綠色PPP項目典型案例② | 大連夏家河污泥處理廠項目
�。�1）項目基本情況
大連夏家河污泥處理廠位于大連市甘井子區(qū)革鎮(zhèn)堡鎮(zhèn)夏家河村，南側(cè)毗鄰夏家河污水處理廠，北側(cè)是土羊高速公路。該項目是大連市政府為建設(shè)國家環(huán)保模范城，徹底解決城市污水處理廠污泥環(huán)境污染、廢物綜合利用、變廢為寶的循環(huán)經(jīng)濟項目，也是我國第一個采用BOT方式建設(shè)的城市集中式污泥處理廠，亦是國內(nèi)首個采用厭氧發(fā)酵/工業(yè)化生物制氣工藝降解有機廢物的示范項目。項目規(guī)劃占地面積4.11公頃，一期征地2.47公頃，年處理污泥等可降解有機廢物總量超過25萬噸，日供凈化生物質(zhì)燃?xì)猓ㄌ烊粴鈽?biāo)準(zhǔn)）約20000立方米。
大連夏家河污泥處理廠項目全景
（2）建設(shè)內(nèi)容和規(guī)模項目設(shè)計日處理市政污泥600噸/天，餐廚垃圾200噸/天，城肥100噸/天。
（3）社會資本方概況
2006年，本項目通過公開招標(biāo)確定由大連東泰產(chǎn)業(yè)廢棄物處理有限公司投資建設(shè)。大連東泰產(chǎn)業(yè)廢物處理有限公司成立于1991年，是國內(nèi)較早開展廢棄物集中處理的專業(yè)公司之一，獲得國家環(huán)保總局頒發(fā)的《固體廢物處理設(shè)施運營資質(zhì)》及大連市環(huán)保局頒發(fā)《危險廢棄物經(jīng)營許可證》，并于2002年1月30日正式通過了ISO14001國際管理體系的認(rèn)證�，F(xiàn)擁有職工300余人，固定資產(chǎn)6000多萬元，主要從事固體廢物的收集、處理、處置及再生利用；環(huán)保技術(shù)咨詢，“三廢”處理工藝設(shè)計；企業(yè)相關(guān)物業(yè)管理，環(huán)境污染治理。
2007年3月2日大連東泰產(chǎn)業(yè)廢棄物處理有限公司，大連力達(dá)環(huán)境工程有限公司共同出資成立了項目公司——大連東泰有機廢物處理有限公司，注冊資金4000萬元。項目公司現(xiàn)有員工60余人，是大連夏家河污泥處理廠項目的運營單位。經(jīng)營范圍包括：市政污泥、有機垃圾的收集與無害化處理及再生產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售。公司以建設(shè)生物質(zhì)有機廢物集中式厭氧消化/生物制氣集成化處理技術(shù)應(yīng)用示范基地為目標(biāo)，在厭氧消化預(yù)處理技術(shù)、協(xié)同厭氧消化處理技術(shù)等領(lǐng)域進(jìn)行突破，在沼氣凈化提純技術(shù)；生物質(zhì)燃?xì)饣炫�、高壓輸送技術(shù)；沼液高效脫氮處理技術(shù)，沼渣綜合利用等方向進(jìn)行探索，實現(xiàn)了從污染治理到產(chǎn)物利用的完成技術(shù)路徑，形成一整套集成化處理技術(shù)，水平先進(jìn)、成熟、可靠，處于國內(nèi)、國際領(lǐng)先水平，且均已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，投資少，占地省，運行成本低，可在城市、農(nóng)村等多地進(jìn)行復(fù)制和推廣。
（4）項目進(jìn)展
大連夏家河污泥處理廠是大連市唯一一家專門從事市政污泥、餐廚垃圾等城市可降解有機廢物集中處理的工廠。項目于2007年11月開工建設(shè)，2009年2月完成土建、設(shè)備安裝，2009年4月29日投料試運行。目前主要承擔(dān)大連市主城區(qū)20多家污水處理廠污泥、市內(nèi)五區(qū)餐廚垃圾、城肥等可降解有機廢物集中處理任務(wù)，可降解有機廢物經(jīng)厭氧消化后產(chǎn)生固、液、氣三態(tài)產(chǎn)物。氣態(tài)產(chǎn)物（沼氣）經(jīng)凈化提純并入城市燃?xì)夤芫W(wǎng)，作為城市居民生活的補充能源進(jìn)行利用，在國際尚屬首例；液態(tài)產(chǎn)物（沼液）采用短程硝化——厭氧氨氧化聯(lián)合工藝進(jìn)行脫氮處理，實現(xiàn)高氮廢水的達(dá)標(biāo)排放。這是厭氧氨氧化技術(shù)在國內(nèi)首次實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，在國際上仍處于領(lǐng)先水平，解決了厭氧消化技術(shù)高含氮廢水難處理的瓶頸問題；固態(tài)產(chǎn)物（沼渣）富含氮磷鉀等營養(yǎng)成分，可廣泛用于土壤改良、園林綠化的基質(zhì)用土，亦可替代粘土作為生產(chǎn)水泥的原料之一。
