题注：本期我们主要以污泥处理处置为研究主题，第一部分为参与环境投资联盟总裁班王凯军老师讲课内容整理，第二部分为国金环保小组对于污泥处理处置行业的研究笔记，其中以分割线划分。

一、不同国家和地区污泥处理处置现状

美国和加拿大：经济发达、地广人稀、机械化的现代大农业发达，是世界上最大的粮食产地和出口国，其施用污泥土地的污泥负荷较低，污泥施用的机械化程度较高，所以污泥土地利用比例较高。

欧洲总体发展不平衡各国的差别较大：一些国家鼓励污泥农用、反对焚烧，一些国家逐步禁止污泥农用、鼓励焚烧。比如德国、荷兰和北欧各国国民环保意识较强，对于污泥利用方式要求严格，一些国家已经禁止污泥农用，并将到2020年进一步全面禁止污泥的直接农用。

日本、台湾、韩国：由于经济高度发达，人口密度大，地少人多，所以大多采用污泥焚烧为主的建材综合利用技术。

二、我国的污泥处理处置技术政策

考虑的四因素：经济发展水平、人口密度、农业耕种方式和环保意识和要求。

我国幅员广阔、人口众多、经济发展水平不平衡、农业生产方式落后、环境敏感区域差别较大，很难采用1-2条统一的技术路线。

1） 对经济不发达的西部地区，地广人稀部分县、市、以及现代化大农业发达的东北、中部等地区可考虑厌氧处理-土地利用为主导的技术路线。

2） 对经济高度发展、人口密集、现代农业的珠三角、长三角、京津以及部分超大城市可考虑优先焚烧、碳化和建材综合利用技术路线。

3） 对三河、三湖、一江、一库等环境敏感区域，更应该坚持严格环境标准。

我国的污泥处理处置技术政策

三、污泥政策与标准实施过程中的问题

1、 采用延时曝气好氧稳定的技术路线

我国2000余座污水处理厂的污泥约60%采用了延时曝气好氧污泥稳定工艺。工艺：增加能耗30-50%；增加停留时间1-3倍。

2、 要大力鼓励采用厌氧稳定的处理技术路线

2010年调查我国仅约50余座污水处理厂采用了污泥厌氧消化工艺，不到全国城市污水厂数量3%，处理水量的5%；其中能够稳定运行的不到30%；鼓励城市污泥与餐厨垃圾共消化。

3、 污泥土地利用的技术路线和相关规定成为的焦点

相关的三大利益相关方：环保部、建设部和农业部。

环保部：关注控制污泥带来的环境污染问题（部门责任），最大限度地减少污泥的污染（公众利益）。

建设部：关注污泥及时消纳问题（部门责任）和处理处置问题（国家利益）。

农业部：关注污泥肥料提高产量，是否对产品有影响并食品安全（公众利益和部门责任）

结果：兼顾各方关切，规定鼓励除农用外的污泥土地利用，限制性污泥农用。

四、污泥处理技术路线

四大技术路线

1） 沼气能源回收和土地利用为主的厌氧消化技术路线：污泥→预处理→厌氧消化→沼气回收→能源利用（→沼渣处理→土地利用）。

2） 土地利用为主的好氧发酵技术路线：污泥→预处理→好氧发酵→土地利用。

3） 污泥干化-焚烧技术路线：污泥→干化→焚烧→高温烟气→用于污泥干燥。

4） 建材利用为主的污泥高干脱水处理技术路线：污泥→脱水处理→高干脱水→水泥窑或填埋。

【厌氧消化技术】

1、 国内外厌氧消化技术应用情况

1） 国外-厌氧技术的发展始于两个世纪前：1859年，印度孟买建成第一座厌氧消化池；19世纪末，厌氧技术应用于污泥稳定化处理；1920-1935年，消化工艺得到大量研究；1950年之后，高负荷消化池大量应用。

2） 国内-从上世纪厌氧技术稳步发展：1998年，高碑店污泥厌氧消化工艺；2000年，王新庄污水处理厂污泥厌氧消化；2008年，小红门污水厂污泥消化工艺；2009年，夏家河污泥厌氧消化工艺。

3） 结论：污泥厌氧消化是非常成熟技术，而不是新技术。在中国大型消化池、卵形消化池技术已普遍使用，上海白龙港、武汉金晶潭均是亚洲最大项目（单体）。

2、 国内污泥厌氧消化新技术发展和应用

1） 水热技术：水热增加厌氧消化能力，能够提高有机负荷率、增加产气量和改善污泥脱水性能；运行条件150-175摄氏度，6-15bar；Cambi,BioThelys,Exelys,等国际著名的水热技术公司。

