國內(nèi)污泥處理處置現(xiàn)狀與發(fā)展 （中國市政工程華北設(shè)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(shè)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(yè)得到了空前的發(fā)展，各種污水處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，污水處理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了九十年代前的自主研發(fā)到九十年代后的引進消化吸收及目前以自主創(chuàng)新為主的發(fā)展過程。目前我國的污水處理技術(shù)水平已接近發(fā)達國家，截至2014年底，全國設(shè)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(shè)施建設(shè)規(guī)模僅完成43.4%。

污泥處理處置項目大多與污水廠建設(shè)脫節(jié)，污泥處理處置沒能同污水處理一樣嚴格執(zhí)行量化考核，是導(dǎo)致污泥處理處置建設(shè)滯后的主要原因。按照國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)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(shè)市城市達到70%，縣城及重點鎮(zhèn)達到30%。但住建部關(guān)于全國城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施2013年底建設(shè)和運行情況的通報，污泥處理處置設(shè)施建設(shè)規(guī)模僅完成43.4%。

    針對污泥處理處置嚴重不足對環(huán)境帶來的危害，污泥處理處置建設(shè)已經(jīng)提上政府的議事日程。國家相關(guān)部門、行業(yè)協(xié)會、相關(guān)研究部門及企業(yè)，自2010年前后廣泛開展污泥處理處置技術(shù)的研究與學(xué)術(shù)交流，經(jīng)過近幾年探索論證，國內(nèi)污泥處理處置方向基本明確，相應(yīng)的法規(guī)、技術(shù)標準正在不斷完善，結(jié)合中國國情充分借鑒國外成功經(jīng)驗的污泥處理處置工程的正在開始規(guī)劃建設(shè)。按目前的建設(shè)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(guī)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(shè)高峰期，世界先進的污泥處理技術(shù)將會得到廣泛采用，從而將我國的污泥處理技術(shù)提高到一嶄新水平。

    國內(nèi)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(shè)備供應(yīng)商的優(yōu)惠貸款，引進國外先進技術(shù)和設(shè)備，由此推動了一大批城市污水處理廠與污泥厭氧消化設(shè)施的同步建成。截至到2013年國內(nèi)建成的污泥厭氧消化設(shè)施近60套，占全國設(shè)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(yīng)用最廣處理污泥量最大的技術(shù)。近些年在國內(nèi)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(shù)水平與發(fā)達國家相近。

1、政策方面

當前我國污泥政策多集中在技術(shù)政策或技術(shù)指南等細節(jié)性政策上，而推動行業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵政策至今仍不完善。污泥是個社會問題，涉及環(huán)保、建設(shè)、農(nóng)業(yè)、國土以及發(fā)改等多個部門，一個部門無法單獨解決問題，應(yīng)有協(xié)調(diào)機制，明確各部門的責任。其次，應(yīng)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(yè)在“十一五”和“十二五”期間發(fā)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(fā)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(guān)鍵政策到位發(fā)揮了重要作用。

2、污泥處理設(shè)施方面

污泥處理形式單一，穩(wěn)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(xù)運輸處置問題多，2010年環(huán)境保護部辦公廳文件《關(guān)于加強城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》（環(huán)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(nèi)建成大量污泥深度脫水項目，深度脫水不解決穩(wěn)定化問題，僅為過渡方案。

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

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

經(jīng)過近幾年探索論證，國內(nèi)污泥處理處置方向基本明確，污泥處理技術(shù)路線有污泥熱水解預(yù)處理、厭氧消化、好氧堆肥、焚燒、熱干化、石灰穩(wěn)定等。在技術(shù)路線選擇上，應(yīng)綜合考慮污泥泥質(zhì)特征、當?shù)氐耐恋刭Y源、環(huán)境背景狀況、經(jīng)濟社會發(fā)展水平等因素，因地制宜的確定本地區(qū)的污泥處置方式或組合。

技術(shù)路線1：

技術(shù)優(yōu)勢

1) 污泥中有機質(zhì)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(xiàn)能量和物質(zhì)的雙重利用。