項目已經(jīng)連續(xù)穩(wěn)定運行12年，累計處理可降解有機廢物總量超過200萬噸。2019年，項目累計處理可降解有機廢物總量超過35萬噸，累計外送凈化生物質(zhì)燃?xì)饬?15萬立方米。
02.運行模式
（1）建設(shè)運營模式
項目采用BOT的運營模式，特許經(jīng)營期包括：特許經(jīng)營建設(shè)期，期限為12個月；特許經(jīng)營收費期：期限為特許運營收費期之日起20年。在特許經(jīng)營期內(nèi)，大連市城建局（2018年機關(guān)事業(yè)單位改革后，調(diào)整為大連市市政公用事業(yè)服務(wù)中心）獲得大連市人民政府授權(quán)管理此項目，有權(quán)簽署有關(guān)協(xié)議，并履行協(xié)議義務(wù)。大連市城建局（目前由大連市市政公用事業(yè)服務(wù)中心）授予大連東泰有機廢物處理有限公司行使從事夏家河污泥處理廠項目的權(quán)利，該公司享有項目的工程設(shè)計、建設(shè)、運營維護(hù)、收取污泥處理費的權(quán)利。
在特許經(jīng)營期內(nèi)，項目的全部設(shè)備和設(shè)施等相關(guān)財產(chǎn)均由大連東泰有機廢物處理有限公司投資，其財產(chǎn)的所有權(quán)和運營權(quán)在特許經(jīng)營期內(nèi)歸該公司所有。項目融資需要時，可按約定條件質(zhì)押污泥處理廠項目的部分或全部運營收費權(quán)。大連東泰有機廢物處理有限公司享受特許經(jīng)營期內(nèi)的排它性原則。
項目交易模式見下圖所示：
交易模式圖
（2）資金籌措大連夏家河污泥處理廠項目注冊資金4000萬元，總投資接近20000萬元，其中：銀行貸款8641.5萬元，年利率6.84％，貸款年限10年，其余為企業(yè)自籌。項目股權(quán)結(jié)構(gòu)見下表所示：
表1.股權(quán)結(jié)構(gòu)情況表
項目回報機制以“政府付費”為主，即項目的收入（成本及收益），是通過政府財政預(yù)算安排，每年從財政預(yù)算資金中固定支付給項目公司用于日常經(jīng)營及正常利潤的費用。
此外，項目公司通過售賣生物質(zhì)燃?xì)猱a(chǎn)品，也能帶來穩(wěn)定的經(jīng)濟收益，此部分收益約占總收入的30%。
03.借鑒價值
我國每年產(chǎn)生可降解有機廢物44億噸，其中，污泥約2200萬噸，餐廚垃圾約6000萬噸，禽畜糞便約39億噸，農(nóng)作物秸稈約7億噸，若將所有有機廢物厭氧消化處理，則每年可產(chǎn)生3000億m3沼氣，占我國一次能源消耗的6%，同時可提供超過4億噸有機肥料，生物質(zhì)能開發(fā)前景廣闊。截至2019年末，中國城鎮(zhèn)化率達(dá)到60.6%，其中，百萬人口以上城市130座，超大城市39座。一方面，這些城市人口密集，亟待解決可降解有機廢物的處理處置問題；另一方面，城市化程度高，土地資源緊張，比較適合建立集中式可降解有機廢物處理中心�？山到庥袡C廢物集中式厭氧消化處理技術(shù)節(jié)能投資和運行成本，實現(xiàn)資源的綜合利用，具有良好的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益，推廣及應(yīng)用前景廣闊。
大連夏家河污泥處理廠項目自2009年投產(chǎn)運行至今，已連續(xù)穩(wěn)定運行了12年之久，實現(xiàn)了從污染治理到產(chǎn)物利用的完成技術(shù)路徑，形成一套穩(wěn)定的集中式厭氧消化集成化處理技術(shù)。投資少，占地省，運行成本低，利用綠色技術(shù)美化城市環(huán)境，同時幫政府解決污染治理的難題。項目的實施，既能改善生態(tài)環(huán)境，又能帶來可觀的經(jīng)濟效益，在污泥、濕垃圾等生物質(zhì)能源廢物的綜合治理領(lǐng)域打造示范，且整套集成技術(shù)可在城市、小城鎮(zhèn)等多地進(jìn)行復(fù)制和推廣。
（1）可生物降解有機廢物集中式一體化處理模式
大連夏家河污泥處理廠項目采用厭氧消化/工業(yè)化生物制氣工藝，對市政污水處理廠污泥、餐廚垃圾、過期食品等各種固態(tài)、液態(tài)可生物降解的有機廢物進(jìn)行集中式一體化處理，解決了城市各種有機廢物分散處理造成的投資浪費、運行管理費用高等弊端。利用現(xiàn)有設(shè)施合并處理多種生物質(zhì)有機廢物，同時解決多種污染物治理問題，改善環(huán)境的同時節(jié)省投資，在國內(nèi)屬于首創(chuàng)，項目的建成及穩(wěn)定運行成為國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)典范。
（2）生產(chǎn)清潔能源、節(jié)能減排
