1.1定义与分类
污泥是污水处理后的产物,是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高(可高达99%以上),有机物含量高,容易腐化发臭,并且颗粒较细,比重较小,呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物,可以用泵运输,但它很难通过沉降进行固液分离。
污泥处理,指对污泥进行浓缩、调治、脱水、稳定、干化或焚烧的无害化加工过程。如按污泥在污水中的分离过程分类,污泥大致可以分为五类,其中前三类(初次沉淀池污泥、剩余活性污泥和腐殖污泥,这三者又被统称为生污泥或新鲜污泥类)是目前污泥处理处置的主要对象。
图表 1:按污泥在污水中的分离过程分类
编号 |
污泥类别 |
来源 |
特点 |
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目前主要处理的污泥对象 |
1 |
初次沉淀污泥 |
来自初次沉淀池 |
用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物 |
2 |
剩余活性污泥 |
活性污泥法后端的二次沉淀池 |
易腐蚀发臭;含水率高,含固量在0.5-0.8%;难脱水 |
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3 |
腐殖污泥 |
来自生物滤池等生物膜法处理后的二次沉淀池 |
由污水中悬浮状、胶体状或溶解状的有机污染物组成的某种活性物质 |
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4 |
消化污泥(亦称熟污泥) |
生污泥经厌氧消化或者好氧发酵处理后的沉淀物 |
含水率约为 95%,容易脱水 |
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5 |
化学污泥 |
用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物 |
性质取决于采用的混凝剂的种类(当采用铁盐时可能略呈暗红色);气味较小;极易浓缩和脱水;含有化学处理所产生的沉淀物 |
资料来源:中银国际研究
污水处理而产生的各类污泥含水率普遍高达90%以上,其有机物含量十分高,极易腐烂。污泥中也含有具有潜在利用价值的有机质,氮、磷、钾和各种微量元素。此外污泥中寄生虫卵、病原微生物等致病物质,铜、锌、铬等重金属,以及多氯联苯、二噁英等难降解有毒有害物质,如不妥善处理,易造成二次污染。
根据国民经济行业分类(GBT4754-2011),污泥处理设备属于3591环境保护专用设备,污泥处理属于4620污水处理及其再生利用(指对污水污泥的处理和处置,及净化后的再利用活动)。另根据上市公司行业分类指引(2012年修订),污泥处理归属于N类,水利、环境和公共设施管理业中的第77大类生态保护和环境治理业和78类公共设施管理业。
1.2行业标准
国内外关于污泥处理处置细分行业的政策标准整理如下表:
图表 2:污泥处理行业国内外标准
政策或标准名称 |
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国内政策及标准 |
《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》 |
《城镇污水处理厂污泥泥质》GB24188-2009 |
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《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》GB/T 23486-2009 |
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《城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋用泥质》GB/T 23485-2009 |
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《城镇污水处理厂污泥处置 单独焚烧用泥质》GB/T24602-2009 |
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《城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质》CJ/T 291-2008 |
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《城镇污水处理厂污泥处置 制砖用泥质》CJ/T289-2008 |
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《城镇污水处理厂污泥处置 农用泥质》CJ/T309-2009 |
