一、中國污泥處理市場現狀分析

1、污泥是一種由有機殘片、細菌體、無機顆粒和膠體等組成的非均質體。它很難通過沉降進行徹底的固液分離。污水處理產生的污泥是典型的有機污泥，其特性是有機物含量高(60%~80%)，顆粒細(0.02~0.2mm)，密度小(1002~1006Kg/m3)，呈膠體結構，是一種親水性污泥，容易管道輸送，但脫水性能差。隨著污泥水分的減少，污泥從純液狀流動到粘滯狀、塑性性狀、半干固體狀直到純固體狀這一過程進行變化。通常濃縮可將含水率降到85%(含水狀態);含水率在70%~75%時，污泥呈柔軟狀態，不易流動;通常一般脫水下含水率只可降到60%~65%，此時幾乎成為固體;含水率低到35%~40%時，成聚散狀態(以上是半干化狀態);進一步低到10%~15%則成粉末狀。

污泥來源匯總

一方面，污泥是污水處理過程中無法避免的副產品。通常含有病源微生物、寄生蟲卵、有害重金屬和大量難降解物質。如果處臵不徹底，很容易對環境造成二次污染。從污水里轉入污泥中的COD(化學需氧量)比例大概是30%~50%，轉入污泥中的氮約為20%~30%，磷約為90%。如果它們得不到有效處理處臵，那么我國的節能減排目標將大打折扣。所以不能繼續重水輕泥的現狀。另一方面，污泥中也包含氮、磷等營養物質，經過適當處理可以作為肥料，改良土壤，促進植物生長;經過處理產生的沼氣，可以作為能源物質，解決一定的能源問題。如何妥善處理污泥，使其穩定化、無害化、減量化、資源化，環源化，成為環境污染治理中亟待解決的問題。

2、由于城鎮化和經濟發展需求，我國近年來污水排放量和處理量呈上升趨勢。根據國家統計局公布的《2015 年國民經濟和社會發展統計公報》可知，截至2015 年年末，我國城市污水處理廠日處理能力達到13784 萬立方米，比上年末增長5.3%;城市污水處理率達到91.0%，提高0.8 個百分點。

隨著“十二五”期間對污水處理的重視，我國污水處理的主體市場基本完成，在“十三五”規劃中，將進一步推進污水處理市場，提高污水處臵效率和行業平均技術水平。作為污水的衍生品，近年來污泥產量也在不斷上升2015 年生活污泥產量為3500 萬噸，同比增長16%。據估計，市政污泥方面，大約1 萬噸污水產生5-8 萬噸污泥。根據同濟大學環境學院院長戴曉虎測算,我國每年產生3000 萬噸-4000 萬噸含水率在80%左右的市政污泥。隨著“十三五”的到來，污泥量還會增加。預計到2020 年，我國的市政污泥產量將達到6000萬噸-9000 萬噸。

2011-2015年均污泥產量統計

3、與污泥產量連年遞增趨勢相背的是我國污泥有效處理率偏低。大量污水處理企業采取直接傾倒或者簡單填埋處臵手段處理污泥，不但威脅土壤環境和居民健康也造成資源的浪費。2015年年底，北京人大常委會法律檢查組表明，北京污泥無害化處理率僅為23%。而全國有效處理率也遠遠低于30%。

我國污泥處理方式

由于我國城鎮污水處理廠污泥處理處臵能力不足、手段落后，大量污泥沒有得到規范化的處理處置，直接給水體、土壤和大氣帶來“二次污染”，對生態環境構成嚴重威脅。此外，污泥直接排放也造成資源的極大浪費。近年來全國各地多起違法傾倒污泥事件被曝出。

隨著污水處理量增加，污泥產量在未來幾年仍將保持上升趨勢。當前國內污泥市場處于起步階段，大量污水處理廠污泥排放前未達可排放標準，一旦被司法機關查處，將面臨罰款和刑事處罰。不合法的污泥處理存在違法風險。此外，考慮到污泥的二次污染可能性和環境保護壓力，中國污泥市場有巨大的發展空間。

二、污泥處理的技術手段

污泥處理技術分為污泥處理和污泥處臵兩個環節。污泥處理包括濃縮(含水率95%-98%)、脫水(80%)、干化(40%)等。在脫水環節，可以通過厭氧消化或好氧消化進一步提高脫水效率。污泥處臵是污泥處理的后續環節，有填埋、焚燒、堆肥、資源化等多種手段。當前國際上最常使用的是焚燒處臵方法。在2014 年活性污泥一百周年時，全世界科家都一致認為：資源化是污水處理未來發展的方向，污泥的資源化利用是未來需要突破的重要環節。

污泥處理全流程

1、厭氧消化技術——污泥處理的高效手段

厭氧消化是指污泥在無氧環境下，通過兼性菌和厭氧細菌將污泥中的可生物降解的有機物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到穩定的過程。當前行業普遍認為厭氧消化是污泥減量化、穩定化的常用手段之一。與好氧消化相比具有成本低(不需要鼓風設備、除臭設備)、不良氣體排放少、氣體回收利用等優勢。

