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污泥处理处置行业现状1.1污泥产量大、有效处置率低据住房和城乡建设部“全国城镇污水处理管理信息系统”数据统计结果，2017年底我国已建成城镇污水处理厂5192座，污水处理能力达1.93亿m3/日，为保障国家的污水减排目标实现和水环境改善，做出了巨大贡献。当前，我国污水处理厂每年产生的市政污泥已超过3 000万吨(含水率80%)，伴随污水处理量的增加剩余污泥也大量增加，污泥处理处置形势十分严峻。我国目前污泥处理处置的方式主要包括污泥厌氧消化和好氧堆肥后的土地利用、焚烧、填埋、建材利用等。据住房和城乡建设部“城镇水务管理信息系统”统计，我国2018年上半年产生的1 800万吨市政污泥(含水率80%)中用于土地利用占26.5%，建材利用占14.4%，焚烧利用的占25.0%，卫生填埋的占24.1%，另有约9.3%的被其他方式综合处理。在上述处理处置的污泥中，采用露天堆放和外运的污泥部分未得到有效处置，在此过程中伴随着严重的重金属、有机污染物和细菌等有害物质的二次污染；采用卫生填埋处理的污泥虽然处理方法简单易行，但是污泥填埋占用大量土地资源，处理不当污泥的渗出液极易造成地下水污染。因此，无论从环境治理的迫切需要还是巨大的市场需求来谈，都要求我国污泥处理处置产业加快发展速度，以满足“美丽中国”建设下的环保需求和污染防治需求。

1.2污泥处理处置工艺百花齐放，缺少引领工艺路线我国常见的污泥处理技术包括传统厌氧消化、热水解+高含固厌氧消化结合、好氧堆肥、污泥焚烧、污泥热解气化处理技术、卫生填埋以及污泥水热干化等。传统厌氧消化技术利用微生物厌氧条件将污泥中有机物转化为高值的甲烷等产品，且消化后的污泥可作为有机肥进行土地利用，从而实现污泥的减量化、无害化和资源化；青岛麦岛污水处理厂和大连夏家河等均采用该技术进行污泥处理，上述工艺运行稳定、环境和经济效益显著，但该技术易受污泥有机质含量的影响，且存在污泥消化时间较长、消化后污泥出路不畅等问题。其次关键设备和配套设施主要依靠进口，导致投资和运行费用偏高，这也导致该项技术在实际的工程应用大部分处于较差的运行状况。热水解+厌氧消化技术利用高温高压蒸汽预处理技术破坏污泥中微生物细胞壁和细胞结构，使污泥中的胞外聚合物和大分子有机物发生裂解，在改善污泥的可生化降解性、降低污泥粘度和含水率的同时，能有效提升污泥厌氧消化效率，北京小红门污泥处理处置工程、长沙市污泥处理处置工程等均采用该技术；该技术依然存在以下主要问题：(1)设备操作复杂，运行维护费用高；(2)热水解消化液氨氮与COD浓度高且难处理；(3)热水解过程存在热量浪费等。好氧堆肥技术利用微生物代谢作用，可将污泥中有机物转化为稳定的腐殖质，该技术在长春市污泥处理处置工程、秦皇岛污泥处理处置工程中得到了实际应用。该工艺具有自动化程度高、周期短、占地面积小等特点，但存在曝气量大、碳减排效果不突出、需要进行尾气除臭等问题。污泥焚烧技术利用脱水后污泥具有一定热值的特点来处置污泥；由于我国市政污泥中有机质含量偏低，热值较低，一般与燃煤、生活垃圾等协同焚烧处理。如浙江嘉兴新嘉爱斯热电厂、富阳市污泥燃烧项目均采用该技术对污泥进行最终处置。该工艺对污泥处置彻底，但存在排放烟气、炉渣、飞灰以、噪声污染以及能耗高等问题；尽管污泥焚烧设备已经实现国产化，但设备和配套的烟气处理设施质量良莠不齐，运行状况较差。污泥热解气化主要是在微正压、无氧或缺氧条件下将污泥加热，使污泥中的有机物等物质发生热裂解等反应，转化为热解油、可燃气体、生物炭等产物的过程，污泥的热解产物主要包括甲烷、一氧化碳、氢气、焦炭、焦油等。污泥热解气化具有反应彻底、二次产物少等优点。