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《城镇污水处理厂污泥处置 分类》GB/T23484-2009 |
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国际标准 |
美国《污泥利用处置标准》 |
欧盟《污泥农用指导规程》 |
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英国《污泥农业土地利用指南》 |
资料来源:维尔利证券投资部整理
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 8918-2002)要求,城镇污水处理厂的污泥应进行稳定化处理。污泥处理处置应遵循减量化、稳定化、无害化的原则。国标只是指导性的文件,目前为止,国家层面还没有出台相关的政策要求对污水处理厂的出厂污泥进行稳定化处理,有些也仅为推荐标准。因此,目前多数污水处理厂并没有真正重视污泥的稳定化处理。多数污泥在经过脱水、干化处理后就直接进行填埋,只有少数进行了土地利用、焚烧发电、制作建材等资源化处理。
1.3行业监管
污泥处理处置细分行业归属于环境污染治理大类,环保部针对环境污染治理设施运营的资质有明确规定。
根据环保部于2012年4月30日颁布并于2012年8月1日实施的《环境污染治理设施运营资质许可管理办法》,环境污染治理设施的运营者应申请环境污染治理设施运营资质证书,并按照资质证书的规定进行环境污染治理设施运营业务。环境污染治理设施运营资质分为生活污水、工业废水、除尘脱硫脱硝、工业废气、工业固体废物(不含危险废物)、有机废物、生活垃圾、自动连续监测等不同专业类别。自动连续监测设施运营资质分为乙级资质和临时资质两个级别,而其他环境污染治理设施运营资质分为甲级资质、乙级资质和临时资质两个级别,而其他环境污染治理设施运营资质分为甲级资质、乙级资质和临时资质三个级别。环境污染治理设施运营甲级资质、乙级资质和临时资质全国通用。持证单位可以按照环境污染治理设施运营资质证书规定的类别,在全国范围内承接环境污染治理设施运营业务。环境污染治理设施运营甲级资质和乙级资质有效期为五年,而临时资质有效期为两年。
目前,国家层面没有单独对污泥处理处置企业的资质或许可有明确规定,我们经过调研,地方唯有广东省对此做了明确规定。根据广东省人民政府于2012年9月7日颁布的相关法规,污泥处理许可证发证机关已由省级环境保护主管部门改为地市级环境保护主管部门,并于2013年9月公布了当地9家具有污泥处理许可的企业名单(附件1)。相关规定具体如下:
根据《广东省严控废气处理行政许可实施办法》,在广东省处理严控废物(包括污泥)须取得污泥处理许可证。申请人须符合以下规定方可领取污泥处理许可证:
(1)申请人必须拥有两名以上在固体废弃物污染处理方面具备至少两年经验及环境工程资格或具备相关资格兼中级职称的技术人员;
(2)项目选址须严格遵从省废物处理规划,而处理设施及技术须严格遵从省废弃物技术要求并符合试运行及正式运行的规定;
(3)申请人须已制定确保安全处理废物的规章制度,并已就紧急情况制定安全措施。
1.4行业政策
政策面:“重水轻泥”的偏向性问题正在改善
近年来,相比污水处理,污泥处理处置虽然相对‚冷清‛,但在相关政策的陆续出台,主要技术路线逐步明确,水价的上调以及执法力度的趋严的背景下,产业环境正在改善,污泥处理处置行业正逐步走向正轨。
政策面的‚“重水轻泥”的长期偏向是促使污泥行业发展远远滞后于水处理的最主要原因。不过在‚“十二五”,污泥处置行业政策面的尴尬处境正在改善。目前,我国已经基本建立了较为完善的污泥处理处置技术政策、技术指南和标准规范,明确规定了污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化,鼓励回收和利用污泥中的能源和资源。
作为政府推动下行业,政府意志是最核心的推动力,倒逼污水处理厂加强污泥治理,是行业启动的最重要标志。不过,目前还处于摸索阶段,政策、标准的操作性和执行力还需要加强,但长期利好的大趋势是一定的。因此,我们认为,“重水轻泥”的偏向性问题正在逐渐改善,政策的执行力度还会逐渐加大。
图表 3:今年污泥处理行业政策汇总
名称 |
发布机构 |
主要内容 |
发布时间 |
《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》 |
住建部、环保部、科技部 |
地方人民政府是污泥处理处置设施规划和建设的责任主体;污泥处理处置设施运营单位负责污泥的安全处理处置。地方人民政府应优先采购符合国家相关标准的污泥衍生产品。国家鼓励采用节能减排的污泥处理处置技术;鼓励充分利用社会资源处理处置污泥;鼓励污泥处理处置技术创新和科技进步;鼓励研发适合我国国情和地区特点的污泥处理处置新技术、新工艺和新设备。 |
2009.02 |
关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知 |
环保部 |