按照處理溫度不同，厭氧消化可以分為中溫消化和高溫消化兩種。高溫厭氧消化相對于中溫消化具有產氣率高、消化池體積小的優勢，但是對耗能要求較高。我國當前普遍使用中溫消化。目前認為厭氧消化需要經歷四個階段：分別是水解、酸化(發酵)階段，乙酸化階段，甲烷化階段。各階段之間既相互聯系又相互影響，各個階段都有各自特色微生物群體。

厭氧反應流程圖

厭氧消化具有以下優點：1)提高后續處理的效率并減少后續處理能耗。通常認為厭氧反應可以實現污泥減量化、穩定化。通過厭氧反應，污泥中有機物去除40%-60%，有害病菌減少。此外，厭氧消化提高污泥脫水穩定性，讓焚燒等后續處理減少35%以上的能耗。2)厭氧消化成本較低。根據《中國環境報》統計，單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日)，由于不用鼓風曝氣等，節約了成本，單純厭氧消化運行費用約為60-120 元/噸(含水率80%，不包括濃縮和脫水)，而好氧發酵運行費用為120-160 元/噸。

2、污泥干燥(化)技術

按照處理工藝的不同有直接干燥和間接干燥兩種。直接干燥是將高溫煙氣直接引入干燥器，通過氣體與濕物料的接觸對流進行換熱。由于直接干燥會增加污染性氣體，污泥處理量小且存在一定的安全隱患，歐洲各國已逐漸放棄直接干燥法，多采用間接干燥。

間接干燥是將高溫煙氣的熱量通過熱交換器，傳給蒸汽，蒸汽在一個封閉的回路中循環，與污泥沒有接觸。間接干燥存在一定的熱損失，但需要處理的煙氣量小，不會產生二次污染。

污泥間接干燥流程圖

目前，國內外的污泥干燥設備主要有：三通式回轉圓筒干燥機(轉鼓干燥機)、流化床干燥機、槳葉式干燥機、盤式干燥機、帶式干燥機等。

污泥干燥技術的比較

3、衛生填埋技術——我國最普遍使用的污泥處理技術

衛生填埋是當前最“便利”的污泥處臵方案，在我國污水處理廠中普遍采用。衛生填埋具有操作相對簡單，投資費用小、處理成本低、適應性強等優點。然而，衛生填埋存在以下不可避免的環境隱患和問題。一方面填埋需要配合必要的防滲技術，否則可能導致污泥中重金屬和病原體下滲，污染土壤和地下水。此外，污泥產生的甲烷等溫室氣體和有害氣體也會危害居民健康。另一方面，實踐中填埋污泥多為脫水污泥，呈半粘稠特性，難以堆積易粘粘，降低了填埋效率和填埋場使用壽命。

由于填埋技術存在眾多安全隱患，多數歐洲國家已經放棄或減少污泥填埋比例，轉為焚燒等技術。反觀我國，大量污泥仍通過填埋方式處理，且國內多個城市填埋場存在超負荷運轉的情況。

多個城市填埋場超負荷運行

4、污泥焚燒技術

焚燒法是一種高溫熱處理技術，即以一定的過?？諝馀c被處理的有機廢物在焚燒爐內進行氧化分解反應，廢物中的有毒有害物質在高溫中氧化熱解而被破壞。焚燒處臵的特點是可以實現污泥的無害化、減量化(減容70%，最大可到90%)和資源化。焚燒的主要目的是盡可能地焚燒廢物，并將被焚燒的物質變成無害和最大限度的減容，盡量減少新的污染物產生，以避免二次污染。近年來由于采用了合適的預處理工藝和焚燒手段，達到了污泥熱能的自足，并能滿足越來越嚴格的環境要求。以焚燒為核心的處理方法是被認為是污泥處臵最徹底、快捷和經濟的方法。

按照焚燒方式不同分為直接焚燒和干燥焚燒兩種。其中直接焚燒是指將高溫污泥(含水率85%以上)在輔助燃料的作為熱源的情況下直接在焚燒爐內焚燒。由于污泥含水量大、熱值低，需要消耗大量的輔助燃料。直接焚燒下，污泥含水量大，焚燒后的尾氣量較大，后續尾氣處理需要龐大的設備，操作控制難度大。無論從運行成本和設備投資等方面，污泥的直接焚燒正逐漸被干燥焚燒所代替。干燥焚燒是指將污泥通過干化處理后再進行焚燒的技術手段。當前焚燒工藝包括單獨焚燒、熱點廠協同處臵、水泥窯協同處臵。