通常情况下，市政污泥中有机质热值偏低，故可通过优化调控进料C、H、O等元素的比例来全面提升污泥热解气化的经济性，如将污泥与其他原料混合后再进行热解气化。常见的污泥热解气化主要包括外热式固定床气化、微波热解、超临界气化等形式。生物除磷的原理所有生物除磷工艺皆为活性污泥法的修改，即在原有活性污泥工艺的基础上，通过设置一个厌气阶段，选择能过量吸收并贮藏磷的微生物（称为聚磷微生物），以降低出水的磷含量。活性污泥中的细菌，如不动杆菌属（Acinetobacter）、气单胞菌（Aeromonas）、棒杆菌属（Corynebacterium）、微丝菌（Microthrixsp.）等，当生活在营养丰富的环境中，在即将进入对数生长期时，为大量分裂作准备，细胞能从外界大量吸收可溶性磷酸盐，在体内合成多聚磷酸盐而积累起来，供下阶段对数生长时期合成核酸耗用磷素之需。另外，细菌经过对数生长期而进入静止期时，这时大部分细胞已停止繁殖，核酸的合成虽已停止，对磷的需要量也已很低，但若环境中的磷源仍有剩余，细胞又有一定的能量时，仍能从外界吸收磷素，以多聚磷酸盐（见图1）的形式积累于细胞内，作为贮存物质。但当细菌细胞处于极为不利的生活条件时，例如使好气细菌处于厌气条件下，即所谓细菌“压抑”状态时，积累于体内的多聚磷酸盐就会分解，并释放到环境中来，在这过程中同时有能量释放，供细菌在不利环境中维持其生存所需，此时菌体内多聚磷酸盐就逐渐消失，而以可溶性单磷酸盐的形式排到体外环境中，如果该类细菌再次进入营养丰富的好氧环境时，它将重复上述的体内聚磷。细菌在好气与厌气条件下的吸磷和放磷过程，可简单地以下列反应式表示：生物除磷系统的基本工艺流程1主流生物除磷工艺A/O工艺A/O除磷工艺其最主要特征如下：高负荷、低泥龄运行，系统中不存在硝酸盐对厌氧释磷的影响，所以除磷效果好。A2/O工艺在实际运行中，A2/O工艺也与A/O工艺一样，要求在高速率下运行，即水力停留时间短、泥龄短，才能获得较高的除磷效果，缺氧区停留时间大致在0.5～1.0h。当进水总磷约为10mg/L时，除磷率一般为85%～90%[1]。Bardenpho工艺1974年，BARNARD报导，他所首创的硝化、反硝化脱氮Bardenpho工艺中，有时发现有很好的除磷效果。在他以生活污水为进水的小试中，除了有很好的去除BOD及90%～95%的去氮效果外，去磷率也高达97%。随着我国经济发展过程中对环境保护意识的不断加强，城镇污水处理行业在过去的二十年里迅速发展，如我国城镇污水处理率从1998年的不足16.2%飙升至2017年底的95.0%，环境效益显著。在我国污水事业发展过程中，“重水轻泥”问题突出，对污泥处理处置设施的建设重视不够、投资不足，造成大量的城镇污泥未得到有效处置，污泥问题凸显；据统计，我国2018年上半年(1月~6月)城镇污泥年产量约为1800万吨（80%含水率）。由于污水处理过程中约40%的污染物最终进入市政污泥，故我国较低的污泥处理处置率使得污泥的二次污染问题十分严峻。基于此，我国在《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》对污泥的处理处置提出了明确要求(到2020年底地级及以上城市污泥无害化处置率达到90%，其他城市达到75%)，结合国家生态文明建设和美丽中国建设的总体需求，特别是习总书记对“垃圾围城”、“雾霾频发”、“饮水不安全”、“土壤污染”、“黑臭河道”等环境问题的关注和总体部署，可以断定未来的五年之内我国城镇污泥处理处置工作将迅速推进，预计行业体量将达到千亿级。

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