題注：本期我們主要以污泥處理處置為研究主題，第一部分為參與環境投資聯盟總裁班王凱軍老師講課內容整理，第二部分為國金環保小組對于污泥處理處置行業的研究筆記，其中以分割線劃分。

一、不同國家和地區污泥處理處置現狀

美國和加拿大：經濟發達、地廣人稀、機械化的現代大農業發達，是世界上最大的糧食產地和出口國，其施用污泥土地的污泥負荷較低，污泥施用的機械化程度較高，所以污泥土地利用比例較高。

歐洲總體發展不平衡各國的差別較大：一些國家鼓勵污泥農用、反對焚燒，一些國家逐步禁止污泥農用、鼓勵焚燒。比如德國、荷蘭和北歐各國國民環保意識較強，對于污泥利用方式要求嚴格，一些國家已經禁止污泥農用，并將到2020年進一步全面禁止污泥的直接農用。

日本、臺灣、韓國：由于經濟高度發達，人口密度大，地少人多，所以大多采用污泥焚燒為主的建材綜合利用技術。

二、我國的污泥處理處置技術政策

考慮的四因素：經濟發展水平、人口密度、農業耕種方式和環保意識和要求。

我國幅員廣闊、人口眾多、經濟發展水平不平衡、農業生產方式落后、環境敏感區域差別較大，很難采用1-2條統一的技術路線。

1） 對經濟不發達的西部地區，地廣人稀部分縣、市、以及現代化大農業發達的東北、中部等地區可考慮厭氧處理-土地利用為主導的技術路線。

2） 對經濟高度發展、人口密集、現代農業的珠三角、長三角、京津以及部分超大城市可考慮優先焚燒、碳化和建材綜合利用技術路線。

3） 對三河、三湖、一江、一庫等環境敏感區域，更應該堅持嚴格環境標準。

我國的污泥處理處置技術政策

三、污泥政策與標準實施過程中的問題

1、 采用延時曝氣好氧穩定的技術路線

我國2000余座污水處理廠的污泥約60%采用了延時曝氣好氧污泥穩定工藝。工藝：增加能耗30-50%；增加停留時間1-3倍。

2、 要大力鼓勵采用厭氧穩定的處理技術路線

2010年調查我國僅約50余座污水處理廠采用了污泥厭氧消化工藝，不到全國城市污水廠數量3%，處理水量的5%；其中能夠穩定運行的不到30%；鼓勵城市污泥與餐廚垃圾共消化。

3、 污泥土地利用的技術路線和相關規定成為的焦點

相關的三大利益相關方：環保部、建設部和農業部。

環保部：關注控制污泥帶來的環境污染問題（部門責任），最大限度地減少污泥的污染（公眾利益）。

建設部：關注污泥及時消納問題（部門責任）和處理處置問題（國家利益）。

農業部：關注污泥肥料提高產量，是否對產品有影響并食品安全（公眾利益和部門責任）

結果：兼顧各方關切，規定鼓勵除農用外的污泥土地利用，限制性污泥農用。

四、污泥處理技術路線

四大技術路線

1） 沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術路線：污泥→預處理→厭氧消化→沼氣回收→能源利用（→沼渣處理→土地利用）。

2） 土地利用為主的好氧發酵技術路線：污泥→預處理→好氧發酵→土地利用。

3） 污泥干化-焚燒技術路線：污泥→干化→焚燒→高溫煙氣→用于污泥干燥。

4） 建材利用為主的污泥高干脫水處理技術路線：污泥→脫水處理→高干脫水→水泥窯或填埋。

【厭氧消化技術】

1、 國內外厭氧消化技術應用情況

1） 國外-厭氧技術的發展始于兩個世紀前：1859年，印度孟買建成第一座厭氧消化池；19世紀末，厭氧技術應用于污泥穩定化處理；1920-1935年，消化工藝得到大量研究；1950年之后，高負荷消化池大量應用。

