國內污泥處理處置現狀與發展 （中國市政工程華北設計研究總院有限公司 李成江 顧問 總工）

    （中國市政工程華北設計研究總院有限公司  李成江 顧問 總工）

 目前我國的污水處理事業得到了空前的發展，各種污水處理技術得到了廣泛的應用，污水處理技術的發展經歷了九十年代前的自主研發到九十年代后的引進消化吸收及目前以自主創新為主的發展過程。目前我國的污水處理技術水平已接近發達國家，截至2014年底，全國設市城市、縣累計建成污水處理廠3717座，污水處理能力約1.57億立方米/日。累計處理污水480.6億立方米，運行負荷率達到84.1%。 截至2013年底，全國污泥處理處置設施建設規模僅完成43.4%。

污泥處理處置項目大多與污水廠建設脫節，污泥處理處置沒能同污水處理一樣嚴格執行量化考核，是導致污泥處理處置建設滯后的主要原因。按照國務院辦公廳印發的《“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》，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%。但住建部關于全國城鎮污水處理設施2013年底建設和運行情況的通報，污泥處理處置設施建設規模僅完成43.4%。

    針對污泥處理處置嚴重不足對環境帶來的危害，污泥處理處置建設已經提上政府的議事日程。國家相關部門、行業協會、相關研究部門及企業，自2010年前后廣泛開展污泥處理處置技術的研究與學術交流，經過近幾年探索論證，國內污泥處理處置方向基本明確，相應的法規、技術標準正在不斷完善，結合中國國情充分借鑒國外成功經驗的污泥處理處置工程的正在開始規劃建設。按目前的建設速度污泥處理率在“十三五”期間會有大幅提高，但是，要達到“十二五”規劃提出的目標還需作出很大努力，所以“十三五”是污泥處理處置建設高峰期，世界先進的污泥處理技術將會得到廣泛采用，從而將我國的污泥處理技術提高到一嶄新水平。

    國內污泥厭氧消化處理起步于1984年建成的天津市紀莊子污水處理廠污泥厭氧消化，之后，準許使用國際金融組織、外國政府和設備供應商的優惠貸款，引進國外先進技術和設備，由此推動了一大批城市污水處理廠與污泥厭氧消化設施的同步建成。截至到2013年國內建成的污泥厭氧消化設施近60套，占全國設市城市、縣累計建成污水處理廠3513座的1.7%；污泥好堆肥的研究與示范起步較早，已建成工程多在2009年之后，污泥好氧堆肥是目前應用最廣處理污泥量最大的技術。近些年在國內某些城市還相繼建成了熱電廠、垃圾焚燒廠及水泥廠伴燒污泥以及污泥單獨焚燒的工程項目。這些項目涵蓋了污泥處理的主要方向，因工程是近幾年建成的，其工藝技術水平與發達國家相近。

1、政策方面

當前我國污泥政策多集中在技術政策或技術指南等細節性政策上，而推動行業快速發展的關鍵政策至今仍不完善。污泥是個社會問題，涉及環保、建設、農業、國土以及發改等多個部門，一個部門無法單獨解決問題，應有協調機制，明確各部門的責任。其次，應建立考核機制，或與已有考核機制掛鉤，明確獎懲。眾所周知，我國污水處理行業在“十一五”和“十二五”期間發展迅速，建成投入運行的三千多座污水處理廠為水污染控制發揮了根本性作用。取得這樣的成果，固然有水污染壓力的原因，但部門職責明確以及關鍵政策到位發揮了重要作用。

2、污泥處理設施方面

污泥處理形式單一，穩定化、減量化程度不高。大部分城市污泥處理主流工藝仍為濃縮脫水外運，脫水污泥含水率為80%左右，減量化效果不明顯。后續運輸處置問題多，2010年環境保護部辦公廳文件《關于加強城鎮污水處理廠污泥污染防治工作的通知》（環辦[2010]157號） 要求；污水處理廠以貯存（即不處理處置）為目的將污泥運出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50%以下。此后國內建成大量污泥深度脫水項目，深度脫水不解決穩定化問題，僅為過渡方案。

