【干货】污泥处理处置大家谈

丰年雪好大 2016-06-23

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李成江|透过经典示范工程——看我国污泥处理处置技术发展方向

原创 2016-05-23 李成江

高视角总结我国污泥处置技术现状，结合国内几个引人注目的经典示范工程，前瞻性地指出我国污泥处理处置技术发展方向——污泥处理从减容、减量、稳定化、无害化向资源化过渡发展；选择污泥处理处置工艺路线要因地制宜，在一座城市可有几种方式，实现互补。

李成江中国市政工程华北设计研究总院有限公司总工教授级高工

（本文根据作者在“第七届中国城镇污泥处理处置技术与应用”会议报告整理）

一、污泥处理处置现状

目前，各种污泥处理主流工艺在国内都有不少应用案例，普及程度低。

总体看，形式单一，稳定化、减量化程度不高。部分城市污泥处理主流工艺仍为浓缩脱水外运，脱水污泥含水率为50--80%左右，减量化、稳定化效果不明显。后续处置问题多，目前应用较多的深度脱水没解决稳定化问题，仅为过渡方案。

污泥处理处置能力不足，污泥处理处于建设的普及阶段。

污泥处理处置关键技术与设备还不能满足工程的需要；污泥深度脱水技术与设备的开发（降低药耗减少二次污染）；污泥消化技术需进一步优化提高；各种堆肥技术与设备的开发；污泥热干化、焚烧技术与设备的集成开发；污泥堆肥后土地利用的潜在环境风险跟踪研究。

污泥处理处置途径

国内污泥处理主要单元技术有；

污泥热水解预处理、厌氧消化、深度脱水、好氧堆肥、热干化、单独焚烧、协同焚烧、石灰稳定等。

在技术路线选择上，应综合考虑污泥泥质特征、当地的土地资源、环境背景状况、经济社会发展水平等因素，在减容、减量、稳定化、无害化基础上充分考虑资源化。因地制宜地确定本地区的污泥处置方式或组合。

目前污泥处置的主要方向

南方大城市以污泥干化、焚烧填埋或建材利用为主，堆肥土地利用（绿化为主途径）为辅（深圳、杭州、上海、重庆）

北方大城市以污泥厌氧消化、干化综合利用为主、堆肥土地利用为辅。（北京、天津、长春、青岛）

中等城市以污泥厌氧消化、堆肥土地利用为主（绿化）

从低碳经济、循环利用角度分析，优先序为

高温热水解预处理——厌氧消化—深度脱水—高温好氧发酵—土地利用

高温热水解预处理—厌氧消化—深度脱水--干化—土地利用/建材利用

脱水污泥--高温好氧发酵—土地利用

污泥热解—回收蛋白—深度脱水—绿化用土/建材用土/燃料

污泥干化--焚烧—建材利用/填埋

污泥干化—（水泥窑/电厂/垃圾厂/陶粒）焚烧—建材利用

过渡期或应急处理可采用

过渡期或应急处理可采用

石灰处理/改性—土地利用

二、经典示范工程

污泥厌氧消化

1）天津市津南污水厂高浓度污泥厌氧消化（循环经济示范工程）

津南污水处理厂近期污水55万m³/d、污泥800t/d（含水率80%）

污泥处理工艺：高浓度污泥厌氧消化板框脱水干化

干化后产生含水率40%的污泥202t/d，交天津市环境建设投资有限公司作为生产有机肥料的原料。

污泥脱水和消化产生的高浓度滤液2000m³/d，采用“磷酸铵镁除磷 ANAMMOX菌脱氮”工艺，处理后出水排至津南污水厂进水区进行再处理。除磷产生的鸟粪石500t/d，作为肥料外售。