2） 國內-從上世紀厭氧技術穩步發展：1998年，高碑店污泥厭氧消化工藝；2000年，王新莊污水處理廠污泥厭氧消化；2008年，小紅門污水廠污泥消化工藝；2009年，夏家河污泥厭氧消化工藝。

3） 結論：污泥厭氧消化是非常成熟技術，而不是新技術。在中國大型消化池、卵形消化池技術已普遍使用，上海白龍港、武漢金晶潭均是亞洲最大項目（單體）。

2、 國內污泥厭氧消化新技術發展和應用

1） 水熱技術：水熱增加厭氧消化能力，能夠提高有機負荷率、增加產氣量和改善污泥脫水性能；運行條件150-175攝氏度，6-15bar；Cambi,BioThelys,Exelys,等國際著名的水熱技術公司。

2） 利浦技術：夏家河污泥處理廠。

3） 中持分級分相技術：溫度分級生物分相，寧波寧海污水處理廠；70攝氏度熱水解+高溫消化、70攝氏度熱水解+高溫消化+中溫消化。

4） 結論：國內污泥厭氧消化新技術的發展是與時俱進的，充分跟蹤了國際新進展，高濃度厭氧發酵、新材料（設備）應用和水熱等技術要求高的技術均已掌握。

3、 我國污泥厭氧消化技術發展的挑戰

1） 市政與工業的差距大：與國際相比反應器建造和設計觀念陳舊。

2） 設計院與公司差距大：設計部門缺乏實踐，決定產業化程度低。

3） 與同行業差距大：在國內技術、運行和管理甚至落后于畜禽養殖業。

4） 解決：污泥處理處置作為公用事業的一部分，處于政府的半壟斷狀態下，必須走公共服務社會化的道路。將市場化的競爭機制引入污泥行業，打破舊模式下的壟斷局面，讓有能力的企業參與到污泥厭氧消化項目中，在這種情況原有的成本、運營、管理等問題會隨之逐漸解決。

【污泥土地利用】

1、制約我國污泥堆肥技術應用的瓶頸

1) 周期長，反映效率低下，占地面積大。

2) 機械化和自動化程度不高，缺乏安全可靠性。

3) 除臭系統效果不佳。

4) 需要輔料，且輔料價格高。

2、近年來國內污泥堆肥技術發展

進展-1：以中科博聯和萬若公司為代表的溶解氧自動控制生物堆肥處理技術

1）實時在線溫度-氧氣-臭氣監測和反饋控制。

2）配套的溶解氧探頭和溫柔式曝氣方式和設備。

3）智能自動控制大大降低了人員需求。

進展-2：以機科公司等為代表在高效堆肥設備、減少占地及臭氣污染等方面得到長足發展

1）隧道倉式動態高溫堆肥(SACT)：解決了占地面積大的問題；臭氣高效收集，高效去除；幾乎不需輔料添加。

2）結論：國內污泥堆肥技術已基本實現工程大型化、設備國產化、控制智能化和污泥高效穩定化的技術水平；已經基本完成了污泥好氧堆肥工藝的開發，同時，人們關注臭氣污染等環境影響在技術上也得到解決。

3、挑戰

挑戰-1：土地利用背景不同

1）人均耕地面積差距大：中國的人均耕地面積約為4.5畝，美國約為915畝，后者幾乎是前者的200倍。

2）農業生產方式不同：人均耕地面積的巨大差距，決定了規模化、集約化農業在美國得到了大規模推廣，而中國只能采用分散的家庭經營作為主要的農業生產方式。

結論：因此，背景及農業生產方式的差異，造成我國與美國在污泥土地利用率上的巨大差異，說明我國不能照搬美國的模式，應從國情出發尋找土地利用有效途徑。

挑戰-2：土地利用技術路線的困局

后續存儲及運輸中轉構成了完整的產業鏈。

“國家的技術路線是土地利用，好氧堆肥僅僅是土地利用的一個環節，但是，現有團隊和專家大部分均是搞污泥堆肥的人，并不具備將產業鏈延伸的能力。”需要考慮物流成本，設計一條可以盈利的產業鏈，也許在實踐過程中就會發現，由于產品的出口問題這條技術路線是不可行的。因此，必須兼顧全產業鏈，提出系統解決方案。