2） 利浦技术：夏家河污泥处理厂。

3） 中持分级分相技术：温度分级生物分相，宁波宁海污水处理厂；70摄氏度热水解+高温消化、70摄氏度热水解+高温消化+中温消化。

4） 结论：国内污泥厌氧消化新技术的发展是与时俱进的，充分跟踪了国际新进展，高浓度厌氧发酵、新材料（设备）应用和水热等技术要求高的技术均已掌握。

3、 我国污泥厌氧消化技术发展的挑战

1） 市政与工业的差距大：与国际相比反应器建造和设计观念陈旧。

2） 设计院与公司差距大：设计部门缺乏实践，决定产业化程度低。

3） 与同行业差距大：在国内技术、运行和管理甚至落后于畜禽养殖业。

4） 解决：污泥处理处置作为公用事业的一部分，处于政府的半垄断状态下，必须走公共服务社会化的道路。将市场化的竞争机制引入污泥行业，打破旧模式下的垄断局面，让有能力的企业参与到污泥厌氧消化项目中，在这种情况原有的成本、运营、管理等问题会随之逐渐解决。

【污泥土地利用】

1、制约我国污泥堆肥技术应用的瓶颈

1) 周期长，反映效率低下，占地面积大。

2) 机械化和自动化程度不高，缺乏安全可靠性。

3) 除臭系统效果不佳。

4) 需要辅料，且辅料价格高。

2、近年来国内污泥堆肥技术发展

进展-1：以中科博联和万若公司为代表的溶解氧自动控制生物堆肥处理技术

1）实时在线温度-氧气-臭气监测和反馈控制。

2）配套的溶解氧探头和温柔式曝气方式和设备。

3）智能自动控制大大降低了人员需求。

进展-2：以机科公司等为代表在高效堆肥设备、减少占地及臭气污染等方面得到长足发展

1）隧道仓式动态高温堆肥(SACT)：解决了占地面积大的问题；臭气高效收集，高效去除；几乎不需辅料添加。

2）结论：国内污泥堆肥技术已基本实现工程大型化、设备国产化、控制智能化和污泥高效稳定化的技术水平；已经基本完成了污泥好氧堆肥工艺的开发，同时，人们关注臭气污染等环境影响在技术上也得到解决。

3、挑战

挑战-1：土地利用背景不同

1）人均耕地面积差距大：中国的人均耕地面积约为4.5亩，美国约为915亩，后者几乎是前者的200倍。

2）农业生产方式不同：人均耕地面积的巨大差距，决定了规模化、集约化农业在美国得到了大规模推广，而中国只能采用分散的家庭经营作为主要的农业生产方式。

结论：因此，背景及农业生产方式的差异，造成我国与美国在污泥土地利用率上的巨大差异，说明我国不能照搬美国的模式，应从国情出发寻找土地利用有效途径。

挑战-2：土地利用技术路线的困局

后续存储及运输中转构成了完整的产业链。

“国家的技术路线是土地利用，好氧堆肥仅仅是土地利用的一个环节，但是，现有团队和专家大部分均是搞污泥堆肥的人，并不具备将产业链延伸的能力。”需要考虑物流成本，设计一条可以盈利的产业链，也许在实践过程中就会发现，由于产品的出口问题这条技术路线是不可行的。因此，必须兼顾全产业链，提出系统解决方案。

挑战-3：供给和需求政策

从末端产品开展政策扶持，推动整个产业的形成和发展。

五、我国污泥处理处置政策瓶颈分析

政策瓶颈分析一：国家职能部门和技术界的集体缺位和失职。

表现为行业管理、技术设计和监管等部门均没有把污泥处理环节作为城市污水处理厂建设的必备环节。

政策瓶颈分析二：标准缺乏可操作性，污泥稳定化程度无法考核

全国污染源调查：《污水处理厂污泥产生系数使用手册》，统一按80%含水率折算，没有计量装置，按车吨位计量。

无法知道确切的产量、稳定化程度、不能知道污水厂运行情况。

1） 厌氧消化没有准确的计量公式：目前方法计算的VSS去除率，与产量数据最不相符，这种差异是由于VSS测定方法和取样缺乏精确性所致，同时，没有考虑细胞的增值部分。

2） 好氧发酵稳定化程度的计量的可操作性问题：除了污泥处理前后重量计量问题之外，同时， 还有另外一个问题，添加料的计量问题。

3） 好氧延时曝气稳定化程度没有的参比标准：为计算污泥稳定化程度，非好氧稳定化工艺污泥龄的参照标准是什么(10d?或12d，还是15d)?

