三部门发布污泥处理方案！多维度解析污泥围城的困境和破局方向

2023-09-08 13:39:06  信息编号：K20230515635733  浏览次数：210

2022年9月27日，国家发改委、生态环境部、住建部发布“关于印发《污泥无害化处理和资源化利用实施方案》的通知，《方案》要求：

合理压减污泥填埋规模，支持建设污泥集中焚烧设施，鼓励污泥处理达标后资源化利用。加强污水收集、处理、消毒等关键环节运行管理，提升监测能力，确保出水水质达标。推广实施“厂—网—河（湖）”一体化专业化运行维护。到2025年，新增和改造污水收集管网4.5万公里，基本消除城市黑臭水体，农村生活污水治理率提高到40%。

而在近日，国家发改委、生态环境部、住建部印发《环境基础设施建设水平提升行动（2023—2025年）》，《提升行动》又指出：

统筹推进污泥处理设施建设， 加快压减污泥填埋规模 ，提升污泥无害化处理和资源化利用水平。强化设施运行维护，推广实施“ 厂— 网— 河（湖） ” 一体化专业化运行维护。

短短一年不到的时间，污泥填埋规模的前缀便发生了变化。从“合理压减”、“逐步限制”到“加快压减”，用词愈发笃定，路径愈发清晰。可以看出，污泥填埋注定落寞收场，其不是发展的主流方向，而是作为备用和应急的手段之一。

与之不同的是，目前国家政策大力鼓励推动焚烧，地方政府正积极推进干化焚烧。不难看出，干化焚烧将是大多数城市十四五期间的主要的污泥处理处置路径。

01

“污泥围城”困境

污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质，位于污水处理链的末端。近年来，随着我国城市污水处理量不断提高，如何处理污泥逐渐成为污水处理过程中面临的主要矛盾。我国30多年来经济快速发展，在污水处理厂规模居世界第一、固废处置系统不断释放新创新效益的同时，夹在二者之间的污泥该怎么破？“重水轻泥”正让一座座城市陷入“污泥围城”的窘境。

2015年国务院印发《水污染防治行动计划》，要求我国地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上；2017年发改委和住建部联合印发的《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，要求城镇污水处理设施建设应由“重水轻泥”向“泥水并重”转变，规划中明确提出“十三五”期间城镇污水处理及再生利用设施建设共投资约5644亿元，其中新增或改造污泥无害化处理处置设施投资294亿元，新增或改造污泥（按含水率80%的湿污泥计）无害化处理处置设施能力6.01万吨/日；2020年发改委与住建部联合印发《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》，明确提出要推进污泥无害化资源化处理处置。

数据显示，我国城镇污水处理厂处理规模已位居世界第一。截至2022年，全国共建成并投入运营4000多座城镇污水处理厂，日总污水处理规模超过2亿立方米，约占全球总污水处理规模的1/5。作为污水处理重要副产物，污泥也伴随污水处理规模的扩大而大量产生。据统计，2019年我国污泥产量已超过6000万吨（以含水率80%计），预计2025年我国污泥年产量将突破9000万吨，污泥处理市场规模或超千亿。

但现实情况却是，污泥卫生填埋的空间越来越小，许多垃圾填埋场已关闭，不断产生的污泥无处可去。更为重要的是，陆地填埋能否达到国家规定的卫生标准，还需要打上一个大大的问号。而即便通过工艺技术将污泥转化为化肥，也只能用于城市园林绿化，干化焚烧成本又高，无法消纳大量污泥。不少专家表示，污泥处置的重点在于降低污泥含水率，如果把含水率降下来，可用性与可处理性就会上升，同时污泥量也会下降。据环保部信息，以2021年为例，我国污泥总量达到了7000多万吨，但污泥脱水处理量仅为3800余万吨，将将过半。污泥脱水，是污泥处置行业的症结所在。

02

为什么要加快压减污泥填埋规模？

无法避免污染问题，只是拖延了污染时间

污泥卫生填埋是发达国家早期处理污泥的一种方式，但随着技术的发展以及相关污染问题的显漏，欧美等国便逐渐开始降低污泥填埋比例，甚至明令禁止污泥填埋。

早在1999年，欧盟的固体废弃物土地填埋法令就要求，所有欧洲国家用于土地填埋的固体废弃物中有机物含量必须逐年递减，其中污水厂污泥就是法令规定的固体废弃物种类之一。

