1 我国城镇污泥处理处置现状

1.1 污泥处理处置现状

随着我国城镇化水平不断提高，污水处理设施建设高速发展，截至2010年，城镇污水处理能力已达到1.22亿m³，城镇污水处理厂已达2600多座，“十二五”期间还将增加污水处理能力9000万m³，增建和在建城镇污水处理厂达1800多座，为实现 减排目标和污染控制，做出了巨大贡献。

但是污水处理厂的建设投运伴随产生大量的剩余污泥，以含水率80%计，全国年污泥总产生量很快将突破3000万t。按照预测，到2020年污泥产量将突破年6000万t。

国外污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化。污泥处理处置从技术和操作层面上分为两个阶段： 阶段是在污水处理厂内对生污泥进行减量化、稳定化处理，其目的是为了降低污泥外运处置造成二次污染的风险；第二阶段是对处理后的污泥进行合理的安全处置，实现污泥无害化和资源化的目的。

由于我国污水处理厂建设存在严重的“重水轻泥”现象，导致大量污泥“积压”，未得到合理安全的处理处置，我国污水处理厂在建设过程中，约80%的污水处理厂实现了污泥的浓缩脱水，达到了一定程度的减容，但由于处置目标的不确定、投资不足，污泥在污水处理厂内未实现稳定化处理，未稳定的污泥中含有易降解有机物，恶臭物质、病原体等，易使污泥在运输和处置环节过程中污染物进一步扩散，使得已经建成投运的大批污水处理设施的环境效益大打折扣。其核心问题在于我国城镇污水处理厂内污泥处理环节上实现了污泥的初步减容，但未在厂内实现污泥的稳定化，后续的安全处置及监管不到位，形成全国关注的“污泥问题”，存在二次污染的隐患。

1.2 污泥处理处置技术路线

我国污泥处理处置技术路线基本采用了国外通用的技术路线，主要包括：

1.2.1 污泥浓缩

常用的有带式浓缩机、滚筒式浓缩机、筒式螺旋浓缩机及离心机等。技术路线和设备性能已和国际接轨，由于我国污泥的性质特点，与国外污水处理厂相比，在浓缩效率及加药量方面还存在一定的差异。

1.2.2 污泥稳定

由于“重水轻泥”等多方面因素，与国外相比，我国污水处理厂污泥稳定化程度低，2600多座污水处理厂中只有近60座配有污泥厌氧消化设施，而其中正常运行的不到20座，采用污泥好氧堆肥工艺的也有应用（如秦皇岛，长春，上海青浦，嘉定等）。在设备方面，厌氧消化主要依靠国外进口设备，污泥好氧堆肥技术和设备为自主开发，已经实现了产业化。

1.2.3 污泥脱水

常用的污泥脱水设备有带式脱水机、筒式螺旋脱水机、离心机和板框脱水机、浓缩脱水一体机等。技术路线和设备已和国际接轨，由于我国污泥的特性以及污泥没有得到稳定化处理的现状，与国外污水处理厂相比，在脱水效率和加药量方面还存在一定的差异。

针对我国目前污泥处置以填埋方式为主的需求，国内近年来开发了多种高干度污泥脱水/固化系统，并已得到了工程化应用。

1.2.4 污泥干化焚烧

近年来污泥干化系统设备的国产化发展很快，但目前大型化投产的干化项目如北京、上海、重庆、深圳、苏州等地均采用进口设备。

污泥单独干化焚烧工程案例不多，主要有国外进口的流化床工艺（如上海石洞口污水处理厂）以及国内自主开发的污泥喷雾干化焚烧（如浙江绍兴和萧山）。

污泥协同焚烧是污泥热处理的发展趋势之一，国内已在北京、嘉兴、广州等地的水泥厂和发电厂实现了规模化工程示范应用。

1.2.5 污泥卫生填埋

污泥卫生填埋是目前我国普遍采用的处置方法，但由于脱水污泥的含水率较高及填埋场对污泥剪切力的要求，填埋场对污泥进场的要求越来越高，近年来很多处置污泥的填埋场增设了高干度脱水/固化货石灰稳定设施，来实现污泥有效卫生填埋。

