中國污泥處理處置市場調查報告doc

------------------------------------------------------------------------中國污泥處理處置市場調查報告doc中國污泥處理處置市場調查報告進入“十一五”以來，我國的污水處理產業(yè)得到了快速發(fā)展，污水處理能力及處理率增長迅速，帶來了污泥產量的迅速增加。根據住建部資料顯示，截止到2009年年底，全國城鎮(zhèn)污水處理量達到280億立方米，濕污泥(含水率80%)產生量突破2000萬噸。根據調研結果顯示，我國污水處理廠所產生的污泥，有80%沒有得到妥善處理，污泥隨意堆放及所造成的污染與再污染問題已經凸顯出來，并且引起了社會的關注。社會的關注促使國家不得不對污泥的處理處置重視起來，國家的重視又促使了污泥處理處置市場的形成。2010年初，住建部副部長仇保興稱，“十五”期間我國主要進行污水處理廠工作，“十一五”期間，重點是進行管網的配套，即將到來的“十二五”，將重點放在污泥處置等方面。應“千方百計地將污泥處置搞上去”，鼓勵污泥無害化后進行土地綜合利用。由此可見，“十二五”期間，污泥處理處置市場將得到進一步發(fā)展，其也將成為繼污水處理之后的下一個投資熱點。在污泥處理處置市場初步形成之初，已有內、外資環(huán)保企業(yè)及非環(huán)保領域投資人提前嗅得市場機會，開始關注并參與到污泥處理處置市場中來。根據本報告收集資料顯示，2007年，世界五百強企業(yè)法國蘇伊士環(huán)境集團進入重慶污泥處置市場，2009年初，蘇伊士環(huán)境集團進軍江蘇蘇州污泥處置市場，就連微軟中國終身榮譽總裁唐駿也開始涉足污泥處理處置領域……這均說明污泥處理處置市場的投資機會已來臨，且競爭也逐漸激烈起來。對于污泥處理企業(yè)來說，誰先進入市場，取得市場先機，誰就將取得未來巨大市場的主動權。報告簡要目錄1、污泥處理處置的相關概述1.1污泥的定義與分類1.2污泥的特性1.3污泥處理處置的主要方式2、污泥處理處置行業(yè)市場發(fā)展現狀與趨勢2.1污水處理市場現狀與發(fā)展趨勢2.1.1污水處理市場現狀2.1.2污水處理市場發(fā)展趨勢2.1.3污水處理的高速發(fā)展促生污泥處理處置市場的形成2.2污泥處理處置行業(yè)現狀與發(fā)展趨勢2.2.1污泥處理處置市場現狀2.2.2污泥處理處置市場發(fā)展趨勢3、污泥處理處置行業(yè)主要技術及其發(fā)展趨勢3.1污泥處理技術及市場現狀與趨勢分析3.1.1污泥濃縮技術3.1.2污泥消化技術3.1.3污泥脫水技術3.1.4污泥發(fā)酵技術3.1.5干化技術3.1.6污泥焚燒技術4、中國污泥處理處置市場競爭格局分析4.1中國污泥處理處置市場競爭結構分析 4.1.1中國污泥處理處置市場現有企業(yè)的競爭 4.1.2潛在進入者的威脅 4.1.3替代品的威脅 4.2中國污泥處理處置市場競爭中存在的問題 4.3中國污泥處理處置市場競爭趨勢5污泥處理處置市場投資、運營、工程公司介紹1.污泥處理處置的相關概述1.1污泥的定義與分類在給水和廢水處理中，不同處理過程產生的各類沉淀物、漂浮物等統(tǒng)稱為污泥。污泥的成分、性質主要取決于處理水的成分、性質和處理工藝，其成分很復雜，有多種多樣分類方法，并有不同的名稱。污泥的分類和特性：按來源分，大致有給水污泥、生活污泥和工業(yè)廢水污泥三類。根據污泥從水中分離過程可分為沉淀污泥（包括物理沉淀污泥、混凝污泥、化學污泥）及生物處理污泥（污水在二級處理過程中產生的污泥，包括生物濾池、生物轉盤等方法得到的腐殖污泥及活性污泥法得到的活性污泥）?，F代污水處理廠污泥大部分是沉淀污泥和生物處理污泥的混合污泥。按污泥成分及性質可分為有機污泥和無機污泥。更常用的是按污泥在不同處理階段分類命名：生物泥、濃縮污泥、消化污泥、脫水干化污泥、干燥污泥及污泥焚燒灰。1.2污泥的特性⑴含水率與含固率

含水率是污泥中水含量的百分數，含固率是污泥中固體或干泥含量的百分數。在含水率高、污泥呈流態(tài)時，污泥的體積與含固量基本上呈反比關系：V1/V2=Ps1/Ps2=(100-Pw2)/(100-Pw1)式中：V1、V2分別是含水率為Pw1（含固率為Ps1）、Pw2（含固率為Ps2）時的濕污泥的體積。

