼓勵(lì)電廠燃煤鍋爐摻燒，應(yīng)鼓勵(lì)“水泥窯摻燒”(或稱(chēng)“水泥窯協(xié)同處置”)和“生活垃圾焚燒爐摻燒”等不存在二噁英及汞等污泥焚燒特征污染物稀釋排放的“協(xié)同”處置工藝。

[作者簡(jiǎn)介]

　　張傳秀，男，1963-，上海投資咨詢(xún)公司，畢業(yè)于西安建筑科技大學(xué)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)，教授級(jí)高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事環(huán)境評(píng)價(jià)、節(jié)能減排及相關(guān)咨詢(xún)工作。