1.2.6 土地利用

由于我国关于污泥土地利用的政策法规还不明确，真正意义上的土地安全利用比例还十分有限。

1.2.7 其他污泥处置方法

其他处置方法如污泥制砖、制陶粒等方式也有相应的应用案例。

2 我国污泥处理处置存在的问题和原因

污泥处理处置的目标是减量化、稳定化、无害化和资源化，污泥通过减量化、稳定化、无害化可以避免污泥的二次污染，通过资源化可以进一步实现对污泥中富含的有机质、氮、磷、钾等营养元素的资源利用。

目前我国污水处理厂的污泥处理设施基本实现了污泥减容，但由于污泥处置技术路线不明确、投资和运行资金不到位、法规监管体系不完善等原因，污泥处理处置还没有真正实现稳定化、无害化、资源化，存在着严重的二次污染风险。

2.1 我国污泥性质和国际普遍适用的污泥技术路线存在差异

我国目前的污泥性质和国外发达 相比存在很大差异，主要表现在：

（1）低有机质（发达 VSS/SS为60%～70%，我国VSS/SS为30%～50%）。

（2）高含砂量（污水处理厂普遍采用了圆形沉砂池，脱砂效率低；大量的基建、施工建设，导致泥砂水排入污水管网系统等）。

（3）重金属含量高（工业污水源头重金属处理系统不完善）。

由于污泥含砂量高、有机物低、热值低，大大影响了污泥能源化处理的经济效益。由于污泥重金属含量高，直接影响了污泥土地利用的可能性。

我国污泥泥质特征和很多新兴发展中 与地区（如东欧、中东等）相类似，属于典型的城镇建设、经济高速发展且同步发展的模式。我国的饮食结构和生化习惯会对污泥性质产生一定影响，但不是主要因素。调查发现在一些污水管网完善、大型基建项目（如地铁等）已完成的城市和区域，污泥中的有机质比较接近国外普遍水平。随着我国未来化粪池的减少，沉砂池优化和改善，工业废水处理的监管及城市管网系统的完善，大型基本建设的完成，污泥特性会得到改善，有机物含量会有所提高。

2.2 污水处理厂污泥稳定化、无害化处理程度低

生污泥是污染物，含有易腐有机物、恶臭物质、病原体等，脱水效率低，卫生条件差，污泥稳定化处理是污水处理厂必不可少的一个环节。造成我国污水处理厂污泥稳定化、无害化程度低的原因有：

2.2.1 污水处理厂建设“重水轻泥”，投资不到位

我国城市污水处理厂建设过程中存在严重的“重水轻泥”现象，投资严重不足，发达 污水处理厂的污泥处理投资成本和运行成本占污水处理厂总投资的30%～50%，而即使在我国“十一五”期间，污泥处理的投资比例仅为10%～20%，甚至更少，运行费中只包括污泥的减容和外运，大多数中小型污水处理厂往往只考虑到污泥浓缩、脱水工序，没有考虑到污水处理厂内污泥稳定化、无害化处理的问题，缺乏污泥稳定化要求的约束性指标。即便是一些污水处理厂建立了污泥稳定化处理设施，但由于没有明确的规范要求和约束性指标考核，运行单位积极性不足，大部分处于闲置状态。因此，我国污水处理厂仅完成了污泥的初步减容过程，并未完成污泥的稳定化处理。

2.2.2 污泥厌氧消化稳定功能的认知差异

厌氧消化是较为普遍的污泥稳定工艺。国外采用厌氧消化工艺的目的是实现污泥的稳定化，降解易腐有机物（降解率一般在30%～50%），提高污泥脱水率（一般可以提高3%～5%），降低污泥脱水的药耗（降低20%～30%），改善污泥脱水的环境卫生条件，避免处置过程中二次污染的风险。发达 的污泥即使进入填埋场处置也要首 行稳定化处理，很多大型生化污水处理厂如汉堡、慕尼黑等，即使污泥处理采用焚烧路线，在焚烧前也进行了厌氧稳定化处理。污泥厌氧回收沼气能源只是厌氧稳定化和无害化处理的资源化回收副产物。