例：污泥的原始含水率為99.5％，求將含水率降低為98.5％和95％時污泥體積降低的百分比。

解：設V1為含水率為99.5％時的污泥體積，、分別V2、V3分別含水率為98.5％和95％時的體積，將各值代入上式，得V1/V2=Ps1/Ps2=(100-98.5)/(100-99.5)=3V1/V3=Ps1/Ps2=(100-95)/(100-99.5)=10從上例可以看出，當污泥的含水率自99.5％降低至98.5％時，污泥的體積減縮成原污泥的三分之一左右，再降低至95％（含固率為5％）時，污泥的體積減縮成原污泥的十分之一左右。

⑵揮發(fā)性固體

揮發(fā)性固體，是指污泥中在600℃時的燃燒爐中能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固體，能反映污泥的穩(wěn)定化程度。加入收藏

⑶污泥中的有毒有害物質

城市污水處理廠的污泥中含有相當數量的氮、磷和鉀，有一定肥效，可用于改善土壤。但其中也含有病菌、病毒和寄生蟲卵等，在施用前應采取必要的處理措施。污泥中的重金屬是主要的有害物質，重金屬含量超過規(guī)定的污泥不能用作農肥。

⑷污泥的脫水性能

用過濾法分離污泥的水份時，常用指數比抗阻值或毛細吸水時間來評價污泥脫水性能。

⑸污泥比重

是指污泥的重量與同體積水重量的比值。污泥的比重主要取決于含水率和固體的比重。生活污泥及類似的工業(yè)污泥的比重一般大于1。

1.3污泥處理處置的主要方式污泥處理就是對污泌泥進行濃縮、調治、脫水、穩(wěn)定、干化或焚燒的加工過程。隨著我國經濟的發(fā)展,城市廢水排放量日益增多,污泥產生量也隨之大幅度提高,污泥處理處置逐漸成為國內外關注的焦點。國內外現有的處理處置手段主要包括衛(wèi)生填埋、水體消納、焚燒、堆肥處理、土地利用等。針對我國現有的技術來看,我國主要的污泥處置方式是填埋。最適合我國的處置方式是土地利用。隨著科技進步,我國必將推出更加有效、合理的處理處置方式,最終實現城市污泥處理處置的減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化。①污泥的衛(wèi)生填埋這種處置方法簡單、易行、成本低，污泥又不需要高度脫水，適應性強。但是污泥填埋也存在一些問題，尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴重污染的液體，如果填埋場選址或運行不當會污染地下水環(huán)境。填埋場產生的氣體主要是甲烷，若不采取適當措施會引起爆炸和燃燒。②污泥的直接土地利用污泥土地直接利用因投資少、能耗低、運行費用低、有機部分可轉化成土壤改良劑成分等優(yōu)點，被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式，科學合理的土地利用，可減少污泥帶來的負面效應。林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴重擾動的土地（如礦場土地、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區(qū)等需要復墾的土地）的修復與重建，減少了污泥對人類生活的潛在威脅，既處置了污泥又恢復了生態(tài)環(huán)境。③污泥的焚燒濕污泥干化后再直接焚燒應用得較為普遍，沒有經過干化的污泥直接進行焚燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經濟的。以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積；但是其缺點在于處理設施投資大，處理費用高。2、污泥處理處置行業(yè)市場發(fā)展現狀與趨勢2.1污水處理市場現狀與發(fā)展趨勢2.1.1污水處理市場現狀水是人類賴以生存和發(fā)展的珍貴資源，二十一世紀被稱為“水的世紀”。中國水資源人均占有量少，空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業(yè)化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。水問題的嚴重性和重要性已日益成為社會各界的共識，中央和地方各級政府部門都把水問題提到重要位置，在這樣的背景下，污水處理行業(yè)將成為中國未來發(fā)展最快新興產業(yè)之一。由于國家和各級政府對環(huán)境保護重視程度的不斷提高，中國污水處理行業(yè)正在快速增長，污水處理總量逐年增加，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高。但目前中國污水處理行業(yè)仍處于發(fā)展的初級階段。一方面，中國目前的污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴張，管網、污泥處理等配套設施建設嚴重滯后。另一方面，中國的污水處理率與發(fā)達國家相比，還存在著明顯的差距，且處理設施的負荷率低。因此中國應完善污水處理的政策法規(guī)，建立監(jiān)管體制，創(chuàng)建合理的污水處理收費體系，扶植國內環(huán)保產業(yè)發(fā)展，推進污水處理行業(yè)的產業(yè)化和市場化。污水處理行業(yè)是一個朝陽產業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。中國將投資巨資以推進城市污水處理和利用，中國污水處理行業(yè)由此迎來高速發(fā)展期2010年，我國污水處理發(fā)展取得了明顯的成績，城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)進入了發(fā)展快車道，2010年全國設市城市、縣及部分重點建制鎮(zhèn)累計建成城鎮(zhèn)污水處理廠1993座，總處理能力超過1億立方米/日；正在建設的城鎮(zhèn)污水處理項目2360個，可新增污水處理能力約6400萬立方米/日，在建和已建項目處理能力總和預計可達1.6億立方米。2010年以來，我國城市水務投融資結構環(huán)境發(fā)生有利變化，IPO重啟使一批傳統(tǒng)水務集團選擇了自己改制上市謀求發(fā)展之路，國內企業(yè)已開始充分意識到中國污水處理市場的巨大潛力和行業(yè)本身的低風險和穩(wěn)定性的特點，積極參與競爭并取得了一定的成績，尤其是上市公司、民營企業(yè)在近年繼續(xù)大舉進入自來水廠與污水處理廠的建設與經營等領域。2.1.2污水處理市場發(fā)展趨勢為應對水資源環(huán)境的重大挑戰(zhàn)，中國將繼續(xù)加大城市基礎設施的投入力度。隨著政府日益提高的節(jié)能環(huán)保要求、市政公用的繼續(xù)開放、環(huán)境產業(yè)政策的推進以及投融資環(huán)境的日趨完善，我國污水處理與再生利用事業(yè)將迎來歷史發(fā)展機遇，預測2013年我國污水處理行業(yè)銷售收入將接近300億元，到2015年污水處理行業(yè)銷售規(guī)模將達到450億元。城鎮(zhèn)污水是造成我國區(qū)域性水污染的主要原因之一。目前，全國有設市城市640多個，建制鎮(zhèn)1.6萬多個，人口約2.7億人，2000年污水排放量約為480億立方米／年，大多數都沒有得到處理，對水資源構成嚴重威脅。我國有9億人口居住在農村，隨著全面建設小康社會，小城鎮(zhèn)建設將得到很快發(fā)展。據預測，到2010年，全國設市城市將達到1200個左右，建制鎮(zhèn)達到2.5萬～3萬個，全國村鎮(zhèn)自來水普及率達到65％。顯然，我國小城鎮(zhèn)污水集中處理設施建設將呈現高速增長的態(tài)勢。在管理體制方面，基于市場機制和政府宏觀調控相結合的水工業(yè)管理與法律保障體系正在建立和逐步完善；政府、企業(yè)的職能和作用正在重新定位，機構正在重組；近幾年還頒布了《城市供水價格改革管理辦法》、《關于加大污水處理費征收力度的通知》等一系列法規(guī)政策。