本项目厂区占地面积6公顷，投资约59963万元

津南污泥处理厂厌氧消化系统

2）长沙污泥集中处置工程---高温热水解厌氧消化

规模500m³/d，其中餐厨垃圾66m³/d，混合污泥有机物含量53%

提高消化速率，减小污泥消化时间，污泥的流动性更强，可提高进入消化池污泥浓度，减小消化池容积约40-50%

污泥处于高温、高压环境下，细菌、病毒等基本均被灭活，因此经消化处理后的污泥细菌指标可达到美国EPA503中A级农用标准；

提高可溶解COD，沼气量得到较大的提高，沼气中H₂S的含量更低，更有利于沼气的利用，消化过程中泡沫的产生量极少，污泥臭味小；

热水解消化后的污泥，经板框脱水含固率可以达到40%，可以减少污泥热干化的蒸发量。

工程总投资37785.36万元

单位生产成本347.9元/吨湿污泥

单位经营成本161.36元/吨湿污泥

长沙污泥集中处置工程

污泥厌氧消化工艺总结

污泥厌氧消化技术是一种有效、低成本的污泥稳定化技术，随着国内污泥有机质含量的升高污泥厌氧消化技术的提高，工程应用逐步增加。原因，生物能回收率高、碳减排、综合成本低、环境友好。

随着民众环境意识的增强。污泥厌氧消化系统建在污水厂内，比单独建设污泥处理厂更容易实施。

高浓度污泥厌氧消化、高温热水解污泥厌氧消化在一段时间会共同发展。

加快工艺与设备国产化将促进该技术的发展。

高效污泥厌氧消化高效脱水干化的污泥解决方案系统完整、适应面宽。

投资与运行成本接近污泥好氧堆肥。碳减排量更大,碳足迹更低。

污泥深度脱水

当污泥含固率要求达到30-50%时，一般采用板框脱水机，污泥的调理需要加石灰、无机絮凝剂。目前国内正在开展这方面的研究与示范，已实施了多项工程。同时，通过其他方式降低污泥表面吸水性减少调理剂用量的污泥深度脱水方法也在不断诞生，如，臭氧氧化催化污泥深度脱水、污泥碱式热水解深度脱水技术、低温碳化技术等。

石灰铁盐调理污泥深度脱水项目

臭氧氧化催化污泥深度脱水项目，脱水污泥含水率小于60%。

体会

常温臭氧氧化催化、污泥碱性热水解二种污泥深度技术脱水仅需按常规加药量都可使污泥含水小于60%，在满足深度脱水要求前提下为污泥后续处理留有更多选择。

热干化实例

国内某240t污泥/d的二段干化工程，投资1.8亿元，热源用天然气。

国内某100t污泥/d的二段干化工程，投资1.4亿元，（包括二期100t污泥/d的厂房）热源为垃圾焚烧厂的蒸汽，经营成本246元/ t污泥。

国内某400t污泥/d的带式干化工程，初步设计概算为18634万元，单位生产成本为303元/吨湿污泥

占地0.95公顷。干化热源热电厂的烟气转换成90℃的热水，将湿污泥干化至60%含固率后填埋。

污泥干化焚烧

湿污泥循环流化床一体化焚烧工艺及特点

示范工程

杭州七格污水厂100 t/d污泥焚烧示范工程外观

100t/d循环流化床一体化污泥焚烧炉

污泥干化焚烧体会与问题

在土地资源稀缺与人口密度较高东部区域干化焚烧是污泥处理处置的重要出路。

污泥焚烧选址困难（在污水厂内、协同焚烧）

加强工艺与设备成套技术研发有利于推进工程应用

设备制造与投资结合是技术产业化的主要力量

三、污泥处理技术发展方向

1、日本的污水高效分离污泥高效高温消化

日本的污泥处理处置基本上以焚烧后建材利用或填埋为主，总体污泥利用率2010年为77%，2010年内阁会议要求到2020年污泥的综合利用率达到85%，并以回收生物能为资源化利用的主要途径，优先采用节能高效的污泥浓缩、高效率厌氧消化，消化污泥脱水后经固体燃料化变成燃料或肥料。

日本最新开发的污水处理新技术示范工程；污水采用高效分离提高SS去除率，可大大节省二级生物处理的能耗，同时增加污泥产量，污泥处理采用高效高温厌氧消化（在厌氧消化罐投加填料、温度50度左右），全系统生物质回收量增加，能耗大大降低，建设费用与运行成本也相应降低。分别为，建设费用降低25%，运营费用降低38%，温室气体降低44%、电力使用量减少58%的增和效果。