2) 符合“低碳經(jīng)濟、循環(huán)利用、節(jié)能降耗、安全環(huán)保、穩(wěn)妥可靠”的規(guī)劃思想。

3) 為提高厭氧消化的產(chǎn)氣率和易于脫水，可采用水解、高溫等預(yù)處理技術(shù)。

4) 利用消化產(chǎn)生的CH₄發(fā)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(zhì)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(xiàn)污泥有機質(zhì)及營養(yǎng)元素的高效利用，減少化肥施用量

7) 可減少建材企業(yè)中能源和粘土資源的消耗，減少土地資源的消耗。

技術(shù)路線2：

技術(shù)優(yōu)勢

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

技術(shù)路線3：

技術(shù)優(yōu)勢

1）實現(xiàn)污泥有機質(zhì)及營養(yǎng)元素的高效利用，減少化肥施用量。

2) 符合“循環(huán)利用、安全環(huán)保、穩(wěn)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(shù)路線4：

技術(shù)優(yōu)勢

1) 污泥中能量和無機物的回收減少建材企業(yè)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(huán)利用、節(jié)能降耗、安全環(huán)保、穩(wěn)妥可靠”的規(guī)劃思想。

3) 協(xié)同處置可降低工程投資，縮短建設(shè)周期。

技術(shù)路線5：

技術(shù)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(wěn)定化程度高。

技術(shù)路線6：

技術(shù)優(yōu)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(zhì)，污水處理廠內(nèi)建設(shè)用地緊張，而當?shù)乜晒┨盥竦膱龅貢r，可采用。

4) 可作為過渡期、應(yīng)急或備用的處置方案，不宜作為永久方案。

污水處理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了九十年代前的自主研發(fā)到九十年代后的引進消化吸收及目前以自主創(chuàng)新為主的發(fā)展過程，引進消化吸收與自主創(chuàng)新大大加快了我國污水處理事業(yè)的發(fā)展，目前我國的污水處理技術(shù)水平已接近發(fā)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(shè)的污水廠多為國內(nèi)自行設(shè)計、施工。大量污水廠項目的實施迅速提高了設(shè)計院及設(shè)備制造商的技術(shù)水平。在污泥處理處置方面，由于受政策、資金、技術(shù)的影響，污水廠于污泥處理沒能同步建設(shè)。近幾年受污泥處理處置建設(shè)項目的拉動污泥處理技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)才真正加大投入，成果產(chǎn)出顯著。目前國內(nèi)污泥處理的技術(shù)與設(shè)備水平雖然能滿足部分建設(shè)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(shù)

在污泥處理方面，引進技術(shù)與設(shè)備建造的多套污泥厭氧消化系統(tǒng)為污泥厭氧處理技術(shù)的自行設(shè)計奠定了基礎(chǔ)，目前，設(shè)計院可以獨立設(shè)計柱狀、卵形消化池及工藝設(shè)備系統(tǒng)。厭氧消化設(shè)備在我國有近30年（引進國外設(shè)備有近20年）的使用時間，但是，國內(nèi)能夠系統(tǒng)提供厭氧技術(shù)與設(shè)備的生產(chǎn)商很少。多依靠引進技術(shù)與設(shè)備。尤其近年來污泥厭氧技術(shù)有很大發(fā)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(shù)，有力促進了厭氧技術(shù)的發(fā)展，隨著國內(nèi)節(jié)能減排及發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的深入開展，厭氧消化作為可回收生物質(zhì)能源、能源使用品位高、碳足跡最低的污泥處理技術(shù)，在國內(nèi)會大量被采用，國內(nèi)新開工建設(shè)的污泥厭氧消化系統(tǒng)多采用了新型厭氧消化技術(shù)。

2、污泥堆肥技術(shù)

污泥好堆肥的研究與示范起步較早，采用國內(nèi)技術(shù)與設(shè)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(shè)備相對簡單，國內(nèi)有多家設(shè)備供應(yīng)商能提供技術(shù)與設(shè)備，但是，設(shè)備的系統(tǒng)性、整體質(zhì)量的可靠性與國外廠家還有差距，尤其是翻拋設(shè)備和控制部分，另外，新型的膜覆蓋堆肥技術(shù)我們還不掌握，所以，在污泥好氧堆肥技術(shù)與設(shè)備方面還需要引進消化吸收與自主創(chuàng)新。污泥好氧堆肥是目前應(yīng)用最廣處理技術(shù)，遵照土地利用優(yōu)先的污泥處置方向，需要建設(shè)大量的污泥堆肥工程。