在運營機制方面，供水與排水開始走向一體化，逐步建立適應社會主義市場經濟的投資、建設、運營機制。在投資方面，采取多渠道、多層次、多元化的資金籌措體制。除中央及地方財政和收取的污水處理費外，鼓勵吸納國際金融機構、外國政府、國際民間、國內民間等外部資金，可采取如BOT等方式投資建設城市污水處理廠。2.1.3污水處理的高速發(fā)展促生污泥處理處置市場的形成按照一般預測，中國人口要在2020年至2025年間達到頂峰，污水量也將在2020年左右達到最高峰。截止到2009年年底，全國城鎮(zhèn)污水處理量達到280億立方米，濕污泥(含水率80%)產生量突破2000萬噸。根據調研結果顯示，我國污水處理廠所產生的污泥，有80%沒有得到妥善處理，污泥隨意堆放及所造成的污染與再污染問題已經凸顯出來，并且引起了社會的關注。社會的關注促使國家不得不對污泥的處理處置重視起來，國家的重視又促使了污泥處理處置市場的形成2009年2月18日由住房和城鄉(xiāng)建設部、環(huán)境保護部、科學技術部聯合發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策（試行）》（以下簡稱《技術政策》），將對污泥處理處置的討論推向了高潮，這一《技術政策》的出臺將有力保障并促進污泥處理處置事業(yè)的發(fā)展。2010年初，住建部副部長仇保興稱，“十五”期間我國主要進行污水處理廠工作，“十一五”期間，重點是進行管網的配套，即將到來的“十二五”，將重點放在污泥處置等方面。應“千方百計地將污泥處置搞上去”，鼓勵污泥無害化后進行土地綜合利用。由此可見，“十二五”期間，污泥處理處置市場將得到進一步發(fā)展，其也將成為繼污水處理之后的下一個投資熱點。2.2污泥處理處置行業(yè)現狀與發(fā)展趨勢2.2.1污泥處理處置市場現狀污水處理能力以及污水處理率的不斷提高，污水處理廠的污泥產量也隨之增長；然而，在我國的污水處理發(fā)展歷程中，盡管污泥是污水處理流程中的重要環(huán)節(jié)之一，但是由于長期的認識不足以及忽視，我國城市污水處理廠的污泥處置問題被長期擱置，污泥處置的發(fā)展相當滯后，一方面，我國污泥處理處置的技術路線尚不清楚；另一方面，我國也未建立起污泥處理處置的政策體系，歷史遺留問題使得污泥困境越來越嚴重，在水污染日益嚴重、水環(huán)境日趨惡化的今天，缺少污泥安全處置考慮的污水處理系統(tǒng)是不完整的，也無法滿足環(huán)境目標要求，污泥造成的二次污染問題日顯突出，污泥的問題已到了不容忽視的地步，我們迫切需要解決污泥的安全處置問題。