污泥焚燒指標要求

5、好氧堆肥(發酵)——形成生物肥料

好氧堆肥是在有氧情況下，通過微生物的發酵作用，將污泥轉變為肥料的過程。其中有機物料代謝為二氧化碳、水和熱。

好氧堆肥的優點包括：1)發酵效率高，穩定化時間相對短;2)臭味少，實現滅菌;3)含水率可降到40%;4)污泥成品主要用于修復鹽堿地、城市綠化、垃圾場覆蓋以及建筑等方面用土;5)并衍生出蚯蚓生物堆肥等來強化堆肥效果，比如興蓉環境和綠山的合作。堆肥的難點主要包括：1)能量凈支出，通風能耗費用占比80%;2)需對好氧堆肥運行的不同階段的合理通風量加強研究;3)缺少C/N 等控制因素的理論研究，致使存在調理添加劑使用過多的情況。

堆肥工藝流程圖

6、碳化技術

“碳化”處臵技術是通過給污泥加溫，使污泥中的微生物細胞裂解，將其中的水分釋放出來，同時又最大限度地保留污泥中碳質的過程。碳化工藝特點包括以下幾點。1)高溫。在高溫作用下，部分有機質發生解聚，形成可燃氣體;2)低氧。在高溫處理過程中，通過限制供氧量，實現有限燃燒;3)低水分。廢棄物(如污泥)應首先降低水分(前臵干燥)，才能進行熱解處理。

相對于熱力干化和焚燒，碳化技術優勢在于：能源消耗低，剩余產物中碳含量高，發熱量大，炭質利用價值大。這類工藝可能有不同的名稱，如碳化、炭化、熱解、裂解、干餾、焦化、氣化、熱裂、熱裂解、高溫裂解等。

碳化技術原理圖

7、建材和土地利用

污泥建材利用是指將污泥作為制作建筑材料的部分原料的處臵方式，應用于制磚、水泥、陶粒、活性炭、熔融輕質材料以及生化纖維板的制作。

污泥的土地利用是將經過妥善處理至符合一定標準的污泥或其產品作為肥料或土壤改良材料，用于農田利用、園林綠化利用或土地改良等場合，是一種積極、可持續的污泥最終處臵模式。土地利用在發達國家取得了良好的效果，主要是與農業實現了緊密聯系。反觀國內，污泥土地利用的道路走得異常艱難，由于以前工業污水和生活污水長期混同處理，出于對污泥中重金屬風險的考慮，污泥制成的“有機肥”被農業部禁止進入農田，只能用作綠化土、填埋土、路基土等。

四種污泥處臵方法的優缺點

三、中國污泥處理行業發展趨勢預測

今年“十三五”規劃出臺，指出2016 年目標仍以大氣、水污染防治為主?！笆濉蹦繕藢⒏匾暯ㄔO資源節約型社會以及生態環境總體質量改善。大氣、污水、污泥的治理是今后國內環保處理的三個主攻方向。2015 年，在環保產業的“新常態”下， 我國相繼頒布了一系列國家政策和行業標準，其中《水十條》明確了現有污泥處理處臵設施應于2017 年底前基本完成達標改造，地級及以上城市污泥無害化處理處臵率應于2020 年底前達到90%以上。隨著政策利好和高成長性因素驅動下，污泥處理處臵行業有望突破瓶頸期，駛入快車道。

1、原料供給穩定?！笆濉杯h境工程將是按環境質量改善的情況來考核，不單純從項目數量考核。這就避免了部分企業的“面子工程”。隨著污水處理進入運營市場，讓項目切實運行，污水處理的運營量將得到提升。由此產生的大量污泥，為污泥行業提供豐富原料，為污泥處理處臵行業保證了原料供給。

2、收費渠道已較為完善。污泥處理費作為污水處理費中的項目進行征收，由于污水收費體系已較為完善，污泥收費也有了保障。此外，連同污水處理費一同收取也減少了收費成本、提高收費效率。

3、收費權的確定。行業能否盈利，是其能否持續發展和招商引資的重要因素。住建部在《全國城鎮污水處理設施建設運行情況通報》中指出加大污泥處臵資金投入力度，完善價費政策與激勵機制。給予污泥處理處臵行業合理的收費權可以保障行業基本發展，激勵資金流入。

4、監管加強、信息公開、公眾監督等主力污泥行業。法律法規的明確、監管力度的加強都說明政府在不斷地規范和促進污泥行業的發展。而污泥處理信息公開也將借助群眾的力量，加強對污水處理廠污泥處理的監管，加強環境保護力度。對于不依法處臵污泥的企業加大懲處力度，是在努力堵住污水、污泥偷排渠道的同時，間接保證了污泥行業的處理量。隨著宣傳和教育的跟進、群眾的認知和自我保護意識提升，將有越來越多的人進一步了解到污泥的危害，主動參與到污泥的監督工作中。

5、生活水平帶動污泥資源化發展。隨著生活水平提升，污泥中氮、磷等有機物質含量將上升，這將利于污泥行業的資源化發展。

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