政策瓶颈分析三：政策误读导致污泥市场，出现劣币驱逐良币现象

文件上规定以贮存为目的，且不具备污泥处理能力的污水厂，必须将脱水至50%以下。目前将政策解读为对全国所有污水厂的要求，导致全国各地新建高干脱水设施。将临时性措施理解为永久性措施。

在污水处理高速发展期，中国污水处理界错误选择了欧美低负荷、高投资、高能耗的延时曝气工艺的技术路线，影响至今无法消除。对于污泥技术路线的选择，中国污泥处理界正面临重大的历史抉择。选择高干脱水工艺将阻碍污泥处理技术发展，导致在污泥处理市场出现劣币驱逐良币现象。

六、国内污泥处理处置技术和投资现状分析

1、 污泥处理收费政策：污水处理费的负担估算

1） 中高浓度生活污水：污泥产量一般在4-8t/万立方米，在污水中增加污泥处理费收费0.2元/立方米污水计算，则可以收取污泥处理费250-500元/吨污泥(80%).

2） 低浓度生活污水：污泥产量一般在3-6t/万立方米，即使收费为0.1元/立方米污水，则可以收取污泥处理费170-330元/t污泥(80%).

2、 投资和运行费用分析

1） 干化-焚烧：商业模式以BOT为主，趋势从100万/t，下降到40万/t，包括石洞口、北京清河、深圳南山、绍兴、杭州、温州等十余个项目的统计。

2） 大型污泥堆肥项目：商业模式以政府投资为主，运行费用不菲，包括秦皇岛、郑州、唐山、长春、哈尔滨等十余个项目的统计。

3） 石灰干化：10-30万元/t(80%)，包括方庄、廊坊、河北正定等项目。

3、 污泥干化-焚烧投资和运行费用分析

1） 国外进口设备：投资在50万/t污泥（80%）左右，经济分析表明运行费用很难低于300元/t污泥（80%），对于外资企业需要本土化，降低成本。

2） 国产化的喷雾-干化技术在绍兴的600t/d和萧山360t/d的BOT项目，收费约为120元/t污泥。

4、 污泥堆肥项目技术、投资和运行费用分析

1） 技术包括：动态、静态和反应器堆肥三类，从技术发展方向以动态仓式技术（机科SACT）和动态条垛式（BACKHUS）为代表。

2） 技术发展方向：处理高效化、系统模块化、流程自动化、操作无人化。

3） 投资主导类型：政府为主导，市场化程度非常低的一种商业模式。

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

 

一、污泥处置率低，设施建设缓慢

污泥是污水处理过程所产生的固体沉淀物质，主要特性是含水率高(可高达99%以上)，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，呈胶状液态；根据来源，可划分为市政污泥、工业污泥和河道淤泥三类，仅考虑前两项我国污泥产量就达到12.2万吨/日。

市政污泥：2012全国城镇生活污水处理能力13693万吨/日，以平均负荷率85%计算，污泥年产量达2761万吨（折算含水率80%污泥，万吨污水产80%含水率污泥约6.5吨），折合7.6万吨/日。

工业污泥：2012年全国工业废水处理量为210.5亿吨，污泥年产量达1368万吨（含水量 80%），折合3.75万吨/日。

截至“十一五”末期，全国城镇污水处理厂所产生的污泥无害化处置率小于25%，处置能力只有279万吨/年（干泥）；全国近75%的污泥没有得到稳定化、无害化处理处置，绝大部分污泥仅为都是简单脱水至80%后就送往城市垃圾处理厂简单填埋。

根据十二五规划，到 2015年，直辖市、省会城市和计划单列市的污泥无害化处理处置率达到80%，其他设市城市达到70%，县城及重点镇达到30%，新增污泥处理处置规模 518万吨/年（干泥），合算成 80%含水率污泥的量为 7.1 万吨/日，相关处理处置设施建设投资将达347亿元。

目前我国污泥处理处置设施建设十分缓慢，截至2012年，污泥处置设施建设规模仅完成十二五规划”的26.9%，且大部分项目均为试点项目。

二、泥质和经济性是污泥处置工艺选择核心

污泥处理处置包括前端脱水和最终处置两个阶段，最终处置方向则根据污水的来源和泥质不同而异，主要包括卫生填埋、建材利用、土地利用和焚烧四种。

污泥脱水是污泥处理工艺中最核心的一个环节，脱水效果的好坏直接影响后续最终处置的费用和效果，其最大目标是降低污泥中的水分、减少污泥体积，为后续处理、利用和运输创造条件。

污水含水率的降低将极大降低后续处理规模（如含水率从95%降至80%，体积就减少了75%），以方便运输，减少占地面积；另一方面，适中含水率的污泥，其承载力和生物化学稳定性也更佳。

据目前国内的普遍认识，在污水厂内将污泥的含水率降低至40%以下是较为合适的，处置出路广泛并易于安全运输、贮存。

一般污泥经过浓缩后，含水率降至97%左右，还需进一步机械脱水和热干化以脱出吸附水和毛细水；根据外运污泥是否脱水至60%左右还可分为就地和非就地深度脱水模式两种模式，通过比较两者投资和运行成本，我们认为先行在厂区就地脱水至60%，在运往污泥处理厂进行热干化是更为经济性的方式。