缺少技術、收費等政策的支持，缺少污泥的基礎研究以及技術路線的科學分析，缺少持續(xù)的投融資機制，我國的污泥處置發(fā)展尚有很長的路要走。目前，大量的水業(yè)工程和固廢工程公司已經關注到這個問題，并開始尋找進入污泥處理處置市場的契機。然而從目前我國的污泥處理市場來看，目前還沒有規(guī)?；膶I(yè)污泥處理公司，隨著我國污泥處理市場的進一步形成與發(fā)展，必將需要一大批有技術、有良好的運營能力的污泥專業(yè)化建設與運營公司。

在此背景下，在可以預見的未來，污泥處理市場將進入一個沒有天花板的空間，而這個市場目前正處在萌芽階段，對于污泥處理企業(yè)來說，誰先進入市場，取得市場先機，誰就將取得未來巨大市場的主動權。2.2.2污泥處理處置市場發(fā)展趨勢在2010年4月于秦皇島舉行的“2010年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術與應用高級研討會”上，專家表示：“2009年，全國投運城鎮(zhèn)污水處理廠1992座，處理污水量280億立方米，產生含水率80%左右的污泥2005萬噸。隨著在建的2000多座污水處理廠陸續(xù)投入運行，全國年污泥總產生量將很快突破3000萬噸。污水處理行將結束，污泥處理處置才剛起步?！?.污泥處理處置行業(yè)主要技術及其發(fā)展趨勢3.1．污泥處理技術及市場現狀與趨勢分析據環(huán)保部預測，至2010年底，全國污泥產生量將達到3000萬噸（含水率80%），從而成為我國城鎮(zhèn)環(huán)境污染威脅源。目前我國大部分污泥多為無序堆存或簡單填埋，主要處置方式是脫水后直接與生活垃圾混合填埋（31%）或農業(yè)利用（44.8%）。環(huán)保部的技術管理文件《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術指南(試行)》中提出了四條污泥處理的最佳可行技術：第一條是污泥消化技術，第二是污泥堆肥技術，第三是污泥土地利用技術，第四是污泥干化焚燒技術美國關于污泥處理處置技術比例的最新數據是2004年度的，數據來源于聯邦、各州、各縣政府和一些污水處理廠。2004年，美國產生了18萬噸污泥，大約55%為土地利用，用于農藝、造林和土地改良。沒有土地利用的污泥中，約28%的污泥垃圾填埋場中處置，15%的污泥采用焚燒方法處理，剩下的2%被放置在污泥儲存塘或脫水池中自然干化。在美國污泥土地利用已經代替填埋成為最主要的污泥處置方式。未來填埋處置的比例還將逐漸下降。日本污泥處理處置的主要途徑是減量后堆肥農用或焚燒、熔融成爐渣，制成建材，其余部分委托給民間團體處理處置。歐盟歐盟及其成員國目前均擁有較完善的污泥法規(guī)體系，法規(guī)起到了促進技術發(fā)展、規(guī)范處理處置行為、提高“廢棄物”產品循環(huán)利用水平、保證處置安全的重要作用。歐盟強調以污泥的利用為主導，除以避免“廢棄物”產生為目標以外，更力求使之成為“產品”再循環(huán)。英國1998年前42％的污泥最終處置出路是農用，另有30％的污泥排海，但目前歐盟己禁止污泥排海。德國目前污泥處置以脫水污泥填埋為主，部分農用，將來的趨勢是污泥干化或焚燒后再利用或填埋。在政策法規(guī)方面國內2000年，建設部、環(huán)?？偩?、科技部發(fā)布了《城市污水處理及污染防治技術政策》，明確提出來要采用厭氧和好氧、堆肥的方式處理污泥，同時規(guī)模在10萬噸以上的要采用氧化溝、SBR（序批式活性污泥法）工藝，以減少污泥產量。2009年，住建部、環(huán)保部及科技部發(fā)布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策(試行)》，鼓勵符合標準的污泥進行土地利用，提出在污泥濃縮、調理和脫水等實現污泥減量化的常規(guī)處理工藝基礎上，根據污泥土地利用要求和相應的泥質標準，分別選擇厭氧消化、高溫好氧發(fā)酵的污泥處理技術路線。鼓勵采用干化焚燒的聯用方式，提高污泥的熱能利用效率；鼓勵污泥焚燒廠與垃圾焚燒廠合建。歐洲在污泥處置方面的路線沒有明確的標準。污泥的安全處置依賴于當地的政策法規(guī)，目前，在歐洲污泥的處置方式被嚴格限制：年限污泥政策1998-2000年禁止向大海傾倒污泥。