污泥高温热水解加厌氧消化，脱水污泥干化后可以做肥料或燃料。与传统厌氧消化比，污泥中N、P含量明显增加，原来的N含量是2.6%， P是4.69%，现在是9.14和18.36%，肥效明显提高。

2、污泥超高温好氧发酵（发酵温度最高达120℃）

资料显示一般污泥好氧发酵，发酵温度最高不超过80℃，本技术可通过YM细菌分解有机物自然发热至120℃，一般运行温度为90℃-120℃。

发酵后含水率低于35%，减量可达80%。

由于发酵温度高，水分得到充分蒸发，发酵后含水率低于35%。同时发酵彻底，剩余物质少，减量可达80%。一般好氧发酵减量不超过50%，发酵时还需添加秸秆等辅料，处理后污泥体积基本未减少。污泥超高温好氧发酵不需添加任何辅料，成本低。

YM菌超高温发酵只需把发酵后的产物与污泥混合，经过适宜的发酵周期即可完成发酵，发酵不需添加任何辅料，成本相应降低。

污泥超高温好氧发酵项目

四、污泥处理处置的发展

污泥排放的严格监管是污泥处理处置的前提与动力

选择污泥处理处置工艺路线要因地制宜，在一座城市可有几种方式，实现互补。

近几年污泥处理的技术研讨与工程实践为污泥处理工程的普及建设起到了指导作用

随着碳减排要求的提高，污泥处理从减容、减量、稳定化、无害化向资源化过渡发展

技术发展方向

污泥热水解厌氧消化

高浓度污泥厌氧消化

高效污泥脱水技术

污泥碳化技术

污泥干化/焚烧

污泥高效堆肥技术

高氨氮污水厌氧氨氧化

回收消化液氮、磷的技术

题目：污泥处理处置技术探讨报告人：中国市政工程华北设计研究总院李成江总工教授级高工

2015-06-29 污泥联盟 water8848

污泥处理处置技术探讨

2015-06-27 中国给水排水

北京市市政工程设计研究院黄鸥副总工：北京市污泥处理处置开创新思路

2016-04-19 water8848

北京市污泥处理处置开创新思路

原创 2016-04-18 黄鸥中国给水排水

编者按

北京市原污泥处置总体思路（2008年—2012年）为中心区以干化、协同焚烧为主，郊区以堆肥为主，实现污泥无害化，资源化处置和循环利用。然而，2013年后北京市制定了水环境治理三年行动计划以及一些相关产业调整：中心城区再新增五座再生水厂，污泥量大幅增加；为治理雾霾，现有电厂由燃煤改为天然气，余热利用情况发生变化，且蒸汽价格大幅提高（原65元/吨计，后267元/吨）；北京市产业升级政策，对现有水泥行业的影响。结合以上因素，北京市污泥处理处置开创了新思路，目标转向热水解厌氧消化，提出了污泥热水解—厌氧消化—深度脱水—土地利用的新的技术路线。优势如下：污泥稳定，且热水解消化池容小，能解决建设用地的问题。工艺方面：调整热干化为深度脱水，其余维持原工艺路线。

作者：黄鸥，北京市市政工程设计研究院副总工。

一、北京市污水厂污泥泥质

北京市污水处理厂污泥特性主要表现为：

（1）营养物质丰富。中心城区污水处理厂污泥氮、磷、钾和有机质含量分别为3.1%、1.9%、4200mg/kg和55%~62%；郊区污泥氮、磷、钾和有机质含量分别为4.4%、2.6%、740mg/kg和50%~54%。

（2）有较高的热值。以中心城区污泥为例，干基热值可达到11760kJ/kg，相当于0.47kg标准煤（热值25200kJ/kg）。

（3）重金属含量符合标准要求。城区污水处理厂污泥重金属指标已满足现行资源化利用标准GB/T 24600-2009《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》、GB/T 23486-2009《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》和CJ/T 309-2009(B级)《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质标准》要求。

郊区污水处理厂污泥重金属指标基本符合标准要求，仅个别污水处理厂污泥存在局部时段超标。随着北京产业结构进一步优化调整，可以预计污泥的重金属含量将持续降低并达到标准要求。