用于机械脱水的压滤机种类众多，主要包括板框压滤机、厢式压滤机和带式压滤机三类；其中新式板框压滤机（隔膜压滤）凭借脱水率高、能耗少等优点正逐步成为主流。

 

污泥在经过脱水后，再根据泥质不同采用适宜的处置方式，包括土地利用、卫生填埋、建材利用和污泥焚烧四种；其中每种方法的适用性各有不同，根据污泥的重金属含量、含水率及有机质含量高低等不同而异。

土地利用：包括肥料利用（园林绿化、林地、农用）和土地改良利用，肥料产品应当满足国家及行业有关有机肥料的营养要求，污泥农用应严格控制施用量和施用期限，对于进入食物链的作物种植须谨慎使用。

卫生填埋：应严格控制填埋的污泥量和含水率，并满足相关泥质要求；该种方式是我国目前污泥处置的主要方式，考虑填埋场瓶颈问题，该方式会逐渐减少。

建材利用：将脱水污泥经干燥后进行无机化处理，用于制作水泥添加料、制砖、制轻质骨料和路基材料等；该种方式由于能回收和利用污泥中的能源和资源，适度降低污泥处置成本，受到国家鼓励和推广。

污泥焚烧：包括单独焚烧、与垃圾混合焚烧以及污泥燃料利用，与垃圾混合焚烧须严格限制污泥处理过程中的添加剂投加量并保证适度的污泥热值，并且需控制掺入比例。

当地市场终端资源化产品的销路为工艺技术路线的选取的第一决定因素，在确保污泥处理处置产品稳定化、无害化前提下，污泥泥质对相应的处理处置技术的处理效率、处理成本及产品的后续出路有着至关重要的影响，因此在技术路线确定后，污泥泥质及性状是选择适宜的处理技术单元的主要依据。

三、我国污泥处置典型案例分析

1、上海城投白龙港城市污水处理厂内污泥处理处置系统

上海白龙港污泥处理设施工程是针对白龙港污水厂120万m3/d 污水其中一级强化处理升级改造工程及80万m3/d 扩建工程产生的污泥建设的，污泥处理工程规模1500t/d（以含水率80%计，为亚洲最大单体污泥项目），项目总投资约为8.3亿元。

白龙港污泥项目包括消化-污泥干化处理和污泥深度脱水处理两段工程，其中消化-污泥干化处理采用 “污泥浓缩＋厌氧消化＋脱水＋部分干化” 污泥综合处理工艺，污泥深度脱水处理处理工艺为“化学调理+隔膜压滤工艺”。

污泥厌氧消化系统采用中温厌氧消化技术，采用消化处理产生的沼气作为能源，以天然气作为备用能源；由于污泥干化系统的热源来自污泥消化系统，污泥自身热值无法达到全部污泥干化的热平衡，因此只能进行部分的污泥干化，污泥干化系统采用奥地利安德里茨公司的流化床污泥热干化技术，直接处理成本约为120元/吨湿污泥。

深度脱水工程主要处理白龙港污水厂厌氧消化后及部分未稳定污泥（剩余污泥和一级强化化学污泥，含水率约96%），并应急处理中心城区其它污水处理厂含水率约80%的脱水污泥，出泥含水率小于60%。

2、 广州大沙地污水处理厂“泥水一体化”污泥深度脱水项目

广州大沙地污水处理厂污泥项目规模120t/d（80%含水率），全部委托绿由公司处理及外运处置，项目总投资1300万元；该项目采用就地处理的“泥水一体化”工艺进行脱水，处理至含水率55%，污泥量45t/d，再运至清远市清城区源潭镇采用烧结制建材砖法进行无害化处置。

经“泥水一体化”污泥处理技术脱水后的污泥量较传统工艺减少一半，由于量少，因而运输费用、仓储费用均减少一半，项目运行费用为158元/吨（80%含水率污泥）。

四、技术标准体系已有雏形，付费机制尚待进一步完善

随着政策面“重水轻泥”的长期偏向性问题的逐渐改善，政府出台了系列政策去规范污泥行业发展，除了规划性、监管性政策，主要集中于产品标准和技术路线两方面。

行业规划：根据十二五规划，到 2015年，直辖市、省会城市和计划单列市的污泥无害化处理处置率达到80%，新增污泥处理处置规模 518万吨/年（干泥），相关处理处置设施建设投资将达347亿元。

产品标准：对污泥制砖、焚烧、园林绿化、土地改良等资源化产品的泥质做了详细规定。

技术路线：对各技术路线的最佳可行工艺流程、工艺参数以及技术经济适用性进行介绍，鼓励将污泥经厌氧消化产沼气或好氧发酵处理后严格按国家标准进行土壤改良、园林绿化等土地利用。

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

邬煜

国金研究所 公用事业（环保）高级分析师