但在我国很多运行管理部门，认为污泥厌氧消化主要是为了产沼气，仅用沼气回收量的多少来衡量厌氧系统的效益，忽略了厌氧消化实现污泥稳定的本质功能。由于我国目前污泥有机质含量低，产气量低，成本效益不明显，加上无污泥稳定的约束性指标要求，厌氧消化设备运行管理要求高，多为进口设备，操作人员要求高，仅仅通过沼气的回收无法体现其经济效益，显得污泥厌氧消化稳定化处理对污水处理厂来说是一个多余的工艺，导致近2/3的厌氧消化设备处于不运行状态，对污泥厌氧稳定化处理的是否适用于我国产生了怀疑。其原因不是厌氧消化工艺本身的问题，依目前的技术水平，利用生物方法实现污泥稳定，能源回收，无论从投资和运行，还是从减少二次污染来说，都是一种简单、经济、有效的方式。

随着未来污泥泥质的改善，以及污泥预处理 厌氧消化技术、污泥高干度厌氧消化技术、污泥与城市有机质协同厌氧发酵等技术的开发应用，加上污泥厌氧消化效率及产气率的提高、未来能源价格的上涨及能源的总量控制，厌氧消化设备的国产化率提升，污泥厌氧稳定的总体效益将会得到大大提高。

2.2.3 污泥卫生填埋无污泥稳定化的要求

发达 对污泥稳定化有明确要求，只有后续处置过程有明确的稳定化处置工艺时才可以考虑在污水处理厂内不建稳定化处理设施（如集中好氧堆肥、焚烧等）。未经稳定化处理的污泥不能卫生填埋。由于我国没有这一要求，使得目前我国进入填埋场处置的污泥（占总量的40%～60%）无需进行稳定化处理。

2.2.4 缺乏强有力的约束性指标

我国对污泥处理在建设过程中没有明确的污水厂内污泥稳定化和无害化的强制性规范要求和监管指标，监管部门缺少像污水处理出水COD这样的约束性指标来实现污泥的稳定化和无害化处理，导致污水处理厂在设计建设过程中无需考虑污泥的稳定化和无害化处理。

2.3 污泥处置目标和技术路线方向面临双重选择

国外发达 在实现污泥安全处置的基础上，已经开始向低碳与资源化的方向发展，由于我国污水处理起步较晚，污泥的处置面临着安全处置和资源化利用的双重选择，到底应该把污泥看作废弃物还是资源，意见不一致。在将来是否继续允许污泥填埋，针对资源化的处置手段有何政策， 优先发展何种处置方式等问题没有明确的情况下，地方政府往往因地制宜，采用简易的临时性手段来解决污泥问题。

2.4 政府相关部门的协调

污泥的处置在 范围内都是一个难题，一方面由于投资很大，经济效益难以体现，另一方面涉及到的部门广，需要各方面协调和配合，如农业部门、林业部门、环保部门以及建设部门等。

城镇污水处理厂污泥的处理处置不同于污水处理，污水处理基本上是建设部门内部的事情，推进的工作难度低。但污泥处理处置是一个需要跨行业、跨部门的难题，需要部门之间的相关政策协调。如果不同的部门从自身管理职能出发，制定相应的政策、规范和标准，将有可能使部门之间的政策、标准相互矛盾，使污泥处理处置在操作层面上很难推进，面临技术路线的选择和政策与法律法规方面的障碍。

3 国外污泥处理处置的现状和经验

国外发达 很早就意识到污泥的处理处置是污水处理过程中必不可少的环节，从法律和政策上都对污泥处理处置的目标作了明确规定，并在执行上通过一系列政策予以保障。尽管在执行过程中也遇到与我国类似的跨行业等方面的协调问题，但是由于从 层面目标明确，政策体系完善，使得污泥处理处置的问题得到了比较好的解决。

3.1 国外污泥处理处置现状

美国有约16000座污水处理厂，服务2.3亿人口，日处理污水量1.5亿m³，年产污泥量3500万t（以80%含水率计）。建有650座集中厌氧消化设施处理58%的污泥；700座好氧发酵稳定处理设施处理22%的污泥；污泥的处置方式分布为：60%农用、3%生态修复、17%填埋和20%焚烧。

欧盟 的50000座污水处理厂年产污泥量4000万t（以80%含水率计），有50%以上的污泥进行了厌氧消化稳定处理，其中英国的污泥厌氧消化率达到66%。污泥的处置方式为：50%以上农用、20%填埋、20%焚烧，污泥填埋量持续减少，土地利用量逐渐增加，焚烧量维持不变。英国、丹麦、挪威、芬兰、卢森堡的土地利用均已超过60%。