能源是現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)和動力，項目積極響應(yīng)國家“十四五”時期全面構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系的目標(biāo)，將市政污泥、餐廚垃圾等有機廢物進(jìn)行“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”處理，產(chǎn)生新的清潔能源生物質(zhì)燃?xì)�，�?jié)能減排，變廢為寶，惠民利用。
項目年處理可降解有機廢物總量超過25萬噸。每年減排甲烷約0.54萬噸，減排二氧化碳約12萬噸。日產(chǎn)凈化生物質(zhì)燃?xì)獬^20000立方米，通過城市燃?xì)夤芫W(wǎng)輸送至千家萬戶作為城市燃?xì)獾难a充氣源，供居民日常用氣使用，該氣量可滿足每天5萬戶居民的用氣需求，約占大連市居民用氣總量的5%。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，大連市未收集的餐廚垃圾量約為800~1000噸/天，若這部分餐廚垃圾全部采用集中式厭氧消化/生物制氣的方式處理，則日產(chǎn)凈化生物質(zhì)燃?xì)饬繉⒊^50000立方米，可滿足12萬戶城市居民的用氣需求，社會效益顯著。
厭氧消化技術(shù)利用微生物的新陳代謝作用將能源作物（如污泥、易腐垃圾、糞便）等有機物分解，產(chǎn)生生物甲烷，該技術(shù)在滿足能源需求上發(fā)揮著重要作用。利用厭氧消化技術(shù)處理可降解有機廢物，提純氣態(tài)產(chǎn)物沼氣獲取的生物質(zhì)燃?xì)�，可以作為一種新能源替代石油天然氣導(dǎo)入城市供氣體系內(nèi)，這一能源替代體制有效地緩解了當(dāng)前能源緊缺的困境，解決城市居民用氣需求。為新能源開發(fā)以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的貫徹開辟了新的道路，同時還對節(jié)能減排提升能源經(jīng)濟效益亦有杰出的貢獻(xiàn)。
厭氧消化反應(yīng)裝置
（3）先進(jìn)成熟的集成化工藝處理技術(shù)項目自主研發(fā)了針對不同種類物料的專用預(yù)處理技術(shù)；協(xié)同厭氧消化處理技術(shù)；沼氣凈化提純技術(shù)；生物質(zhì)燃?xì)猓ㄌ烊粴鈽?biāo)準(zhǔn)）混配、高壓輸送技術(shù)；高氮含量廢水高效脫氮處理技術(shù)；沼渣資源化利用技術(shù)等。整套集成化處理技術(shù)水平先進(jìn)、成熟、可靠，處于國內(nèi)、國際領(lǐng)先水平，且均已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，其中：
生物質(zhì)燃?xì)鈨艋b置
預(yù)處理技術(shù)主要針對不同種類生物質(zhì)能源物料的物理特性，研究最有效的預(yù)處理方式，加快水解酸化速度，以促進(jìn)有機質(zhì)降解進(jìn)程，縮短物料停留時間，從而提高系統(tǒng)處理能力。協(xié)同厭氧消化處理技術(shù)是根據(jù)不同物料組合方式優(yōu)化和改進(jìn)協(xié)同厭氧消化過程，通過控制工藝參數(shù)的控制使厭氧反應(yīng)系統(tǒng)始終處于利于甲烷菌菌群生存代謝的最優(yōu)勢環(huán)境條件，從而促進(jìn)產(chǎn)氣。通過生產(chǎn)裝備及PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)升級，以保證設(shè)備與物料的匹配性最佳，以提高可降解有機廢物的處理效率。
沼氣凈化提純、生物質(zhì)燃?xì)饣炫浼案邏狠斔图夹g(shù)可滿足次高壓城市天然氣管網(wǎng)輸氣要求，實現(xiàn)生物質(zhì)燃?xì)獾母咧道谩?/span>
高氮含量廢水高效脫氮處理技術(shù)、沼渣資源化利用技術(shù)則是在沼液、沼渣的綜合利用方面進(jìn)行攻關(guān)探索，為生物質(zhì)廢物集中處理技術(shù)的發(fā)展攻克難關(guān)。沼液是厭氧消化后產(chǎn)生的殘余液體，總固體含量小于1%。其產(chǎn)量大、經(jīng)過厭氧工藝處理后仍然含有較高的污染物，特別是氨氮含量過高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了排放標(biāo)準(zhǔn)。若采用傳統(tǒng)物化法存在運行費用高、效能低下的特點；采用普通的硝化反硝化工藝，存在反硝化碳源不足的問題。