2005年后禁止有機物含量大于5%的污泥填埋；設定了嚴格的污泥農用規(guī)定（病原體、重金屬、有機耕作），拒絕用污泥施肥的農作物進入超市連鎖店。歐盟在污泥泥質符合公眾健康和環(huán)境保護要求的前提下，鼓勵對污泥進行土地利用。大部分歐盟國家的污泥允許最大用量約為5噸干污泥/(公頃·年)，通常用于農田的污泥不超過2-3噸/(公頃·年)。英國、丹麥、鼓勵污泥農用，以保護磷及其他礦物資源在自然界的存在。同時污泥中的污染物如重金屬、有機物和藥物沉積物等被嚴格立法加以限制。瑞士、荷蘭、比利時規(guī)定污泥必須進行熱處理（發(fā)電、制水泥、干化焚燒）；由于污泥含有污染物如重金屬、有機物和藥物沉積物等，禁止污泥在自然中循環(huán)利用。3.1.1污泥濃縮技術污泥濃縮后含水率可降為95%-97%,近似糊狀。濃縮可以達到污泥的減量化。重力濃縮法用于污泥處理是廣泛采用的一種方法,已有50多年歷史。機械濃縮方法出現在20世紀30年代的美國,此方法占地面積小,造價低,但運行費用與機械維修費用較高，氣浮濃縮于1957年出現在美國。此法固液分離效果較好,目前應用已越來越廣泛。污泥濃縮的方法還有重力濃縮法、氣浮濃縮法、帶式重力濃縮法和離心濃縮法,還有微孔濃縮法、隔膜濃縮法和生物浮選濃縮法等。重力濃縮重力作用的自然沉降分離方式,不需要外加能量,是一種最節(jié)能的污泥濃縮方法。重力濃縮只是一種沉降分離工藝,它是通過在沉淀中形成高濃度污泥層達到濃縮污泥的目的,是目前污泥濃縮方法的主體。單獨的重力濃縮是在獨立的重力濃縮池中完成,工藝簡單有效,但停留時間較長時可能產生臭味,而且并非適用于所有的污泥;如果應用于生物除磷剩余污泥濃縮時,會出現磷的大量釋放,其上清液需要采用化學法進行除磷處理。重力濃縮法適用于初沉污泥、化學污泥和生物膜污泥。氣浮濃縮氣浮濃縮與重力濃縮相反,是依靠大量微小氣泡附著在污泥顆粒的周圍,減小顆粒的比重而強制上浮。因此氣浮法對于比重接近于1g/cm3的污泥尤其適用。氣浮濃縮法操作簡便,運行中同樣有一定臭味,動力費用高,對污泥沉降性能(SVI)敏感;適用于剩余污泥產量不大的活性污泥法處理系統(tǒng),尤其是生物除磷系統(tǒng)的剩余污泥。帶式重力濃縮法帶式重力濃縮法是利用帶式重力濃縮機的一種機械濃縮法。由于其具有投資適中,運行費適中,效果好,對各種性能的污泥適應性較強等特點,因此近幾年被廣泛采用;但實際運行中會受到污泥中高分子的影響,運行時濕度大,因而需要仔細操作。帶式重力濃縮法適用于各種生物污泥。離心濃縮法離心濃縮法的原理是利用污泥中固、液比重不同而具有的不同的離心力進行濃縮。離心濃縮法的特點是自成系統(tǒng),效果好,操作簡便;但投資較高,動力費用較高,維護復雜;適用于大中型污水處理廠的生物和化學污泥3.1.2污泥消化技術消化污泥(digestedsludge)指在有氧或無氧情況下，由于微生物作用已達到穩(wěn)定的污泥。消化污泥分為污泥耗氧消化和污泥厭氧消化。污泥耗氧消化是以耗氧的方式氧化污泥中的有機物質,并且減少污泥的質量和體積。操作污泥耗氧消化如同操作活性污泥系統(tǒng),只要微生物環(huán)境維持穩(wěn)定(如溫度,pH,無毒性物質干擾),系統(tǒng)將能自我維持。厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進行厭氧生化反應，分解污泥中有機物質的一種污泥處理工藝。厭氧消化是使污泥實現“四化”的主要環(huán)節(jié)。首先，有機物被厭氧消化分解，可使污泥穩(wěn)定化，使之不易腐敗。其次，通過厭氧消化，大部分病原菌或蛐蟲卵被殺滅或作為有機物被分解，使污泥無害化。第三，隨著污泥被穩(wěn)定化，將產生大量高熱值的沼氣，作為能源利用，使污泥資源化。另外，污泥經消化以后，其中的部分有機氮轉化成了氨氮，提高了污泥的肥效。污泥的減量化雖然主要借濃縮和脫水，但有機物被厭氧分解，轉化成沼氣，這本身也是一種減量過程。好氧消化污泥出現于20世紀50年代，與活性污泥法極為相似。當外來養(yǎng)料被消耗完以后,微生物靠消耗自己的機體來產生能量以維持生命活動。這就是微生物的內源代謝階段。