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(huán)境投資聯(lián)盟總裁班王凱軍老師講課內(nèi)容整理，第二部分為國金環(huán)保小組對于污泥處理處置行業(yè)的研究筆記，其中以分割線劃分。
一、不同國家和地區(qū)污泥處理處置現(xiàn)狀
美國和加拿大：經(jīng)濟發(fā)達、地廣人稀、機械化的現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)發(fā)達，是世界上最大的糧食產(chǎn)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(fā)展不平衡各國的差別較大：一些國家鼓勵污泥農(nóng)用、反對焚燒，一些國家逐步禁止污泥農(nóng)用、鼓勵焚燒。比如德國、荷蘭和北歐各國國民環(huán)保意識較強，對于污泥利用方式要求嚴格，一些國家已經(jīng)禁止污泥農(nóng)用，并將到2020年進一步全面禁止污泥的直接農(nóng)用。
日本、臺灣、韓國：由于經(jīng)濟高度發(fā)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(jīng)濟發(fā)展水平、人口密度、農(nóng)業(yè)耕種方式和環(huán)保意識和要求。
我國幅員廣闊、人口眾多、經(jīng)濟發(fā)展水平不平衡、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式落后、環(huán)境敏感區(qū)域差別較大，很難采用1-2條統(tǒng)一的技術路線。
1） 對經(jīng)濟不發(fā)達的西部地區(qū)，地廣人稀部分縣、市、以及現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)發(fā)達的東北、中部等地區(qū)可考慮厭氧處理-土地利用為主導的技術路線。
2） 對經(jīng)濟高度發(fā)展、人口密集、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的珠三角、長三角、京津以及部分超大城市可考慮優(yōu)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(huán)境敏感區(qū)域，更應該堅持嚴格環(huán)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(wěn)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(wěn)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(wěn)定的處理技術路線
2010年調(diào)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(shù)量3%，處理水量的5%；其中能夠穩(wěn)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(guī)定成為的焦點
相關的三大利益相關方：環(huán)保部、建設部和農(nóng)業(yè)部。
環(huán)保部：關注控制污泥帶來的環(huán)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(nóng)業(yè)部：關注污泥肥料提高產(chǎn)量，是否對產(chǎn)品有影響并食品安全（公眾利益和部門責任）
結(jié)果：兼顧各方關切，規(guī)定鼓勵除農(nóng)用外的污泥土地利用，限制性污泥農(nóng)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(fā)酵技術路線：污泥→預處理→好氧發(fā)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(nèi)外厭氧消化技術應用情況
1） 國外-厭氧技術的發(fā)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(wěn)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(nèi)-從上世紀厭氧技術穩(wěn)步發(fā)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(jié)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(nèi)污泥厭氧消化新技術發(fā)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(chǎn)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(jié)論：國內(nèi)污泥厭氧消化新技術的發(fā)展是與時俱進的，充分跟蹤了國際新進展，高濃度厭氧發(fā)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(fā)展的挑戰(zhàn)
1） 市政與工業(yè)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(chǎn)業(yè)化程度低。
3） 與同行業(yè)差距大：在國內(nèi)技術、運行和管理甚至落后于畜禽養(yǎng)殖業(yè)。
4） 解決：污泥處理處置作為公用事業(yè)的一部分，處于政府的半壟斷狀態(tài)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(yè)，打破舊模式下的壟斷局面，讓有能力的企業(yè)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(tǒng)效果不佳。
4) 需要輔料，且輔料價格高。
2、近年來國內(nèi)污泥堆肥技術發(fā)展
進展-1：以中科博聯(lián)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(jiān)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(fā)展
1）隧道倉式動態(tài)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(jié)論：國內(nèi)污泥堆肥技術已基本實現(xiàn)工程大型化、設備國產(chǎn)化、控制智能化和污泥高效穩(wěn)定化的技術水平；已經(jīng)基本完成了污泥好氧堆肥工藝的開發(fā)，同時，人們關注臭氣污染等環(huán)境影響在技術上也得到解決。
3、挑戰(zhàn)
挑戰(zhàn)-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(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式不同：人均耕地面積的巨大差距，決定了規(guī)�；⒓s化農(nóng)業(yè)在美國得到了大規(guī)模推廣，而中國只能采用分散的家庭經(jīng)營作為主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。
結(jié)論：因此，背景及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(fā)尋找土地利用有效途徑。
挑戰(zhàn)-2：土地利用技術路線的困局
后續(xù)存儲及運輸中轉(zhuǎn)構(gòu)成了完整的產(chǎn)業(yè)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(huán)節(jié)，但是，現(xiàn)有團隊和專家大部分均是搞污泥堆肥的人，并不具備將產(chǎn)業(yè)鏈延伸的能力。”需要考慮物流成本，設計一條可以盈利的產(chǎn)業(yè)鏈，也許在實踐過程中就會發(fā)現(xiàn)，由于產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈，提出系統(tǒng)解決方案。
挑戰(zhàn)-3：供給和需求政策
從末端產(chǎn)品開展政策扶持，推動整個產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)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(xiàn)為行業(yè)管理、技術設計和監(jiān)管等部門均沒有把污泥處理環(huán)節(jié)作為城市污水處理廠建設的必備環(huán)節(jié)。
政策瓶頸分析二：標準缺乏可操作性，污泥穩(wěn)定化程度無法考核
全國污染源調(diào)查：《污水處理廠污泥產(chǎn)生系數(shù)使用手冊》，統(tǒng)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(chǎn)量、穩(wěn)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(chǎn)量數(shù)據(jù)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(fā)酵穩(wěn)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(wěn)定化程度沒有的參比標準：為計算污泥穩(wěn)定化程度，非好氧穩(wěn)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(xiàn)劣幣驅(qū)逐良幣現(xiàn)象
