东吴：我国污泥现状及技术路线对比：处置率低，千万吨污泥市场潜力巨大-环博会调研纪要20170508

时间：2017年5月4日地点：上海新国际博览中心W2-M9会议室一、我国污水厂污泥特征分析及处理技术发展的探索主讲人：谭学军，上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司研究院，副院长1.污泥问题突出——量大、处置方式落后、填埋为主(1)污泥量大。随着我国污水处理规模的增加，污泥问题日益突出。污泥处理处置压力大，污泥产量增长迅速，年产超过4000万吨（含水率80%）。整个处理市场重污水忽视污泥，很多污泥未达到有效处理处置，不满足国家规定要求。(2)污泥处置方式落后，污泥未得到有效处置。污水厂普及浓缩、脱水,稳定化、无害化严重不足，二次污染严重。(3)填埋为主，焚烧占比提升。污泥处置方式以填埋为主，所占比例超过60%。近年来焚烧所占比例呈增长趋势，包括单独焚烧、水泥窑协同处置、电厂协同焚烧、垃圾发电厂协同焚烧。2.污泥泥量产生特征——地域差异、季节波动（1）污泥产量地域差异显著。东部和南部沿海经济发达，人口密集地区污泥产量较高；全国平均经验污泥产率1.16tDS/万m3，不同城市差异显著。（tDS：总溶解固体(Totaldissolvedsolids），又称溶解性固体总量，测量单位为毫克/升(mg/L),它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固体。）（2）污泥产量季节波动明显。冬春季节污泥产率较高，春夏季节污泥产率较低，污泥产率波动系数达到1.2-1.4。污泥产率季节波动可能原因有：a.剩余污泥合成率受温度影响不大，而衰减系数随温度升高而增大；b.为保障冬季低温条件污水氨氮硝化效果，污水处理厂一般会在秋季减少排泥以增加冬季生化池污泥浓度；c.春季雨量增多，管网淤泥冲刷，进水COD、SS较高。（3）污泥产量精确计量缺乏。污泥产量大多按80%含水率折算，按车吨位估算，累计误差20-40%。污泥产量估算主要误差来源为：a.含水率偏差,相同体积的80%含水率与83%含水率污泥，绝干物质相差15%；b.车吨位偏差，每车吨位误差10-20%。无法知道确切的污泥产生量就无法精确控制污水处理厂运行情况。3.污泥泥质特征（1）有机物含量。我国污泥有机物含量平均仅为37%，砂渣含量较高，而北方城市污泥有机物含量整体高于南方，与其进水COD较高有关。气候条件、官网状况、进水水质、处理工艺、污泥脱水方式等均会影响污泥中有机物含量。（2）热值。我国污泥热值普遍低于发达国家，热值特征与有机物含量相一致。 （3）养分含量（N/P/K）。我国污泥养分含量较高，氮、磷含量高，钾含量略低。氮磷钾含量高于美国城市污泥平均水平，可能和生活习惯和污水水质有关。（4）种子发芽指数。调研重点流域7个城市63座典型污水处理厂的结果显示：符合农用/林地用泥质标准的比例达75%，符合云林绿化用泥质标准的比例达67%；上海、重庆污泥种子发芽指数普遍较高。（5）有机污染物。上海、唐山、无锡、常州、昆明、嘉兴等6个城市48座典型污水处理厂污泥中，仅有矿物油、挥发酚存在超标现象。图表4有机污染物指标超标频次资料来源：东吴证券研究所根据演讲内容整理（6）重金属。上海、唐山、无锡、常州、昆明、嘉兴等6个城市48座典型污水处理厂污泥中，镉、锌、铜、汞超标频次较高。4.污泥处理技术发展（1）污泥脱水。主要技术类型有带式压滤脱水、离心脱水、板框压滤脱水、螺旋式压榨脱水。目前国外带式压滤机应用的数量最多，但大型污水处理厂多采用离心脱水。我国带压压滤和离心脱水机的市场占有率达到90%以上，板框压滤机市场份额逐渐增加。（2）厌氧消化。该技术可实现污泥的减量化、稳定化和资源化，减少温室气体排放。适用于污水厂污泥的就地或集中处理，通常规模越大，厌氧消化工艺综合效益越明显。目前国外规模化污水处理厂大都设计厌氧消化装置，进泥含固率3%-5%。在我国目前建有近60座污泥厌氧消化设施，但正常运行设施不到三分之一。传统厌氧消化主要存在以下问题：a.消化效率低，消化池体积庞大，时间长，污泥邮寄质含量低；b.沼气H2S含量高，除硫不容易，沼气利用难；c.运行工况复杂，高含砂量，磨损，沉积，高浮渣含量；d.消化污泥无出路，处理后国内基本上还是填埋，还是需要尾端处理。