德国的城市污水处理厂总规模达2800万m³，污泥年产量1000万t（以80%含水率计），污泥已经实现100%的稳定化处理，对稳定化（厌氧消化停留时间不小于20d、好氧稳定污泥泥龄大于25d、好氧堆肥温度不小于55℃等）和无害化提出了量化的约束性指标，规模5000m³/d以上的污水处理厂采用污泥厌氧消化稳定工艺。通过回收污泥中的生物质能源可以满足污水处理厂40%～60%的电耗需求，碳减排效益十分明显，污泥的处置50%土地利用，50%为焚烧或协同焚烧，污泥填埋要求有机质含量低于5%，脱水污泥已禁止进入填埋场。

英国规划2020年可再生能源要达到总能耗的15%，污水行业要求达到20%。据此制定了有机物质厌氧消化设施的建设规划：将回收近9000万t农牧业可降解废弃物，1500万t市政可降解固体，750万t污泥中的生物质能，所有生物质能进行发电（CHP）或热能综合利用。

3.2 管理和监管体系

国外污泥处理处置在管理和执行层面上责任主体明确，管理层面责任主体有 的专家委员会指导制定污泥持料处置规划、目标和技术路线，建设部门负责项目立项和审核，监管执法部门负责监管。污泥处理和处置执行层面责任主体为地方建设部门，污水处理厂或具有污泥处置资质的运营公司。

污水处理厂在规划时必须考虑污泥的稳定化、无害化处理，并提出污泥处置的方案，才能通过立项，批准建设。通过监管部门，对污泥的出厂质量及污泥去向进行严格跟踪监控，监控指标和污水排放标准一样具有同等的法律约束力。

在发达 污泥处理处置的运营成本、投资成本和污水处理成本相当，为了使污泥处理和安全处置的有效执行，水费中有近50%是用于污泥处理处置。同时对污泥处理资源化利用采取了一系列政策上的优惠和资金上的补贴。

3.3 资源化利用是发展趋势

近年来围绕能源、资源短缺，全球气候变化等热点问题，国外发达 已经不再将污泥视为废弃物，根据德国循环经济法，已从法律层面上把污泥定义为资源物而不是废弃物，通过技术开发和政策扶持鼓励和强化对污泥进行资源化利用。

从污泥中提取能源，是污泥资源化利用的重要内容，欧盟越来越重视新技术的开发和应用，近年来开发了如污泥超声波破解、污泥高温高压热水解、污泥与有机物协同消化制生物燃气、污泥热解碳化、污泥热解气化、污泥协同焚烧、污泥磷回收等新技术，提高污泥的高效资源化利用率，向污泥要资源和能源，实现了产能与减碳的循环经济目标。

随着环保和资源化利用技术的日益发展，发达 已将污泥资源化利用列为重要目标，通过限制填埋等法规促进污泥的资源化利用。从2000年开始，欧洲已经对污泥填埋征收填埋税，要求减少直至完全禁止填埋。

随着环保和资源化利用的呼声日益高涨，能源、资源紧缺，发达 已通过类似于太阳能、风能等政府补贴的形式将污泥处理的能源化资源化利用列为主要发展方向。

4 对我国污泥处理处置的发展的几点思考

我国城镇污泥处理处置起步晚且任务紧迫，可以充分吸取西方发达 的成功经验，利用我国巨大的市场优势和西方发达 对污泥能源化、资源化新技术开发起步时间不长的契机，发挥科技力量，抢占污泥能源化、资源化利用技术的制高点，站在更高的层面上实现跨越式发展，引领污泥处理处置能源化、资源化的发展未来，因此面临着巨大的挑战和难得的发展机遇。为了解决我国目前污泥处理处置的难题，有以下几点思考：

4.1 明确污水处理厂污泥的稳定化和无害化处理目标

根据国外的成功经验，结合污泥管理监管的特点，按照“污泥集中或污水处理厂内稳定化，无害化处理；后续多元化污泥处置”原则，把污泥的稳定化和无害化处理应归入污水处理厂范畴，和污水处理厂同步进行建设管理，一方面便于监管考核，另一方面利用污水处理厂的条件，解决污泥稳定化、无害化处理环节产生的污染物。由于目前我国污水处理厂污泥处理仅实现了污泥减容，还未实现稳定化和无害化，下一步应加强政策支持和财政投入，对已建的厂进行污泥稳定化、无害化处理改造，如果没有场地，可采用集中式污泥处理模式，对新建厂要明确污泥稳定化无害化处理的具体要求。