挑戰-3：供給和需求政策

從末端產品開展政策扶持，推動整個產業的形成和發展。

五、我國污泥處理處置政策瓶頸分析

政策瓶頸分析一：國家職能部門和技術界的集體缺位和失職。

表現為行業管理、技術設計和監管等部門均沒有把污泥處理環節作為城市污水處理廠建設的必備環節。

政策瓶頸分析二：標準缺乏可操作性，污泥穩定化程度無法考核

全國污染源調查：《污水處理廠污泥產生系數使用手冊》，統一按80%含水率折算，沒有計量裝置，按車噸位計量。

無法知道確切的產量、穩定化程度、不能知道污水廠運行情況。

1） 厭氧消化沒有準確的計量公式：目前方法計算的VSS去除率，與產量數據最不相符，這種差異是由于VSS測定方法和取樣缺乏精確性所致，同時，沒有考慮細胞的增值部分。

2） 好氧發酵穩定化程度的計量的可操作性問題：除了污泥處理前后重量計量問題之外，同時， 還有另外一個問題，添加料的計量問題。

3） 好氧延時曝氣穩定化程度沒有的參比標準：為計算污泥穩定化程度，非好氧穩定化工藝污泥齡的參照標準是什么(10d?或12d，還是15d)?

政策瓶頸分析三：政策誤讀導致污泥市場，出現劣幣驅逐良幣現象

文件上規定以貯存為目的，且不具備污泥處理能力的污水廠，必須將脫水至50%以下。目前將政策解讀為對全國所有污水廠的要求，導致全國各地新建高干脫水設施。將臨時性措施理解為永久性措施。

在污水處理高速發展期，中國污水處理界錯誤選擇了歐美低負荷、高投資、高能耗的延時曝氣工藝的技術路線，影響至今無法消除。對于污泥技術路線的選擇，中國污泥處理界正面臨重大的歷史抉擇。選擇高干脫水工藝將阻礙污泥處理技術發展，導致在污泥處理市場出現劣幣驅逐良幣現象。

六、國內污泥處理處置技術和投資現狀分析

1、 污泥處理收費政策：污水處理費的負擔估算

1） 中高濃度生活污水：污泥產量一般在4-8t/萬立方米，在污水中增加污泥處理費收費0.2元/立方米污水計算，則可以收取污泥處理費250-500元/噸污泥(80%).

2） 低濃度生活污水：污泥產量一般在3-6t/萬立方米，即使收費為0.1元/立方米污水，則可以收取污泥處理費170-330元/t污泥(80%).

2、 投資和運行費用分析

1） 干化-焚燒：商業模式以BOT為主，趨勢從100萬/t，下降到40萬/t，包括石洞口、北京清河、深圳南山、紹興、杭州、溫州等十余個項目的統計。

2） 大型污泥堆肥項目：商業模式以政府投資為主，運行費用不菲，包括秦皇島、鄭州、唐山、長春、哈爾濱等十余個項目的統計。

3） 石灰干化：10-30萬元/t(80%)，包括方莊、廊坊、河北正定等項目。

3、 污泥干化-焚燒投資和運行費用分析

1） 國外進口設備：投資在50萬/t污泥（80%）左右，經濟分析表明運行費用很難低于300元/t污泥（80%），對于外資企業需要本土化，降低成本。

2） 國產化的噴霧-干化技術在紹興的600t/d和蕭山360t/d的BOT項目，收費約為120元/t污泥。

4、 污泥堆肥項目技術、投資和運行費用分析

1） 技術包括：動態、靜態和反應器堆肥三類，從技術發展方向以動態倉式技術（機科SACT）和動態條垛式（BACKHUS）為代表。

2） 技術發展方向：處理高效化、系統模塊化、流程自動化、操作無人化。

3） 投資主導類型：政府為主導，市場化程度非常低的一種商業模式。

===========================================

 