（4）污泥中含有大量病原菌。目前常规污泥处理工艺中，粪大肠菌群值超过资源化利用标准的要求。

根据对北京市污泥特性的分析，现况污水处理厂污泥处理后可以有广泛的途径，如：采用土地利用方式可实现有机养分的资源化利用；采用厌氧消化方式可实现污泥稳定和沼气利用。

二、原污泥处置总体思路（2008年—2012年）

按照建设“科技北京、绿色北京、人文北京”的发展战略，综合考虑本市经济社会发展阶段和土地资源紧缺的特点，本市污泥处置应坚持“因地制宜、技术多元、循环利用”的原则，中心区以干化、协同焚烧为主，郊区以堆肥为主，实现污泥无害化，资源化处置和循环利用。

中心城区就近利用热电厂和水泥厂余热资源，通过干化和焚烧相结合的方式，实现污泥的资源化循环利用和彻底处置。郊区结合土地改良的需要，主要采用堆肥方式，通过沙荒地改造和林地施肥等处置。

原规划方案

（1）污水处理厂内干化模式。高碑店污水处理厂拟采用华能热电厂余热和自产沼气、小红门污水处理厂利用自产沼气、规划郑王坟污水处理厂采用自产沼气和草桥电厂余热干化污泥，干化后污泥通过工业燃料、建材原料、土地利用等方式处置。

（2）水泥窑焚烧模式。比照北京水泥厂污泥处置项目，将污水处理厂湿泥外运到琉璃河水泥厂、利用水泥窑余热干化，作为水泥生产原料焚烧，实现污泥的彻底处置。

（3）堆肥处置模式。结合郊区相对分散的污水处理厂建设，就近建设堆肥场，通过土地利用实现污泥的资源化循环利用，可通过扩建庞各庄堆肥场解决部分中心城区污水，郊区污泥可就近建设堆肥设施。

具体项目：

（1）高碑店污水处理厂污泥干化工程。利用华能热电厂的余热蒸汽，采用带式干燥机，将高碑店污水厂的脱水污泥从含水率80%干燥到10%～35%。规模从较早方案的800吨/日调整到1100吨/日。投资估算5.6亿元，单方污泥处理经营成本为225.8元。

（2）大兴庞各庄污泥堆肥厂改扩建工程。在原300吨/日的基础上改扩建至600吨/日。鉴于用地紧张，并留有发展余地，采用立体堆肥工艺。投资估算3.17亿元，单方污泥处理经营成本为215元。

（3）北京水泥厂处理处置污泥项目。利用水泥窑分解炉高温烟气通过导热油干燥污泥，将脱水污泥从含水率80%干燥到10%～35%，然后进入水泥窑焚烧。规模500吨/日，投资1.73亿元，政府补贴315元/吨湿泥。

计划项目：

（1）琉璃河水泥厂处理处置污泥项目。计划规模600吨/日，计划投资2.5亿元。

（2）小红门热干化焚烧项目。计划规模600吨/日，计划投资4.7亿元。

（3）各郊区污泥堆肥项目。计划规模100～200吨/日不等。

厌氧消化流程简图

北京高碑店污水厂柱形消化池

三、2013年后污泥处置新思路

2013年后北京市制定了水环境治理三年行动计划并进行了一些相关产业调整：

1、中心城区再新增五座再生水厂（共158万吨/日），污水处理量、污泥量均大幅增加。

2、为治理雾霾，现有电厂由燃煤改为天然气，余热利用情况发生变化，且蒸汽价格大幅提高（原65元/吨计，后267元/吨）。

3、北京市产业升级政策，对现有水泥行业的影响。

4、现况庞各庄污泥堆肥厂受当地环境规划限制扩建受影响，项目进展缓慢。

5、清河污泥干化厂热源成本提高，加大了处理成本。

6、考虑在污水厂内建热电联供系统（解决污水厂用电、余热用于污泥干化热源）燃料为天然气。

7、填埋、水泥窑受限，必须加大土地利用力度。

面临的问题：

(1) 通过提标改造及三年行动方案，污泥产量将多出一倍，达6000多吨。

(2) 为治理北京空气污染，火力发电厂将逐步改为燃气电厂，蒸汽价格将由原来的65元/吨上涨到267元/吨，先不论化石能源问题，即使采用在污水厂内建设热电联供设施，蒸汽价格仍然居高不下，如何经济有效地解决减量化问题？