污泥處理處置設施能力不足。目前污水的處理設施建設尚在加強普及階段，污泥處理處于：由技術選擇，到試點建設的起步階段。，建成數量遠不能滿足處理要求。

    污泥處理處置關鍵技術與設備還不能滿足工程的需要，污泥深度脫水技術與設備的開發（降低藥耗減少二次污染）；污泥消化技術需進一步優化提高；各種堆肥技術與設備的開發；污泥熱干化、焚燒技術與設備的集成開發；污泥堆肥后土地利用的潛在環境風險跟蹤研究。

經過近幾年探索論證，國內污泥處理處置方向基本明確，污泥處理技術路線有污泥熱水解預處理、厭氧消化、好氧堆肥、焚燒、熱干化、石灰穩定等。在技術路線選擇上，應綜合考慮污泥泥質特征、當地的土地資源、環境背景狀況、經濟社會發展水平等因素，因地制宜的確定本地區的污泥處置方式或組合。

技術路線1：

技術優勢

1) 污泥中有機質高效利用，回收CH₄，減少電能或熱能消耗，減少溫室氣體排放，實現能量和物質的雙重利用。

2) 符合“低碳經濟、循環利用、節能降耗、安全環保、穩妥可靠”的規劃思想。

3) 為提高厭氧消化的產氣率和易于脫水，可采用水解、高溫等預處理技術。

4) 利用消化產生的CH₄發電余熱，或CH₄燃燒作為直接熱源干化污泥。

5) 受污泥中有機質成分限制，干化過程中熱能大多不能平衡，需要外補熱量。

6）實現污泥有機質及營養元素的高效利用，減少化肥施用量

7) 可減少建材企業中能源和粘土資源的消耗，減少土地資源的消耗。

技術路線2：

技術優勢

除上述3）、7）外，其他同上，污泥不采用高溫熱水解預處理時，消化后污泥宜采用高溫好氧發酵堆肥處理才適合農業利用。

技術路線3：

技術優勢

1）實現污泥有機質及營養元素的高效利用，減少化肥施用量。

2) 符合“循環利用、安全環保、穩妥可靠”。

 3）但是消耗大量秸稈、谷殼或木屑等作為填加料，占地面積較大

技術路線4：

技術優勢

1) 污泥中能量和無機物的回收減少建材企業中化石能源和粘土資源的消耗。利用水泥廠/磚廠的廢氣余熱，可為污泥干化提供熱量。

2) 符合“循環利用、節能降耗、安全環保、穩妥可靠”的規劃思想。

3) 協同處置可降低工程投資，縮短建設周期。

技術路線5：

技術特點

1）     投資與運行成本較高、占地面積少。

2）     煙氣與飛灰有二次污染、減量化、穩定化程度高。

技術路線6：

技術優勢

1) 工藝簡單，投資較少。

2) 沒有資源的回收利用，需要消耗大量的石灰，填埋消耗土地資源。

3) 污泥中含有較高的污染物質，污水處理廠內建設用地緊張，而當地可供填埋的場地時，可采用。

4) 可作為過渡期、應急或備用的處置方案，不宜作為永久方案。

污水處理技術的發展經歷了九十年代前的自主研發到九十年代后的引進消化吸收及目前以自主創新為主的發展過程，引進消化吸收與自主創新大大加快了我國污水處理事業的發展，目前我國的污水處理技術水平已接近發達國家。至今，我國已能采用當今先進的處理工藝建造大、中、小型污水處理廠。1996年后開工建設的污水廠多為國內自行設計、施工。大量污水廠項目的實施迅速提高了設計院及設備制造商的技術水平。在污泥處理處置方面，由于受政策、資金、技術的影響，污水廠于污泥處理沒能同步建設。近幾年受污泥處理處置建設項目的拉動污泥處理技術與設備的開發才真正加大投入，成果產出顯著。目前國內污泥處理的技術與設備水平雖然能滿足部分建設項目的需要，但是，總體水平與能力還不足。具體情況如下；