受该法令等政策的影响，法国、德国、比利时、荷兰、卢森堡、爱尔兰等国家污泥填埋有逐年下降的趋势，法国更是在2005年禁止污泥填埋。

与这些发达国家相比，我国的国土面积辽阔但经济发展稍逊一筹，这就决定了我国在过去既不能像日本那样大范围的使用焚烧技术处理污泥，也不能像法国那样禁止污泥填埋。

而现如今，随着我国土地资源愈发紧张，经济的快速发展，填埋场容量的日益枯竭，污泥卫生填埋已经不能满足污泥无害化处置的需要。

此外，因高含水率污泥易引起填埋堆体的整体层移动滑坡，影响埋场安全。同时，由于污泥含水率高、颗粒细、透水性差，极易造成渗滤液和填埋场气体收集系统的严重堵塞，使渗滤液无法排出，沉积的甲烷气体越来越多，填埋场将成为一颗“定时炸弹”。

可以看出，污泥填埋技术并没有最终避免环境污染问题，而只是拖延了污染时间，既没有从源头上、根本上解决污泥处置问题，也没有利用到污泥作为一种生物固体资源的价值。

这就决定了污泥填埋技术不可能作为一种清洁、资源化处置技术而在未来得到发展。

03

为什么说污泥焚烧前景远大？

一种彻底的、完全的污泥处置方式

与污泥填埋相比，污泥焚烧的“待遇”截然不同。相关数据显示：

“以土地利用为主的地区最多，焚烧次之。市政污泥市场化项目处理技术主要是脱水干化，处置技术主要是焚烧，2019~2021年我国新建污泥处置项目中，采用污泥干化焚烧工艺的占比高达70%左右。”

当然，污泥焚烧备受青睐的背后离不开国家及地方的政策导向——

◎ 一方面是国家鼓励推动焚烧。比如，在《污泥无害化处理和资源化利用实施方案》中就反复强调，要有序推进污泥焚烧处理，鼓励一些污泥产生量大、土地资源紧缺、人口聚集程度高、经济条件好的地区建设污泥集中焚烧设施。

◎ 另一方面是地方积极推进干化焚烧。比如，陕西发布了《陕西省黄河流域生态环境保护规划》，推广污泥集中焚烧无害化处理和资源化利用；广东印发了《城镇生活污水处理厂污泥处理处置管理办法》，鼓励污泥与垃圾焚烧、火力发电、水泥窑等相结合的焚烧处置方式；再比如，广西发布了《广西生态环境保护“十四五”规划》，推广污泥集中焚烧无害化处理和资源化利用；河南省发布了《河南省“十四五”国资国企发展规划》，建立“生物质利用＋焚烧”为主、协同处置为补充的污泥处理产业结......等各地文件，都在支持干化焚烧。

那么，污泥焚烧为什么会被政府大力扶持，和受市场追捧呢？原因有两点：

一是因为污泥焚烧符合符合可持续发展的理念。焚烧后的污泥产物已经无害化，可以二次利用，制成有用的成品。此外，污泥焚烧过程产生的热量回收后可以完全满足污泥干化的需要，也可用于供热或者发电。

二是因为污泥焚烧解决了污泥难分解和填埋可能造成地下水源污染的问题，可从根本上减少污泥最终填埋量，彻底杀灭病菌、病原体等有害有机物，是一种彻底的、完全的污泥处置方式。

污泥焚烧可分为直接焚烧和协同焚烧两种方式。目前，国内不论掺烧还是单独焚烧，都是将污泥干化后进行，焚烧产生的余热可以直接用于污泥干化过程。

污泥直接焚烧是利用污泥焚烧炉，添加少量助燃燃料进行焚烧的方式。

在污泥焚烧设备中，应用比较广泛的炉型有鼓泡式流化床、多膛焚烧炉和回转窑焚烧炉等。各优缺点如下：

◎ 鼓泡式流化床焚烧炉具有燃烧速度快、污泥停留时间短、焚烧热量可直接利用、效率高、适用性强、结构紧凑、占地面积小和事故率低等优点，但是存在动力消耗较大、飞灰量大等缺点。