細胞組織在好氧條件下的內源代謝產物為CO2、NH3、H2O,而NH3會在有氧條件下進一步氧化為硝酸鹽。污泥好氧消化的反應可以用下面的方程式表達:C6H7NO2+7O2→5CO2+NO3-+3H2O+H+上式中C6H7NO2為細胞組織的元素組成。此法降解程度高,無臭穩(wěn)定,易脫水,肥份高,運行管理簡單,基建費用低。但運行費用高,消化污泥量少,降解程度隨溫度波動大。厭氧污泥消化過程主要包括兩個階段：酸化階段和甲烷化階段。固態(tài)有機物主要成分是天然高分子化合物，如淀粉、纖維素、油脂和蛋白質等，在無氧環(huán)境中降解為有機酸、醇、醛、水分子等液態(tài)產物和CO2、H2、NH3、H2S等氣體分子，氣體大多溶解在泥液中。該階段的轉化產物主要是有機酸，所以ph值迅速下降。低ph值有抑制細菌生長的作用，而NH3的溶解產物NH4OH有中和作用，經過長時間的酸化階段，ph值回升后，進入氣化階段。氣化階段產生的氣體主要是甲烷，因此也稱該階段為甲烷化階段，與酸化階段相應。該階段的CO2也比較多，還有微量的H2S。也有學者研究認為厭氧污泥消化經歷四個階段：水解、酸化、乙酸化、甲烷化。我國有大連東泰夏家河污泥處理廠、青島市麥島污水處理廠污泥處理處置工程、小紅門污水處理廠污泥消化技術應用案例?！笆晃濉逼陂g，污泥厭氧消化技術已經作為重要推薦的技術工藝，但在“十一五”規(guī)劃中，我國僅約50余座污水處理廠采用了污泥厭氧消化工藝，不到全國城市污水處理廠數量的5%。雖然存在著有機質含量低，含砂量大、沼氣產量小且不穩(wěn)定等不樂觀的因素，但這些都是可以通過技術、管理等綜合手段解決的。面對未來更嚴峻的節(jié)能減排形勢，特別是我國已承諾到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，以及從資源化等折合的經濟性能來看，厭氧消化處理污泥將是一項重要的解決污泥處理處置的技術路線。大連東泰夏家河污泥處理廠工程名稱大連東泰夏家河污泥處理廠建設地點遼寧-大連建設性質新建規(guī)模600噸/日建成時間2009-03工程投資14913萬元運行成本130-150元/噸項目模式BOT消化溫度37℃產生沼氣量30000-32000立方米處理處置后含水率65-70%處理處置前含水率80%污泥處理處置厭氧消化,污泥穩(wěn)定,土地利用該項目是國內第一座以BOT方式建設的污泥處理廠。項目規(guī)劃占地面積2．47公頃，設計日處理市政污泥550噸，餐飲垃圾50噸，總投資14913萬元。污泥廠運行將產生沼氣，沼氣提純處理后，可日供天然氣11000立方米，可解決2萬戶居民的用氣或一些工業(yè)用戶的生產用氣，相當于再建一個3萬立方米／日的焦爐煤氣廠，每年將節(jié)約優(yōu)質焦炭2500余噸，并減少4600萬立方米廢氣以及7．3萬余噸廢水的排放。另外，污泥處理廠運行所需的補給水將全部使用中水，僅此一項每年就將綜合節(jié)約淡水18300噸。同時，該項目每年還將減少8萬噸二氧化碳當量的溫室氣體。3.1.3污泥脫水技術污泥脫水是整個污泥處理工藝的一個重要的環(huán)節(jié),其目的是使固體富集,減少污泥體積,為污泥的最終處置創(chuàng)造條件。為使污泥液相和固相分離,必須克服它們之間的結合力,所以污泥脫水所遇到的主要問題是能量問題。針對結合力的不同形式,有目的采用不同的外界措施可以取得不同的脫水效果。污泥脫水與干化包括自然脫水、機械脫水和熱處理干化。目前我國污泥機械濃縮常用的技術有：帶式污泥濃縮脫水、板框壓濾脫水、離心脫水等。常用的脫水方法還有干化脫水技術，超聲波脫水技術，絮凝脫水技術等3.1.4污泥發(fā)酵技術城鎮(zhèn)污水廠污泥高溫好氧發(fā)酵處理在好氧環(huán)境下，利用微生物使污泥得到穩(wěn)定，同時反應過程產生的高溫會殺滅致病菌。經高溫好氧發(fā)酵后的產物，因含有豐富的有機質、氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質和微量元素，在其有毒有害物質含量滿足國家相關標準的情況下，對農業(yè)、園林綠化和土壤改良是有益的，發(fā)酵產物的土地利用是國外普遍采用的處置方式，也是我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策》鼓勵的處置方式；在其有毒有害物質含量不滿足國家相關標準的情況下，發(fā)酵產物因具有良好的吸附性和低含水率，也是垃圾填埋場良好的覆蓋材料。