一、污泥處置率低，設施建設緩慢

污泥是污水處理過程所產生的固體沉淀物質，主要特性是含水率高(可高達99%以上)，有機物含量高，容易腐化發臭，并且顆粒較細，呈膠狀液態；根據來源，可劃分為市政污泥、工業污泥和河道淤泥三類，僅考慮前兩項我國污泥產量就達到12.2萬噸/日。

市政污泥：2012全國城鎮生活污水處理能力13693萬噸/日，以平均負荷率85%計算，污泥年產量達2761萬噸（折算含水率80%污泥，萬噸污水產80%含水率污泥約6.5噸），折合7.6萬噸/日。

工業污泥：2012年全國工業廢水處理量為210.5億噸，污泥年產量達1368萬噸（含水量 80%），折合3.75萬噸/日。

截至“十一五”末期，全國城鎮污水處理廠所產生的污泥無害化處置率小于25%，處置能力只有279萬噸/年（干泥）；全國近75%的污泥沒有得到穩定化、無害化處理處置，絕大部分污泥僅為都是簡單脫水至80%后就送往城市垃圾處理廠簡單填埋。

根據十二五規劃，到 2015年，直轄市、省會城市和計劃單列市的污泥無害化處理處置率達到80%，其他設市城市達到70%，縣城及重點鎮達到30%，新增污泥處理處置規模 518萬噸/年（干泥），合算成 80%含水率污泥的量為 7.1 萬噸/日，相關處理處置設施建設投資將達347億元。

目前我國污泥處理處置設施建設十分緩慢，截至2012年，污泥處置設施建設規模僅完成十二五規劃”的26.9%，且大部分項目均為試點項目。

二、泥質和經濟性是污泥處置工藝選擇核心

污泥處理處置包括前端脫水和最終處置兩個階段，最終處置方向則根據污水的來源和泥質不同而異，主要包括衛生填埋、建材利用、土地利用和焚燒四種。

污泥脫水是污泥處理工藝中最核心的一個環節，脫水效果的好壞直接影響后續最終處置的費用和效果，其最大目標是降低污泥中的水分、減少污泥體積，為后續處理、利用和運輸創造條件。

污水含水率的降低將極大降低后續處理規模（如含水率從95%降至80%，體積就減少了75%），以方便運輸，減少占地面積；另一方面，適中含水率的污泥，其承載力和生物化學穩定性也更佳。

據目前國內的普遍認識，在污水廠內將污泥的含水率降低至40%以下是較為合適的，處置出路廣泛并易于安全運輸、貯存。

一般污泥經過濃縮后，含水率降至97%左右，還需進一步機械脫水和熱干化以脫出吸附水和毛細水；根據外運污泥是否脫水至60%左右還可分為就地和非就地深度脫水模式兩種模式，通過比較兩者投資和運行成本，我們認為先行在廠區就地脫水至60%，在運往污泥處理廠進行熱干化是更為經濟性的方式。

用于機械脫水的壓濾機種類眾多，主要包括板框壓濾機、廂式壓濾機和帶式壓濾機三類；其中新式板框壓濾機（隔膜壓濾）憑借脫水率高、能耗少等優點正逐步成為主流。

 

污泥在經過脫水后，再根據泥質不同采用適宜的處置方式，包括土地利用、衛生填埋、建材利用和污泥焚燒四種；其中每種方法的適用性各有不同，根據污泥的重金屬含量、含水率及有機質含量高低等不同而異。

土地利用：包括肥料利用（園林綠化、林地、農用）和土地改良利用，肥料產品應當滿足國家及行業有關有機肥料的營養要求，污泥農用應嚴格控制施用量和施用期限，對于進入食物鏈的作物種植須謹慎使用。