(3) 本市污泥有机成分较高，如何进行资源化利用？如何解决污泥稳定化的问题？

(4) 相关标准有严格的无害化要求，如何解决？

(5) 污泥（包括污水厂的）臭气控制受到高度重视，如何解决污泥臭味污染问题？

(6) 新增建设用地十分困难，立足厂内处理，现有构筑物需要拆改整合。

可见，污泥处理量进一步增加，从每年3000多吨增至6000多吨，污泥堆肥用地难以保证；焚烧对市民来说始终是一个敏感的话题； 2013年水环境治理，从治理雾霾的角度，就是我们原来燃煤的热点，全部改成天然气，这样蒸汽的价格就变化很大，一下就翻倍了，所以利用热源干化经济上不划算，对产业也有影响。

那么结合这几种因素，我们把污泥处理处置目标转向热水解厌氧消化，优势如下：污泥稳定，另外热水解消化池容小，能解决建设用地的问题。拿高碑店污水项目来说，没有土地条件去布置新的工艺，原来有16座厌氧消化池，现在把其中8座改为热水解等建设用地，那么能够满足污泥处理目标。

参数对比

表2 传统消化和热水解厌氧消化的设计参数对比

内容		传统消化	热水解消化
内容		设计参数	设计参数
消化（热水解）系统部分	处理污泥量	7336m³	3415 m³
	含水率	96%	91.4%
	消化池容积	147000	61500
	消化产气量	53792m³/d	68452m³/d
	消化产气率	7.3m³/m³	9.3m³/m³
	污泥有机物比例	56%	56%
	污泥消化后有机比例	44%	39.9%
	有机物降解率	39%	48%
	出泥量	7629m³/d	4381m³/d
	含水率（最不利）	~97%	~94.5%

技术路线：

处置方面：

保持主要土地利用，提供满足园林绿化及土地改良标准的产品。

工艺方面：

调整热干化为深度脱水，其余维持原工艺路线。

设施方面：

建设高安屯污泥集中处理中心

建设高碑店污泥处理设施

建设槐房污泥处理设施

建设清河第二污泥处理设施

建设小红门厂污泥处理设施

名称	规模	工艺路线	进度
高碑店污泥处理工程	1358t/d	热水解＋厌氧消化＋板框脱水＋土地利用	在建
小红门污泥处理工程	900t/d		在建
槐房污泥处理工程	1220t/d		在建
清河第二污泥处理工程	814t/d		在建
高安屯污泥处理工程	1836t/d		在建

北京高碑店污泥项目

北京小红门污泥项目

北京清河第二污泥项目

北京高安屯污泥项目

四、问题的思考

1、污泥处理处置相关标准、规范何时才能完善？

2、污泥处理处置相关政策甚至法律何时才能细化，具有可操作性？

3、污泥处理处置相关研究内容何时才能开展或用于制定标准及规范？

4、各地污泥处置方式由谁来组织确定和实施？

本文根据作者在“第七届中国城镇污泥处理处置技术与应用”会议报告整理，后期还会有相关论文发表于《中国给水排水》杂志，敬请跟踪关注。

污泥处理需要一条生态产业链

文章导读

截至2014年底，我国城市污水处理总量达3827239万吨，而城市湿污泥产生量为2143万吨。E20研究院预测，未来5年，国内用于污泥处理基础设施建设的投资规模将达到800亿元人民币。E20首席合伙人傅涛表示，国家污泥处理处置产业技术创新战略联盟的目标是聚焦污泥产业中坚力量，形成多条污泥处理处置统解决方案，建立生态联盟创新机制并形成污泥生态产业链。

来源：科技日报作者：李禾

一座占地70多亩的温室大棚里，草莓正在开花，绿萝和吊兰郁郁葱葱，水流从文竹、果树旁绕过。在大棚中间的一块较大空地上，设有茶座，坐下来喝一杯红茶，欣赏满眼绿色，有阳光从顶上的透光板照射下，即使在冬日，大棚里也是不冷不热，分外惬意。