3、污泥干化與焚燒

近幾年依靠國內(nèi)與國外技術(shù)與設(shè)備結(jié)合的集成方式，在國內(nèi)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(chǎn)品，其它是國產(chǎn)設(shè)備。主要以國產(chǎn)設(shè)備（干化、焚燒爐）建成的焚燒廠也有一定數(shù)量。我國的自主開發(fā)的循環(huán)流化床焚燒爐技術(shù)成熟、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能滿足污泥焚燒的需要�？傮w而言，污泥干化與焚燒工藝采用的設(shè)備數(shù)量多，復(fù)雜程度高，技術(shù)開發(fā)難度大，設(shè)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(yīng)用。如大型城市、人多地少的南方地區(qū)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(fā)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(shù)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(shù)

高溫熱水解是近些年來研發(fā)出的污泥預(yù)處理新技術(shù)，國外稱高溫熱水解+厭氧消化稱作高級厭氧消化技術(shù)，目前國內(nèi)已開發(fā)出高溫熱水解-回收蛋白質(zhì)—深度脫水（含固率40—60%）和高溫熱水解+厭氧消化的技術(shù)，利用以上技術(shù)建造的污泥處理處置工程已在正常運行。高溫熱水解技術(shù)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(huán)境下，細菌、病毒等基本均被滅活，因此經(jīng)消化處理后的污泥細菌指標可達到美國EPA503中A級農(nóng)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(chǎn)生量極少；經(jīng)高溫處理后的污泥臭味極小，污泥進一步處理環(huán)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(jīng)板框脫水含固率可以達到40%，可以減少污泥熱干化的蒸發(fā)量。由于該技術(shù)的綠色、環(huán)保性好，國外、國內(nèi)技術(shù)都有發(fā)揮作用的天地。

    5、設(shè)備裝備水平

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

1、市場空間

按照國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》確定的各項建設(shè)任務(wù)，，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(shè)市城市達到70%，縣城及重點鎮(zhèn)達到30%。但住建部關(guān)于全國城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施2012年第四季度建設(shè)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(shè)施建設(shè)規(guī)模僅完成26.9%。

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

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

《國家發(fā)展改革委辦公廳住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)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(fā)改辦環(huán)資[2011]461號）的要求    各地要把污泥處理處置設(shè)施作為城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點，明確目標，提出融資策略和保障措施，確保設(shè)施建設(shè)順利進行。加大協(xié)調(diào)力度，確保污泥處理處置設(shè)施建設(shè)項目盡快完成土地征用、環(huán)境影響評價、可行性研究、初步設(shè)計等環(huán)節(jié)審批；對于已開工建設(shè)的項目，要抓緊施工，保證進度，盡早發(fā)揮效益。

    3、合理選擇技術(shù)
    各地應(yīng)充分結(jié)合本地實際，積極借鑒國內(nèi)外的成功經(jīng)驗，以“資源化、無害化、節(jié)能降耗和低碳環(huán)保相結(jié)合”為基本原則，研究制定適合本地區(qū)的污泥處理處置技術(shù)路線。在篩選確定污泥處理處置工程具體技術(shù)方案時，應(yīng)按照國家有關(guān)技術(shù)政策和相關(guān)標準規(guī)范的要求，在綜合分析評價各方案的經(jīng)濟性、環(huán)境影響和碳減排情況的基礎(chǔ)上，選擇合適的技術(shù)，確定合理可行的工程建設(shè)方案。

為引領(lǐng)示范污泥處理處置工作，國家發(fā)展改革委共同組織專家對已投入運行并具有一定規(guī)模的厭氧消化、好氧發(fā)酵、協(xié)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(xiàn)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(jié)經(jīng)驗，指導(dǎo)污泥項目的科學(xué)建設(shè)。
 

我國已基本完成建制鎮(zhèn)以上污水廠建設(shè)，發(fā)達地區(qū)正在普及建設(shè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理，下一步會把建設(shè)重點轉(zhuǎn)移到污泥建設(shè)上來，污泥處理處置建設(shè)要以“資源化、無害化、節(jié)能降耗和低碳環(huán)保相結(jié)合”為基本原則，制定適合本地的污泥處理處置方案。經(jīng)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(shè)的黃金期即將到來。