◎ 多膛炉以逆流方式运行，加热表面积和换热表面积大，燃料消耗量少。但是多膛炉机械设备较多，易出现机械故障，需要经常维修与保养。

◎ 回转窑焚烧炉具有强大的废物焚烧处理能力，可处理废物的范围广（可同时处理固体、液体及气体废物），适用性强、作稳定、焚烧安全，但多用于危险废物的焚烧处置。

协同焚烧主要是在垃圾焚烧发电厂、燃煤热电厂和水泥窑中掺入少量污泥，对其进行协同处置的方式。 各优缺点如下：

◎ 水泥窑协同焚烧的灰分能直接作为水泥熟料加以利用，且烟气余热用于污泥干化，其具有一定的技术经济优势，在环保和水泥行业得到极大关注。

◎ 垃圾焚烧发电厂协同焚烧是将污泥与垃圾协同焚烧，相较于水泥窑协同焚烧和燃煤热电厂协同焚烧，其对锅炉的影响较小，运行成本较低。

但由于垃圾成分变化较大，焚烧过程温度控制较难，焚烧灰通常需要按照危险固废处置，因而不利于污泥焚烧灰分的资源化利用。

◎ 燃煤热电厂协同焚烧是干污泥与煤掺混后直接进入锅炉进行焚烧，既可解决污泥的处置问题，又能为热电厂节省锅炉燃料，降低发电成本。

但随着污泥掺烧比例的提高，混合燃料的灰熔点逐渐降低，化合物容易烧结，受热面的磨损程度与烟气流速也受到污泥掺烧比例制约，污泥掺烧比例一般控制在5%以下。

值得一提的是，国内目前污泥焚烧或者各类掺烧，受到非议的最根本原因还是因为烟气排放标准的缺失，因此污泥各种形式焚烧的烟气排放标准应当尽快出台并完善。

04

破解“围城之殇”，路在何方？全面解析

尽管技术与付费机制还未达到最理想的匹配程度，但事实是我国污泥处理处置业正加速寻找污泥产出与消纳的平衡关系，污泥处理处置有望“跑起来”。低成本、低难度、多方案是污泥处理处置的通路所在，目前更为迫切的则是城市规划。

除了主流的“厌氧消化+土地利用”“好氧发酵+土地利用”“干化焚烧+灰渣填埋或建材利用”以及“深度脱水+应急填埋”之外，大型燃煤电站正发挥着供电、供热之外的作用，协同消纳城市生产生活产生的污泥与生活垃圾。火电协同污泥资源化利用，是污泥处置的又一方案。在常州，未经处理的污泥经过电厂的干燥机加热干化，而后被传输到原煤斗，与原煤按照比例充分混合，再被送至锅炉焚烧。在此过程中，污泥散发的臭气也被抽气装置吸收。由此，污泥在燃煤电厂变废为宝。

据悉，自2020年投运以来，该污泥发电项目承担了常州约三分之一的一般固废无害化处置任务，已处理污泥21.4万吨，解决了常州的“污泥围城”之困。据测算，项目每年可节省标准煤1.71万吨，减少二氧化碳排放4.53万吨，每年可增发电量6000万千瓦时，还可为建筑混凝土提供6300多吨无害泥渣。

用城市污泥发电，关键是让污泥燃烧。生活污水处理厂送来的污泥含水量往往近80%，怎样才能烧起来？污泥本身具有一定的热值，但偏低，只有经过技术处理，才能变为燃料。形如烤箱的干燥机完成的正是这个任务，污泥经此“瘦身”，成为含水量在30％~40％的干污泥，以及由水蒸气、废气组成的污泥乏气。干化后的乏气经过电厂循环水降温后，形成冷凝废水，前往独立生化废水处理系统，通过物理沉降、生化处理，达标后前往城市污水管网系统。

从技术角度出发，污泥发电不是新鲜事，其采取的依旧是脱水、燃烧的技术路径。解决污泥问题，技术固然重要，当今更为重要的则是城市规划。

浙江省规划显示，到2025年，推广污泥集中焚烧无害化处理，污泥无害化资源化率超过90％。在绍兴，污泥发电收获颇丰。滨海污泥清洁化处置示范项目推行两年来，截至今年7月26日，已累计发电2.6亿千瓦时，消耗污泥80万吨。据了解，该项目把原先适应大型燃煤火电厂的烧煤装置小型化，其烟气污染物排放远低于同类型锅炉国家标准，其中颗粒物和氮氧化物限值仅为国标的六分之一，二氧化硫限值仅为国标的三分之一。项目投入运行两年来，已累计减排二氧化碳约30.6万吨，减排二氧化硫约700吨，减排氮氧化物约1000吨，减排氮氧化物约860吨。

上海正在形成六大区域分片处理的污水污泥处置格局。为加快构建功能更加完善的污水污泥治理系统，2018年7月，上海发布了《上海市污水处理系统及污泥处理处置规划（2017—2035年）》，提出“5010”的总体布局，即规划建设50座城镇污水处理厂（含初期雨水处理厂）、10座污泥处理厂。至2035年，上海全面实现城乡污水管网全覆盖、点源污染全收集全处理、面源污染综合治理、水泥气同治。

放在整个市政的角度看，污泥行业走热本质上源于市政建设的升级，需求创造了价值，市政规划深度影响着污泥处置行业。污泥处理处置产业链上游是污水处理企业、污泥工程建筑商、污泥设备供应商、化学药品企业等；中游环节主体是从事污泥处理的企业；下游环节主体是制肥、建材、填埋等行业的企业。目前，消纳污泥的仅仅是诸如电厂的中游企业，产业链打通之时，行业才能更进一步。