1、污泥厭氧消化技術

在污泥處理方面，引進技術與設備建造的多套污泥厭氧消化系統為污泥厭氧處理技術的自行設計奠定了基礎，目前，設計院可以獨立設計柱狀、卵形消化池及工藝設備系統。厭氧消化設備在我國有近30年（引進國外設備有近20年）的使用時間，但是，國內能夠系統提供厭氧技術與設備的生產商很少。多依靠引進技術與設備。尤其近年來污泥厭氧技術有很大發展，如高濃度厭氧消化、污泥熱水解厭氧消化等新型厭氧消化技術，有力促進了厭氧技術的發展，隨著國內節能減排及發展循環經濟的深入開展，厭氧消化作為可回收生物質能源、能源使用品位高、碳足跡最低的污泥處理技術，在國內會大量被采用，國內新開工建設的污泥厭氧消化系統多采用了新型厭氧消化技術。

2、污泥堆肥技術

污泥好堆肥的研究與示范起步較早，采用國內技術與設備建成的污泥好氧堆肥工程多在2009年之后，由于污泥堆肥設備相對簡單，國內有多家設備供應商能提供技術與設備，但是，設備的系統性、整體質量的可靠性與國外廠家還有差距，尤其是翻拋設備和控制部分，另外，新型的膜覆蓋堆肥技術我們還不掌握，所以，在污泥好氧堆肥技術與設備方面還需要引進消化吸收與自主創新。污泥好氧堆肥是目前應用最廣處理技術，遵照土地利用優先的污泥處置方向，需要建設大量的污泥堆肥工程。

3、污泥干化與焚燒

近幾年依靠國內與國外技術與設備結合的集成方式，在國內建成了幾座污泥焚燒廠，代表性工程有溫州污泥焚燒廠240噸/日、成都污泥焚燒廠400噸/日，工程中的污泥配送、干化、焚燒爐多為國外產品，其它是國產設備。主要以國產設備（干化、焚燒爐）建成的焚燒廠也有一定數量。我國的自主開發的循環流化床焚燒爐技術成熟、產品質量穩定，能滿足污泥焚燒的需要。總體而言，污泥干化與焚燒工藝采用的設備數量多，復雜程度高，技術開發難度大，設備與國外存在差距。污泥干化與焚燒是污泥處理的重要工藝之一，在不具備土地利用條件的項目上會得到應用。如大型城市、人多地少的南方地區采用污泥干化與焚燒的條件更具備，如深圳污泥處理主要采用污泥焚燒與干化的方式，污泥好氧發酵堆肥處理所占比重很低。上海污泥處理已建成石洞口、竹園二座焚燒廠。江蘇與浙江二省的污泥采用電廠伴燒的比重較高。所以，污泥采用單獨干化或干化污泥焚燒的項目也數量可觀。而污泥熱干化在各種處理工藝中會有較高的使用頻率。

    4、污泥熱水解技術

高溫熱水解是近些年來研發出的污泥預處理新技術，國外稱高溫熱水解+厭氧消化稱作高級厭氧消化技術，目前國內已開發出高溫熱水解-回收蛋白質—深度脫水（含固率40—60%）和高溫熱水解+厭氧消化的技術，利用以上技術建造的污泥處理處置工程已在正常運行。高溫熱水解技術的主要特點有；提高消化速率，減小污泥消化時間，污泥的流動性更強，可提高進入消化池污泥濃度，減小消化池容積40-50% ；污泥處于高溫，高壓環境下，細菌、病毒等基本均被滅活，因此經消化處理后的污泥細菌指標可達到美國EPA503中A級農用標準；提高可溶解COD，沼氣量得到較大的提高，沼氣中H2S的含量更低，更有利于沼氣的利用，消化過程中泡沫的產生量極少；經高溫處理后的污泥臭味極小，污泥進一步處理環境更好，且處理后污泥可滿足更多種污泥處置要求；熱水解消化后的污泥，經板框脫水含固率可以達到40%，可以減少污泥熱干化的蒸發量。由于該技術的綠色、環保性好，國外、國內技術都有發揮作用的天地。