其與污泥焚燒、熱干化等其他處理技術相比，具有低碳、節(jié)能、投資省、運行費用低等優(yōu)點，因此適用于以土地利用和填埋為處置方式的污泥處理，也可以作為污泥半干化的手段污泥高溫好氧發(fā)酵，俗稱堆肥，原理很簡單，但是要想發(fā)酵好不容易。一是要做好污泥的粉碎和與輔料的混合。污泥發(fā)酵前，成團的污泥首先要進行破碎，這是發(fā)酵成功的關鍵，其次是與輔料充分混合。要求粉碎后的污泥顆粒粒徑不大于2cm，以使發(fā)酵徹底，無黑心現象；增加物料比表面積，提高氧利用效率。二是要實現均勻發(fā)酵。發(fā)酵不均勻帶來的后果就是發(fā)酵物不能夠實現完全腐熟、或者局部黑心、有惡臭。普通發(fā)酵技術因空氣流短路，難以做到供氣均勻，也就難于保證發(fā)酵均勻。采用膜式高溫好氧發(fā)酵，可以實現低超高壓發(fā)酵，能夠保證空氣流的均勻。功能膜是特殊材料制成的，只允許水蒸氣和CO2從發(fā)酵體中出來，臭氣、病毒、氣溶膠等均不能夠穿過國外文獻報道對臭氣、病毒、氣溶膠的隔離率高達98%以上，這是好氧發(fā)酵技術的重大突破。對于多個污水處理廠的城市，膜式好氧發(fā)酵技術適用于分散處理，有利于“好泥好用”。一次發(fā)酵結束指標表觀指標：堆料應為深棕褐色（包括污泥顆粒內部，污泥顆粒內部達不到棕褐色的污泥顆粒的重量比例應小于10%）、無臭、呈松散狀、不招引蒼蠅。達到無害化衛(wèi)生標準：蛔蟲卵死亡率：95%~100%，糞大腸均值：大于0.01。耗氧速率要求：小于0.2~0.3（O2%）/min。二次發(fā)酵結束指標：表觀指標：堆料應為深棕褐色（包括污泥顆粒內部）、無臭、呈松散狀、不招引蒼蠅。耗氧速率要求：0.1（O2%）/min以下含水率：40%以下種子發(fā)芽試驗：無抑制效應，如綠化利用時，種子發(fā)芽指數大于60%。前述指標均是對發(fā)酵后產物質量的要求，目前判定發(fā)酵產品是否腐蝕主要采用：種子發(fā)芽率、耗氧速率等方法。這些方法一是繁瑣，二是滯后。實際上最簡單、直接和有效的方法是根據溫度變化曲線來判斷。一般好氧發(fā)酵穩(wěn)定度是可以快速升溫至55~70℃，并經過20~28天，迅速降至40℃以下。若溫度不是這種變化趨勢，也就說明發(fā)酵是不正常的。好氧發(fā)酵對重金屬的“鈍化”作用多有文獻和資料介紹，但是好氧發(fā)酵過程對于有機有害物質降解研究不多。現根據奧地利的研究，敘述如下：通過好氧發(fā)酵，表面活性劑（LAS）、雙酚A（BPA）會明顯降低，說明好氧發(fā)酵對其有降解作用；通過好氧發(fā)酵，壬基酚（NP）、乙氧基壬基酚（NPEO）對其有一定的降解作用；通過好氧發(fā)酵，多氯代聯苯（PCB）、多環(huán)芳烴（PAK）降解作用還需要進一步深化。秦皇島海港區(qū)麻念莊北，總投資4980萬元，設計日處理城市污泥200噸。該污泥項目于2009年2月完成土建工程，2009年5月該污泥項目開始試運行。秦皇島污泥處理工程采用國際上最先進的自動控制生物堆肥處理技術(第二代CTB技術)，污泥經過無害化處理后將用作植物生長所需的營養(yǎng)土或有機肥。該工程具有能耗低、自動化程度高、堆肥發(fā)酵周期短、占地面積小、堆肥過程和堆肥產品質量穩(wěn)定、堆肥廠區(qū)無惡臭氣體排放等特點，代表國際上最先進技術的發(fā)展方向。秦皇島綠港污泥處理廠3.1.5污泥干化技術污泥含水率是制約污泥處置和利用的關鍵，污泥含水率從95%降至60%是填埋與堆肥的起點，50%是焚燒的起點；干化環(huán)節(jié)是污泥處理處置系統(tǒng)耗能的主要環(huán)節(jié)，干化環(huán)節(jié)的新技術研發(fā)是實現污泥處理系統(tǒng)節(jié)能降耗的著力點。目前我國經濟最為發(fā)達的長三角地區(qū)，污泥基本只進行了脫水處理，且其中60％的污水處理廠脫水污泥達不到含水率在80％以下的要求。污泥經濃縮和消化之后，其含水率仍在96％左右，體積很大，不便于運輸和使用，需要進一步脫水干化處理。