提升厌氧消化效率的途径主要有：提高固体负荷、提高容积负荷、提高转化效率、提高沼气中甲烷含量。（3）好氧发酵。该技术即可作为土地利用前处理手段，又可作为降低污泥含水率的预处理手段。适用于养分含量高、重金属等含量低的污泥，土地利用条件好的地区。该技术工艺相对简单，管理难度及运行成本较低。好氧发酵产业主要存在以下问题：a.物料透气性能较差。污泥具有粘稠、致密、触变的特点，以污泥为主的物料存在严重的自压实和不透气的问题，导致厌氧沤置产生臭气，造成频繁翻抛提高设备损耗及能耗；b.发酵辅料消耗量大。污泥好氧发酵所需要的辅料（园林垃圾、锯末、农业废弃物、分选过的垃圾）较多，辅料费用占污泥处理费用的50%-80%；c.产品利用标准缺失。好氧发酵产品提地利用标准规范缺失，缺乏标准引导。d、异味较大（4）污泥热干化。该技术无需添加，药剂污泥减量化程度高，但是干化能耗高，应与余热利用相结合。欧盟污泥干化厂超过450座，绝大多数为焚烧单元的前端工艺，而我国干化污泥比例仅占0.3%，焚烧污泥比例达5.6%（2012年） （5）其他污泥处理技术：a.污泥热解/碳化处理技术,该技术在无氧环境下进行污泥热解，热解气为高品质燃料，固体残渣可用于建材利用；b.污泥湿式氧化技术，该技术在高温高压条件下利用纯氧将有机物氧化为CO2和水，固体残渣脱水后可进行土地利用；c.污泥碱热水解技术，该技术污泥在碱性条件下热水解后固液分离，滤液用于提取蛋白质，滤饼可用于土地利用。5.污泥处置技术发展（1）土地利用。污泥土地利用前应先经过厌氧消化、好氧发酵等稳定化及无害化处理，其利用方式包括农用、园林绿化用、土地改良用、林地用等。污泥土地利用主要存在以下问题：a.存在污染扩散风险。污泥泥质波动较大，重金属、有机污染物等检测周期较长，污泥土地利用存在污染扩散风险；b.缺乏应用技术支持。具体包括施用方法、施用量、使用的植物种类、环境监测等；c.缺乏应用政策支持。污泥产品作为肥料施用时如何办理生产许可证、达标污泥优先使用的政策保障机制、激励机制等都没有明确的政策支持。（2）焚烧与协同处置技术：a.单独焚烧。该技术焚烧设施独立运行管理，污泥减量化程度高。然而需要单独建设焚烧及烟气净化、预热利用系统，污泥热值较低时还需要外加辅助燃料。此技术应与热干化设施联建，充分利用污泥的热值和焚烧热量，同时应与人群聚居区保持足够的安全距离。b.电厂协同燃烧。该技术利用现有窑炉，大大降低了建设投资，缩短了建设周期，然而存在烟气稀释排放、锅炉腐蚀与积灰问题。此技术宜在35t/h以上的电厂（含热电厂和火电厂）燃煤锅炉上进行，入炉污泥的掺入量不宜超过燃煤量的8%。c.生活垃圾协同焚烧。该技术可利用垃圾焚烧的蒸汽或余热，部分附属设施可共用。若垃圾项目选址已定，则有利于加快污泥项目建设进度。然而生活垃圾协同焚烧增加了电站的运行成本，掺烧后飞灰产量增加，渗滤液量增加，发电量减少。同时由于污泥热值远低于垃圾，掺杂污泥后影响了焚烧炉内的稳定燃烧，加剧炉排炉和后续烟气处理设备的复试，缩短设备寿命。d.水泥窑协同处置。该技术利用现有窑炉，降低建设投资，煅烧温度高，气体停留时间长、湍流度高，且处于碱性环境，从源头避免了污染物产生。然而水泥行业产业结构的调整对该技术带来了较大冲击。（3）建材利用（制砖、制陶粒）。该技术的制品不宜用于人居及公共建筑。污泥建材利用技术主要存在以下问题：a.存在污染风险。建材制造较为粗放，污泥贮存、风干过程中污染物组织无排放。同时缺乏尾气处理设施，砖胚等干燥、焙烧过程中污染物直接排放。b.影响建材质量。污泥成分不稳定，热值变化造成焙烧温度变动，影响生产工艺控制。污泥中的碱金属氧化物（Na2O、K2O）影响建材质量，如黑心砖、泛霜。c.缺乏稳定出路。建材行业不景气时污泥缺乏稳定出路。（4）填埋。污泥与生活垃圾混合填埋时，必须对污泥进行稳定化、为生化处理，并满足填埋力学要求。污泥用于垃圾填埋场覆盖土时，必须对污泥进行改性处理，以提高承载能力。污泥填埋技术主要存在以下问题：a.污泥未经稳定化。脱水污泥有机物含量高、含水率持水性强，直接填埋既增加渗透液、填埋气产量，又恶化作业环境。b.填埋作业不规范。污泥大多简单堆置，无防渗、渗透液手机、填埋气导出等措施，不符合卫生填埋要求，存在严重二次污染风险。c.消纳空间受限制。随着城镇化的发展和居民环境意识的提高，填埋空间日益紧缺。-东吴证券