    5、設備裝備水平

我國污泥處理引進項目的設備裝備質量好，可靠程度高，系統綜合性能好。近年來，國內污泥設備制造商加快自主創新，并消化吸收國外的技術，生產的設備種類、性能大大提高，現在可以部分提供污泥處理處置所用的主要定型和非標設備，但在設備的制造水平、性能、質量上與國外產品存在差異 。電氣設備多為大型企業制造的產品，也有合資、獨資企業的產品，質量過關 。儀表控制從硬件到軟件開發，國內公司提供的產品基本能滿足工程的需要。經過近十幾年大規模污水處理廠建設，目前國內污水廠設備制造商提供的產品技術含量明顯提高，為轉型制造污泥處理處置設備打下了堅實基礎。
 

1、市場空間

按照國務院辦公廳印發的《“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》確定的各項建設任務，，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%。但住建部關于全國城鎮污水處理設施2012年第四季度建設和運行情況的通報中明確提出：截至2012年底，污泥處理處置設施建設規模僅完成26.9%。

　　污泥處理處置設施建設緩慢，但污泥產生量正在快速增長。根據2011年《中國城市建設統計年鑒》中城市污水處理廠處理水量及產生的干污泥量（含水率0%）折算，每處理1萬噸污水，產生干污泥（含水率0%）2.06噸；根據《“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》，到2015年，全國城鎮污水處理規模將達到20805萬立方米/日；根據住建部發布的數據，2011年污水處理設施的平均負荷率為79%。按以上數據計算，到2015年，全國城鎮污水處理廠干污泥（含水率0%）產生量將達到1189萬噸，污泥處理處置任重而道遠。

   《國務院關于加強城市基礎設施建設的意見》（國發〔2013〕36號）要求加快城市污水處理設施建設。以設施建設和運行保障為主線，加快形成“廠網并舉、泥水并重、再生利用”的建設格局。到2015年，36個重點城市城區實現污水“全收集、全處理”，全國所有設市城市實現污水集中處理，城市污水處理率達到85%，建設完成污水管網7.3萬公里。按照“無害化、資源化”要求，加強污泥處理處置設施建設，城市污泥無害化處置率達到70%左右；

《國家發展改革委辦公廳住房城鄉建設部辦公廳關于進一步加強污泥處理處置工作組織實施示范項目的通知》（發改辦環資[2011]461號）的要求    各地要把污泥處理處置設施作為城鎮基礎設施建設的重點，明確目標，提出融資策略和保障措施，確保設施建設順利進行。加大協調力度，確保污泥處理處置設施建設項目盡快完成土地征用、環境影響評價、可行性研究、初步設計等環節審批；對于已開工建設的項目，要抓緊施工，保證進度，盡早發揮效益。

    3、合理選擇技術
    各地應充分結合本地實際，積極借鑒國內外的成功經驗，以“資源化、無害化、節能降耗和低碳環保相結合”為基本原則，研究制定適合本地區的污泥處理處置技術路線。在篩選確定污泥處理處置工程具體技術方案時，應按照國家有關技術政策和相關標準規范的要求，在綜合分析評價各方案的經濟性、環境影響和碳減排情況的基礎上，選擇合適的技術，確定合理可行的工程建設方案。

為引領示范污泥處理處置工作，國家發展改革委共同組織專家對已投入運行并具有一定規模的厭氧消化、好氧發酵、協同焚燒、熱水解、污泥制建材等方向的污泥處理處置項目進行了考察和評審，現將通過評審列入第一批示范的項目予以公布（見下表）。示范項目包括了污泥處理處置的主要方向，便于從中總結經驗，指導污泥項目的科學建設。
 

我國已基本完成建制鎮以上污水廠建設，發達地區正在普及建設鄉鎮污水處理，下一步會把建設重點轉移到污泥建設上來，污泥處理處置建設要以“資源化、無害化、節能降耗和低碳環保相結合”為基本原則，制定適合本地的污泥處理處置方案。經過近幾年廣泛論證，目前重點城市的污泥處理處置思路逐漸明確，污泥處理處置建設的黃金期即將到來。