12月10日，在国家污泥处理处置产业技术创新战略联盟成员单位江苏金山环保工程集团的基地,记者走进了这座并不普通的大棚。

一块板和一张膜的妙用

这座大棚的顶部是由太阳能低温复合膜和透光板组成。“太阳能低温复合膜无害化与资源化处理污泥及温室种植集成技术”技术成果总负责人、金山环保集团董事长钱盘生告诉记者，透光板能给大棚植物生长足够的阳光，而太阳能低温复合膜是使用了高透光性疏水材料制造的太阳能直接干化密闭设备。当含水率80%—85%的污泥，通过传输带均匀进入并分布在密闭的太阳能膜箱内，膜箱表面的高透光率低温复合疏水膜，在太阳光照射下膜箱内温度升高，与外界形成一定温差，污泥吸收热能后水分蒸发，水雾在低温复合疏水膜表层冷凝成液态水并流至集水管。

“大棚植物的灌溉用水，以及绕棚的水流就来自蒸馏出来的水，这样的水可回用，也可直接排放。”钱盘生说，所得的含水率低于8%的干化污泥，再通过输送带自动运输到隔壁的炉子内，通过焙烧等技术得到活性炭，而工业污泥中重金属等物质会固化在碳吸附材料中，不会有二次污染的危害，同时实现了污泥的无害化和资源化;由于只占用了温室大棚的顶部，因此不会大量占用耕地，使环境治理与生态农业的工程融合为一体。

作为“污泥联盟系列活动”，在江苏省宜兴市金山环保公司举行的“金山环保太阳能低温复合膜无害化与资源化处理污泥及温室种植集成技术”评定会上，联盟还邀请了9位业界权威专家对该技术进行评定。

中国科学院生态环境研究中心研究员、中国工程院院士曲久辉，中国人民大学环境学院副院长王洪臣教授，清华大学环境学院教授余刚，国家城市给水排水工程技术研究中心华北市政院郑兴灿总工、北京市政工程设计研究总院李艺总工等组成的专家组一致认为，这是集太阳能低温蒸发干化、污泥制备活性炭及温室种植为一体的技术系统。自动化程度高、实用性强、绿色、循环、低碳、推广应用价值大，技术成果总体上达到国际领先水平。利用该技术成果所建的宜兴百吨级规模的污泥处理处置工程，为污泥处理处置提供新技术和途径，在全国具有良好的示范意义。

联盟执行理事长、E20环境平台首席合伙人傅涛说，国家污泥处理处置产业技术创新战略联盟的首要任务就是“推动创新技术研发”。在2015年，联盟成员共实现5项污泥处理处置技术创新。

除了金山环保的阳能低温复合膜无害化与资源化处理污泥及温室种植集成技术外，还对联盟成员单位的启迪桑德环境集团的“电渗透污泥高干脱水技术”、北京京城环保股份有限公司的“半干化焚烧烟气处理工艺”、新奥环保技术有限公司的“超临界水氧化污泥处理”、绿源科创的“污泥超高温好氧发酵(UTM)技术”进行评定和推广。当前，这些技术都已在北京、上海、江苏等地“落地”，实实在在地为我国污泥无害化处理处置以及资源化，发挥着作用。

不成熟的产业和前景广阔的市场

近些年，随着我国污水处理规模的稳步增长，作为污水处理副产物，污泥产生量也随之增加。据住建部《中国城市建设统计年鉴》统计，截至2014年底，我国城市污水处理总量达3827239万吨，而城市湿污泥产生量为2143万吨，这还不包括由工业企业和园区自主处理污水所产生的工业污泥。

一方面是污水处理耗资巨大，另一方面由于污泥处理不得力，使得“污水白处理了”。多位研究污泥领域的专家表示，不处理污泥，污水处理几乎是无用功，无非是污染物在污水处理厂转了一圈，聚集在污泥里，又回到环境中。

污水中的重金属、有机物、细菌和有害微生物等，大半留在污泥里。污泥处理通行做法是，将污泥脱水，消毒，然后堆肥、风化等，以无害形式回归自然。但据调查，即便是最重视环保的北京，也有大量污泥未经处理，直接进入环境。