項目提出采用同步亞硝化-厭氧氨氧化-反硝化聯(lián)合脫氮工藝對沼液進(jìn)行無害化處理：在厭氧的條件下利用NH4+-N作為電子供體，NO2-N作為電子受體，經(jīng)過氧化還原作用將其轉(zhuǎn)為N2的過程。項目日處理沼液量可達(dá)1000噸。與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝相比，該工藝不僅節(jié)省25% 的曝氣量，無需外加有機碳源，可適用于低C/N比廢水，對于該類水體的生物脫氮處理具有重要意義，掀起了廢水脫氮的一場新革命，經(jīng)聯(lián)合工藝處理后的沼液輸送至大連夏家河污水處理廠進(jìn)行深度處理，從而最終實現(xiàn)沼液的達(dá)標(biāo)排放。沼渣是沼氣工程的副產(chǎn)品，其營養(yǎng)成分豐富，養(yǎng)分含量全面，被認(rèn)為是一種優(yōu)質(zhì)高效的土壤改良劑和有機肥料。生物質(zhì)可降解有機廢物經(jīng)厭氧消化穩(wěn)定化、無害化處理后，產(chǎn)生的沼渣滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》GB/T23486 的規(guī)定和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》要求，沼渣可經(jīng)自然晾曬后混拌黃土作為土壤改良劑、基肥或園林綠化用土進(jìn)行利用。此方式不需要大量物料及土地資源消耗，便可實現(xiàn)污泥等有機廢物中有機質(zhì)及營養(yǎng)元素的高效利用，實現(xiàn)能量的有效回收。此外，項目產(chǎn)生的沼渣與粘土成份接近，亦可替代粘土作為生產(chǎn)水泥的原料，用于建筑行業(yè)。
高氮含量廢水高效脫氮處理技術(shù)掛膜填料
04.獲得的主要榮譽2010年大連東泰有機廢物處理有限公司被評為“大連市信息技術(shù)推廣應(yīng)用工作先進(jìn)集體”；2011年大連夏家河污泥處理廠項目被認(rèn)定為國家重點環(huán)境保護(hù)實用技術(shù)示范工程；國家第一批城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置示范項目等榮譽。2011年底項目成功注冊聯(lián)合國CDM減排項目。公司曾獲得2009 年、2010年、2013年大連市科技計劃項目資金資助。2014年項目入選遼寧省節(jié)能減排技術(shù)目錄；獲得第一屆大連市科技創(chuàng)業(yè)大賽成長組二等獎。2015年公司首次認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)。2016年項目實施過程中研發(fā)的《應(yīng)用于污泥厭氧消化系統(tǒng)的控制》專利獲大連市專利獎勵；項目獲得大連市科技進(jìn)步獎；同年項目被評為2016年大連市“十佳環(huán)境治理工程”；大連東泰有機廢物處理有限公司被評為大連市節(jié)能環(huán)保工作先進(jìn)單位。2017年在本項目研究的基礎(chǔ)上開展的《城鎮(zhèn)污泥高效干化與清潔能源利用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用》項目獲得遼寧省科技進(jìn)步二等獎。2018年再次認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)。2019年獲得大連市企業(yè)技術(shù)中心榮譽稱號。
同時，為保證公司在生物質(zhì)能源厭氧消化領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新性、延展性不斷提升，公司組建了由碩士、專業(yè)技術(shù)人員、行業(yè)資深專家組成的研發(fā)團隊。主導(dǎo)或參與研發(fā)的多項新技術(shù)和新工藝已經(jīng)應(yīng)用于許多工程上，全面參與工程項目工藝研發(fā)、工程調(diào)試、試運行和運營。經(jīng)過近幾年的技術(shù)研發(fā)，公司已取得二十余項知識產(chǎn)權(quán)成果。先后與大連理工大學(xué)、大連工業(yè)大學(xué)等科研院所開展技術(shù)合作，積累了豐富的科研經(jīng)驗，全力推動公司技術(shù)研發(fā)和科技創(chuàng)新進(jìn)程。2018年由項目衍生的《生物質(zhì)有機廢物廚余垃圾合并污泥資源化利用技術(shù)的研究》項目入選大連市重點研發(fā)項目；《厭氧消化沼液無害化處理及資源化利用技術(shù)的研究》項目入選甘井子區(qū)重點研發(fā)項目。2019年《市政污泥預(yù)處理破壁技術(shù)的研究》項目入選甘井子區(qū)重點攻關(guān)項目。