文件上規(guī)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(fā)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(fā)展，導致在污泥處理市場出現(xiàn)劣幣驅(qū)逐良幣現(xiàn)象。
六、國內(nèi)污泥處理處置技術和投資現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)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(yè)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(tǒng)計。
2） 大型污泥堆肥項目：商業(yè)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(tǒng)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(jīng)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(yè)需要本土化，降低成本。
2） 國產(chǎn)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(tài)、靜態(tài)和反應器堆肥三類，從技術發(fā)展方向以動態(tài)倉式技術（機科SACT）和動態(tài)條垛式（BACKHUS）為代表。
2） 技術發(fā)展方向：處理高效化、系統(tǒng)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(yè)模式。
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一、污泥處置率低，設施建設緩慢
污泥是污水處理過程所產(chǎn)生的固體沉淀物質(zhì)，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(fā)臭，并且顆粒較細，呈膠狀液態(tài)；根據(jù)來源，可劃分為市政污泥、工業(yè)污泥和河道淤泥三類，僅考慮前兩項我國污泥產(chǎn)量就達到12.2萬噸/日。
市政污泥：2012全國城鎮(zhèn)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(chǎn)量達2761萬噸（折算含水率80%污泥，萬噸污水產(chǎn)80%含水率污泥約6.5噸），折合7.6萬噸/日。
工業(yè)污泥：2012年全國工業(yè)廢水處理量為210.5億噸，污泥年產(chǎn)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(zhèn)污水處理廠所產(chǎn)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(wěn)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(jù)十二五規(guī)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(zhèn)達到30%，新增污泥處理處置規(guī)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(guī)模僅完成十二五規(guī)劃”的26.9%，且大部分項目均為試點項目。
二、泥質(zhì)和經(jīng)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(jù)污水的來源和泥質(zhì)不同而異，主要包括衛(wèi)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(huán)節(jié)，脫水效果的好壞直接影響后續(xù)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(xù)處理、利用和運輸創(chuàng)造條件。
污水含水率的降低將極大降低后續(xù)處理規(guī)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(wěn)定性也更佳。
據(jù)目前國內(nèi)的普遍認識，在污水廠內(nèi)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(jīng)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(jù)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(qū)就地脫水至60%，在運往污泥處理廠進行熱干化是更為經(jīng)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(yōu)點正逐步成為主流。
污泥在經(jīng)過脫水后，再根據(jù)泥質(zhì)不同采用適宜的處置方式，包括土地利用、衛(wèi)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(jù)污泥的重金屬含量、含水率及有機質(zhì)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(nóng)用）和土地改良利用，肥料產(chǎn)品應當滿足國家及行業(yè)有關有機肥料的營養(yǎng)要求，污泥農(nóng)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(wèi)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(zhì)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(jīng)干燥后進行無機化處理，用于制作水泥添加料、制磚、制輕質(zhì)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?shù)厥袌鼋K端資源化產(chǎn)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(chǎn)品穩(wěn)定化、無害化前提下，污泥泥質(zhì)對相應的處理處置技術的處理效率、處理成本及產(chǎn)品的后續(xù)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(zhì)及性狀是選擇適宜的處理技術單元的主要依據(jù)。
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(nèi)污泥處理處置系統(tǒng)
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(chǎn)生的污泥建設的，污泥處理工程規(guī)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(diào)理+隔膜壓濾工藝”。
污泥厭氧消化系統(tǒng)采用中溫厭氧消化技術，采用消化處理產(chǎn)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(tǒng)的熱源來自污泥消化系統(tǒng)，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(tǒng)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(wěn)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(qū)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(guī)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(qū)源潭鎮(zhèn)采用燒結(jié)制建材磚法進行無害化處置。
經(jīng)“泥水一體化”污泥處理技術脫水后的污泥量較傳統(tǒng)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(guī)范污泥行業(yè)發(fā)展，除了規(guī)劃性、監(jiān)管性政策，主要集中于產(chǎn)品標準和技術路線兩方面。
行業(yè)規(guī)劃：根據(jù)十二五規(guī)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(guī)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(chǎn)品標準：對污泥制磚、焚燒、園林綠化、土地改良等資源化產(chǎn)品的泥質(zhì)做了詳細規(guī)定。
技術路線：對各技術路線的最佳可行工藝流程、工藝參數(shù)以及技術經(jīng)濟適用性進行介紹，鼓勵將污泥經(jīng)厭氧消化產(chǎn)沼氣或好氧發(fā)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。
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鄔煜
國金研究所 公用事業(yè)（環(huán)保）高級分析師