衛生填埋：應嚴格控制填埋的污泥量和含水率，并滿足相關泥質要求；該種方式是我國目前污泥處置的主要方式，考慮填埋場瓶頸問題，該方式會逐漸減少。

建材利用：將脫水污泥經干燥后進行無機化處理，用于制作水泥添加料、制磚、制輕質骨料和路基材料等；該種方式由于能回收和利用污泥中的能源和資源，適度降低污泥處置成本，受到國家鼓勵和推廣。

污泥焚燒：包括單獨焚燒、與垃圾混合焚燒以及污泥燃料利用，與垃圾混合焚燒須嚴格限制污泥處理過程中的添加劑投加量并保證適度的污泥熱值，并且需控制摻入比例。

當地市場終端資源化產品的銷路為工藝技術路線的選取的第一決定因素，在確保污泥處理處置產品穩定化、無害化前提下，污泥泥質對相應的處理處置技術的處理效率、處理成本及產品的后續出路有著至關重要的影響，因此在技術路線確定后，污泥泥質及性狀是選擇適宜的處理技術單元的主要依據。

三、我國污泥處置典型案例分析

1、上海城投白龍港城市污水處理廠內污泥處理處置系統

上海白龍港污泥處理設施工程是針對白龍港污水廠120萬m3/d 污水其中一級強化處理升級改造工程及80萬m3/d 擴建工程產生的污泥建設的，污泥處理工程規模1500t/d（以含水率80%計，為亞洲最大單體污泥項目），項目總投資約為8.3億元。

白龍港污泥項目包括消化-污泥干化處理和污泥深度脫水處理兩段工程，其中消化-污泥干化處理采用 “污泥濃縮＋厭氧消化＋脫水＋部分干化” 污泥綜合處理工藝，污泥深度脫水處理處理工藝為“化學調理+隔膜壓濾工藝”。

污泥厭氧消化系統采用中溫厭氧消化技術，采用消化處理產生的沼氣作為能源，以天然氣作為備用能源；由于污泥干化系統的熱源來自污泥消化系統，污泥自身熱值無法達到全部污泥干化的熱平衡，因此只能進行部分的污泥干化，污泥干化系統采用奧地利安德里茨公司的流化床污泥熱干化技術，直接處理成本約為120元/噸濕污泥。

深度脫水工程主要處理白龍港污水廠厭氧消化后及部分未穩定污泥（剩余污泥和一級強化化學污泥，含水率約96%），并應急處理中心城區其它污水處理廠含水率約80%的脫水污泥，出泥含水率小于60%。

2、 廣州大沙地污水處理廠“泥水一體化”污泥深度脫水項目

廣州大沙地污水處理廠污泥項目規模120t/d（80%含水率），全部委托綠由公司處理及外運處置，項目總投資1300萬元；該項目采用就地處理的“泥水一體化”工藝進行脫水，處理至含水率55%，污泥量45t/d，再運至清遠市清城區源潭鎮采用燒結制建材磚法進行無害化處置。

經“泥水一體化”污泥處理技術脫水后的污泥量較傳統工藝減少一半，由于量少，因而運輸費用、倉儲費用均減少一半，項目運行費用為158元/噸（80%含水率污泥）。

四、技術標準體系已有雛形，付費機制尚待進一步完善

隨著政策面“重水輕泥”的長期偏向性問題的逐漸改善，政府出臺了系列政策去規范污泥行業發展，除了規劃性、監管性政策，主要集中于產品標準和技術路線兩方面。

行業規劃：根據十二五規劃，到 2015年，直轄市、省會城市和計劃單列市的污泥無害化處理處置率達到80%，新增污泥處理處置規模 518萬噸/年（干泥），相關處理處置設施建設投資將達347億元。

產品標準：對污泥制磚、焚燒、園林綠化、土地改良等資源化產品的泥質做了詳細規定。

技術路線：對各技術路線的最佳可行工藝流程、工藝參數以及技術經濟適用性進行介紹，鼓勵將污泥經厭氧消化產沼氣或好氧發酵處理后嚴格按國家標準進行土壤改良、園林綠化等土地利用。

=================================

鄔煜

國金研究所 公用事業（環保）高級分析師