污泥在不同含水率時需采取的工藝不同：90%-60%時，采用脫水工藝；60%-10%時，采用干化工藝。污泥進行土地利用時要求污泥含水率<60%，混合填埋時含水率應<60%，作覆蓋材料時含水率應<45%。污泥干化是靠熱量將水從污泥中蒸發(fā)出來。蒸發(fā)水份需要一定的熱能，每公升蒸發(fā)量最低需要620大卡，還要加上一定的效率損失。根據熱能供給的形式，可以分為兩個系列，每個系列分別有幾種代表性的工藝：直接加熱方式：轉鼓式、傳送帶式、氣動傳輸式、其它間歇式包括太陽能式間接加熱方式：轉碟式、槳式、薄層式、流化床式、渦輪薄層式直接加熱方式將燃料燃燒后直接引入系統(tǒng)，煙氣沒有向大氣直接排掉，也沒有通過熱交換器，因此有著較高的熱效率，但是這部分煙氣連同整個系統(tǒng)的氣體均必須洗滌，從而有一次熱損耗。此外，不完全燃燒是一個潛在問題。問題在于，由于空氣本身的換熱性質較差，在污泥方面必須干泥返混之外，還需考慮一系列的“廢熱回收”，才能在整體熱能消耗上保持競爭力。間接加熱的干化無論如何要通過一個乃至多個熱交換器，這形成第一個損失。之后，洗滌氣體成為第二個損失點，因此應該考慮燃燒效率。間接加熱方式要獲得高的熱效率，必須依靠有效的熱傳導，以獲得高換熱效率。得利滿兩段式污泥干化設備設置兩級干化程序：一級為間接干化（薄層蒸發(fā)器），二級為直接干化（帶式干燥機）。污泥顆粒成型過程在一級階段后污泥仍處于塑化狀態(tài)時完成，避免產生任何粉塵。其配置的工藝一體化的熱量回收系統(tǒng)，使得一級干化階段的剩余能量經回收后用于二級階段的加熱。成品污泥顆粒密度可達600kg/m3，衛(wèi)生無害、生物穩(wěn)定性好并可長期存放。根據污泥最終用途需要，顆粒粒徑可調。渦輪薄層干化工藝是極少數在能源、溫度、物流條件方面較為寬松的方案之一。各種燃料，各種廢熱，各種污泥，無論其性質如何，均能找到最佳利用和處理途徑。3.1.6污泥焚燒技術焚燒焚燒是使污泥中的可燃成分在高溫下充分燃燒，最終成為穩(wěn)定的灰渣。焚燒法具有減容、減重率高，處理速度快，無害化較徹底，余熱可用于發(fā)電或供熱等優(yōu)點。近年來，焚燒法采用了合適的預處理工藝和先進的焚燒方法，滿足了越來越嚴格的環(huán)境要求。在發(fā)達國家應用較為廣泛。焚燒法已經成為當前最好的污泥處理方法。污泥焚燒處理工藝：污泥焚燒是將污泥置入焚燒爐內，在過量空氣加入情況下，進行完全焚燒。其中不存在多環(huán)芳烴類污染物，其它有機污染物含量也幾乎為零，重金屬離子不能被有效去除，沉積在飛灰和爐渣中，其體積大為縮小使污泥最終處置極為便利。污泥焚燒過程中的核心設備是焚燒爐。焚燒爐的選用主要取決于污泥的處理量及其特性，以及財力、技術等。對于處理量小，熱值低的污泥采用投資較少的簡易焚燒爐是恰當的；對于處理量大，資源利用率高的污泥可使用投資較大、技術裝備較好的焚燒爐。目前使用的有立式多層爐，回轉窯爐，流化床爐，噴射焚燒爐等。隨著國內外對污泥焚燒技術的研究，各種新型的污泥焚燒工藝與設備在實際工程中也得到應用，具體如下。1、污泥流化床焚燒工藝流化床焚燒爐焚燒工藝是當前國外應用較多的工藝，其中流化床焚燒爐是其核心設備。有如下特點：①由于流化層內粒子處于激烈運動狀態(tài)粒子與氣體之間的傳質與傳熱速度很快，單位面積的處理能力很大。②由于流化床層內處于完全混合狀態(tài)，所以加到流化床的固體廢物，除特別粗大的塊體之外，都可以瞬間分散均勻。③由于載體本身可以蓄存大量熱量，并且處于流動狀態(tài)，所以床層反應溫度均勻，很少發(fā)生局部過熱現象，床內溫度容易控制。即使一次投入較多量的可燃性廢棄物，也不會產生急冷或急熱現象。④在處理含有大量易揮發(fā)性物質時如含油污泥，也不會像多段爐那樣有引起爆炸的危險。⑤流化床的結構簡單，設有機械傳動部件，故障少，建造費用低。⑥空氣過剩系數可以較少。⑦特別是流化床焚燒爐還具有其本身獨特的優(yōu)點：燃料適應性廣，易于實現對有害氣體SO2和NOx等的控制，還可獲得較高的燃燒效率，污泥焚燒的灰份有多種用途等等。因此，流化床焚燒爐得到了較好的應用，其型式有道爾奧利弗流化床焚燒爐、考可蘭式流化床焚燒爐、回旋型流化床焚燒爐、帶干燥段的流化床焚燒爐等。2、與生活垃圾MSW混合焚燒目前國內外常用的