但不成熟的产业也意味着一片前景广阔的市场。E20研究院预测，未来5年，国内用于污泥处理基础设施建设的投资规模将达到800亿元人民币。

傅涛说，联盟将在产业内“推行开放合作”、“探索创新产业模式”。截止到2015年11月，联盟较2014年新增成员25家，联盟成员总数达到42家。其中包括无锡国联、E20环境平台、清华大学环境学院、上海市政院等知名企业和科研院所等。每个成员都具有自己独特的核心价值，包括模式和技术等，在污泥市场中有一定影响力;属于污泥处理处置资源化、能源化产业链集群的中坚力量。

“联盟还探索创新产业模式，构建污泥企业技术路线分布图，搭建上下游产业关系，引导产业生态合作;构建生态化的污泥产业联盟，集产业群优势，共生共赢；通过战略、技术、资本、营销、项目五大纽带，推动联盟成员企业间的合作，以团队力量承接需求，分享项目增量。”傅涛说。

保护知识产权、编制技术标准规范

据国家污泥处理处置产业技术创新战略联盟发布的《中国污泥处理处置市场分析报告(2015版)》，按照“十二五”规划要求，到今年，直辖市、省会城市和计划单列市污泥无害化处理处置率应达到80%。但实际上，我国污泥无害化处理率不足30%。因此，选用实用、绿色、资源化程度高的污泥处理技术成为国家和联盟的当务之急。

据介绍，保护知识产权、编制技术标准规范也是联盟的一大任务。当前，联盟通过上海市政设计院等成员单位，正在编制《城市排水管渠通沟污泥处理技术标准》、《城镇污水处理厂污泥深度脱水技术规程》和《城镇污水处理厂污泥好氧发酵技术规程》，预计在2016年完成。

联盟还通过举办论坛和沙龙，推广技术和案例，发布市场调研报告等各种介质扩大联盟影响力，壮大队伍，从产业链接，增量合作等角度出发，促进联盟开放合作。今年，联盟考察与推广的技术案例有上海天山污水处理厂污泥深度脱水工程、上海白龙港污水处理厂污泥处理工程、上海竹园污泥处理工程。

“联盟的目标是聚焦污泥产业中坚力量，形成多条污泥处理处置统解决方案，建立生态联盟创新机制并形成污泥生态产业链。”傅涛说。来源：科技日报作者：李禾

专家观点︱污水处理碳中和运行需要污泥增量

原创 2016-03-27 郝晓地中国给水排水

编者按

污水处理碳中和运行已成为未来污水处理的核心内容，这就使得剩余污泥将成为潜在的能源载体物质，需要以增量方式去获得，从而彻底改变污泥是污水处理过程中的一种“负担”、需以减量方式消灭之的现行观念。为此，欧美等国家通过COD内源截留与外源挖潜方式最大限度地去实现“污泥增量”。对我国市政污水COD普遍偏低的情况，应寻求与厨余垃圾等市政有机固体废弃物共消化之机会方能实现“污泥”增量的目的。

郝晓地（1960-），山西柳林人，教授，从事市政与环境工程专业教学与科研工作，主要研究方向为污水生物脱氮除磷技术；污水处理数学模拟技术；可持续环境生物技术，现为国际水协期刊《Water Research》区域主编（Editor）。

污水处理朝着碳中和运行方向迈进早已成为欧美国家污水处理今后的发展方向。如果以碳中和运行为目标，剩余污泥显然将不再成为污水处理的“负担”，转而变成碳中和运行的紧俏原料。为此，污水处理行业不再需要去一味追求污泥减量化，转而期盼污泥增量化，以增加污水处理能源自给自足的原料份额。然而，剩余污泥的多寡完全取决于进水COD负荷的高低，低的COD负荷必然导致较少的剩余污泥产量，也就意味碳中和运行能量需求可能会出现赤字。因此，以碳中和运行为目标的污泥增量近年来已在国际上悄然兴起，在常规剩余污泥之外还会寻求内源和外源其它途径的污泥增量，如，前端筛分COD技术、后端厌氧共消化技术等。