4.2 明确污泥处理处置的技术路线

根据我国的国情和未来社会可持续发展的要求，地域、区域经济发展不平衡的现状，制定因地制宜、远近结合的污泥处理处置技术路线。发达城市应以资源化利用为主要目标，不发达城市和地区可以考虑以稳定化、无害化为处理处置近期目标，同时考虑未来污泥资源化利用的可能性。对技术路线的选择和评估除了经济效益外，要强化污泥处理和碳排放等其他环境社会效益的考量。

4.3 加强政府部门的协调，打破污泥土地利用的瓶颈

根据发达 的经验，污泥填埋处置是一种不可续的处置方式。未来我国的污泥处置模式将以土地利用和重金属含量高的污泥热处理及建材利用（热解、焚烧、协同焚烧）为发展方向。从我国国情以及未来社会低碳及可持续发展要求的角度，污泥土地利用将是我国污泥处置的重要方式，但土地利用需要有很好的监管体系及园林、农业部门的支持、认同和配合，正确客观地评价污泥处置土地利用的环境风险，提出适合我国国情并真正具有可操作性的污泥处置土地利用的规范和标准，并使监管考核指标具有法律的约束力。

4.4 完善污泥处理处置产业化政策

由于安全可靠的污泥处理处置需要有大量的资金投入和政策配套，需要制定污泥处理处置设施建设和运营的保障性措施，引导和推动产业健康发展。下一步应逐步完善污泥处理收费体系，建立合理的价格机制。采取鼓励和扶持污泥处理处置产业发展的财政、税费优惠措施，以财政补贴、税费减免等经济杠杆引导和支持企业从事污泥处理处置工作（如德国采用绿色能源法来补贴污泥处理过程的能源回收等优惠政策）。

4.5 积极鼓励污泥的能源化、资源化利用发展趋势

目前我国面临着能源危机、资源短缺、全球气候变化、土壤矿化等挑战，我国是目前 上 大能源消耗国，2011年石油对外依存度超过60%。根据可再生能源中长期发展规划，到2020年可再生能源消费量达到能源消费总量的15%。与其他可再生能源（如太阳能、风能等）相比，在处理污泥的同时回收生物质能是一种成本较低的方式。

磷资源是人类生产不可替代的元素，统计结果表明， 上现有的磷资源开采量还有100～300a，西方发达 对磷的短缺已引起高度重视，污泥中含有丰富的磷资源，通过污泥的磷回收或土地利用，可实现磷的循环，同时利用污泥中含有的大量有机质、氮、磷、钾等资源，进入土壤可以缓解土壤矿化问题，对保障粮食安全有十分重要的意义。

为了实现我国的低碳经济和可持续性发展的目标，应利用我国目前污泥处理刚刚起步的契机，积极鼓励污泥的能源化、资源化利用，采用优惠的补贴政策如再生能源、碳减排交易等手段，加强污泥能源化、资源化利用技术的开发与推广，强化向污泥要能源和资源，而改变将污泥视为危险废弃物和“消灭污泥”的观念。

如果将污泥中的有机质转化成能源，并将污泥中营养元素得到充分的回收利用，减少温室气体排放，将产生巨大的环境和社会效益。

4.6 加大污泥处理处置领域的科研投入，鼓励新技术的开发和示范

近年来随着 对污泥处理处置越来越重视，企业和高效在污泥处理处置新技术开发上取得了很大的进展，如高含固厌氧消化技术、高温高压热水解预处理技术、pH调控污泥预处理技术、污泥热解生物碳技术、污泥热解气化技术、污泥干化技术、污泥协同焚烧技术、沼气提纯制燃气技术等。但在科研投入方面同样存在“重水轻泥”，应利用解决我国污泥处理难题的契机，加大各项基金对污泥处理处置标准规范研究，能源化、资源化利用途径，新技术和重大设备的产业化研发的投入，有计划地建立一批新技术的示范工程，为解决我国污泥问题提供强有力的科学技术支撑，引领污泥处理处置能源化、资源化利用发展的未来。