国外剩余污泥能源转化现状

污水处理碳中和运行的实质就实现整个污水处理过程能源自给自足，为实现这一目标，欧美、甚至周边一些亚洲国家相继颁布了面向21世纪污水处理碳中和运行的路线图，并付诸实践。例如:

荷兰早在2008年便提出了污水处理的NEWs概念，将未来污水处理厂描述为“营养物（Nutrient）”、“能源（Energy）”、“再生水（Water）”三厂（Factories）合一的运行模式。

美国推行的“Carbon-free Water”，期望实现在人们对水的取用、分配、处理、排放全过程达到碳中和。

日本有关部门发布“Sewerage Vision 2100”，指出到本世纪末将完全实现污水处理能源自给自足。

Sewage Sludge to Provide Electricity for Households and Hydrogen to Power Vehicles

目前，欧美国家一些污水处理厂以剩余污泥为主要能源载体，同时结合前端筛分COD（进水COD负荷高时）技术，或后端厌氧共消化（厨余垃圾、食品加工废料、粪便等）技术，以最大化“污泥增量”方式从污水或外源有机物中通过厌氧消化获取能源（CH₄），并已完全或部分实现碳中和运行目标。

污泥能源转化碳中和运行潜力

欧美等国家一些实施碳中和运行目标的污水处理厂也大都以剩余污泥厌氧消化转化能源为主要手段。欧洲等国家因生活习惯、无化粪池、雨污分流、食物破碎等原因往往会形成较高进水COD浓度（600~1 000 mg/L）。一些欧美以碳中和为运行目标的污水处理实例表明，如果进水中COD￡600 mg/L，采用传统处理工艺（如A²/O等脱氮除磷工艺）所产生的剩余污泥量通过厌氧消化转化能源很难完全满足（100%）碳中和运行目标，一般能达到70%碳中和运行率就已足矣。

我国污水中有机物含量较欧美等国家要低得多，因而仅靠产生的剩余污泥难以实现碳中和运行目标。图1绘出了能量平衡计算中剩余污泥（初沉二沉）COD截留率（污泥中总COD与进水COD之比）与碳中和率的关系曲线。图1趋势表明，要想获得更大的碳中和运行率便需要有更多的污泥相对应，即，所谓的“污泥增量”概念。污泥增量从内源COD来源角度看，意味着进水中的COD除满足脱氮除磷对碳源的需求外，应避免COD无目的的直接氧化。

图1 污泥COD截留率与碳中和运行率关系

污泥增量方法与措施

A/B法A段浓缩COD

早在15年前，针对定位于能源与磷回收的可持续市政污水处理，与荷兰代尔夫特理工大学（TU Delft）Mark van Loosdrecht教授合作，我们便提出了如图2所示的概念工艺。为有效截留污水多余（脱氮除磷所需碳源之外）COD并厌氧消化转化为甲烷，利用早年德国A/B法中的A段用于浓缩悬浮状与溶解状COD。与二沉污泥相比，A段截留污泥可消化性较好，可产生甲烷含量较高的生物气。

图2 定位于能源与磷回收的市政污水处理概念工艺

前端筛分COD技术

为最大程度截留进水中COD，欧洲学者还提出通过絮凝后微滤方式截留胶体状与溶解状COD，使之用于厌氧消化转化甲烷的设想并付诸行动。例如，德国柏林某水务集团融资并联合德国KWB组织已经启动旨在回收污水中能源的应用研究项目—CARISMO（Carbon is money，即，碳即是钱），工艺流程如图3所示。

图3 德国CARISMO前端COD筛分及后续污水、污泥处理工艺

污泥共消化技术

污泥共消化发挥了基质间的协同作用，提高了底物的降解速率和降解程度，使能源转化效率显著提高。表1列出了几种不同外源有机废弃物与剩余污泥共消化后呈现出的能量转化效果，剩余污泥与其它有机废弃物共消化潜力可见一斑。

表1 不同种类/比例外源基质与污泥共消化能源转化效果

共消化基质	共消化比例（剩余污泥: 有机废物）	生物气增加量（%）	参考文献
餐厨垃圾	4:1	21	[34]
石莼藻（Ulva sp.）	17:3	26	[35]
油脂废弃物	2:3	285	[36]
灭菌后屠宰废水	19:1	470	[37]