污水处理厂新建、改建和扩建时,污泥处理设施应当与污水处理设施同时规划、同时建设、同时投入运行;不具备污泥处理能力的现有污水处理厂,应当在该通知发布之日起2 年内建成并运行污泥处理设施。污泥产生、运输、贮存、处理处置的全过程应当遵守国家和地方相关污染控制标准及技术规范;污水处理厂以贮存(即不处理处置)为目的将污泥运出厂界的,必须将污泥脱水至含水率50%以下。 |
2010.11 |
《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》 |
发改委、住建部 |
从国内外发展趋势、污泥处理技术、污泥处置方法、中国的技术路线、规划建设与管理等方面对城镇污水处理厂污泥处理处置进行技术指导。 |
2011.03 |
《关于进一步加强污泥处理处置工作组织实施示范项目的通知》 |
发改委、住建部 |
要求各地有关部门高度重视污泥处理处置工作,全面部署和推进污泥处理处置工作。积极示范,引导工作全面展开;定期总结并及时上报工作进展。在技术路线选择方面,各地‚应充分结合本地实际,积极借鉴国内外的成功经验,以‘资源化、无害化、节能降耗和低碳环保相结合’为基本原则,研究制定适合本地区的污泥处理处置技术路线。‛ |
2011.03 |
《十二五‛全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》 |
国务院办公厅 |
目标:到2015 年,直辖市、省会城市和计划单列市污泥无害化处理处置率达80%,其他设市城市达到70%,县城及重点镇达到30%。新建污泥处理处置规模518 万吨(干泥)/年。‚十二五‛期间,全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划投资近4300 亿元。其中,污泥处理处置设施建设投资347 亿元。 |
2012.05 |
《全国地下水污染防治规划(2011-2020)》 |
国务院 |
未经稳定化且含水率超过60%城镇污水厂污泥不得进入生活垃圾填埋场。 |
2012.08 |
《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》 |
国务院 |
围绕重点领域,促进城市基础设施水平全面提升,按照‚无害化、资源化‛要求,加强污泥处理处置设施建设,城市污泥无害化处置率达到70%左右; |
2013.09 |
资料来源:政府网站,维尔利证券投资部整理
1.5投资背景
据《2013-2017年中国污泥处理处置深度调研与投资战略规划分析报告》统计,2010年我国城镇污水处理厂已经建有2500多座,城市污水处理能力已达到每天1.22亿吨,为实现国家的减排目标和水环境改善,做出了巨大贡献。但是污水厂的建设及运行伴随产生了大量剩余污泥,以含水率80%计,全国年污泥总产水量将很快突破3000万吨,污泥处理形势十分严峻。
在我国污水厂建设过程中,长期以来都是“重水轻泥”。我国城镇污水处理厂基本实现了污泥的初步减量化,但未实现污泥的稳定化处理。据前瞻网统计,约80%污水厂建有污泥的浓缩脱水设施,达到了一定程度的减量化,约有80%的污泥未经稳定化处理,对环境的二次污染威胁日益严重。这一环境污染“隐患”已经引起了我国政府的高度关注,我国将从“十二五”起加大和加快在污泥处理产业的投资。
2.技术及设备
2.1产生环节
在城市污水和工业污水处理的各个环节中经沉淀和过滤,形成了数量不菲的污泥和沉渣(只有不断产生污泥,才促使了污染物质和水的不断分离,方能洁净水体)。
图表 4:城镇污水处理厂产生的污泥

资料来源:Google图片,维尔利证券投资部整理
我们以城镇污水处理为例(这也是目前污泥的主要来源之一),无论是传统的活性污泥法还是先进的膜技术,污泥的产生始终是各生产环节和流程中天然的伴生物。
图表5:经典活性污泥污水处理法所产生的污泥示意图

资料来源:中银国际研究
2.2处理流程与处置方法
降低含水率是污泥综合治理的核心
污泥综合治理大抵包括处理和处置两个紧密相连的阶段。污泥处理主要是指对污泥进行稳定化、减量化和无害化处理的过程;而处置是指对处理后的污泥进行最终消纳的过程。在某种意义上,可以说污泥的处理过程是为了最终处置这一最终环节服务的。
图表 6:污泥的处理处置流程

资料来源:中银国际研究
根据2007年建设部颁布的《城镇污水处理厂污泥处置分类》,在我国主要提倡以下四种污泥的最终处置和消纳方法:
l 卫生填埋:单独、混合、特殊填埋
l 土地利用:包括农用、园林绿化、土地改良等
l 建材利用:例如制砖、水泥添加剂等
焚烧:单独焚烧,与垃圾一起焚烧,利用工业锅炉焚烧,利用火电厂发电焚烧
图表 7:截止到2010年底,各种污泥处置方法使用情况占比

资料来源:城乡建设部
虽然处置方法有所不同,但无论对于哪种最终处置消纳方法,降低含水率都是其核心的目标(污水处理厂生污泥的含水率一般高达97-98%;活性污泥更高达99.2-99.8%),这是因为:
含水率下降可以有效降低污泥的体积(例如:含水率98%的污泥体积是含水率为80%污泥的近10倍),以方便运输,减少占地面积(例如卫生填埋)和减少最终处置成本。
高含水率污泥较难得到有效的处理(例如:水分高无法充分焚烧),易腐败滋生细菌,容易渗透对周围环境(例如:卫生填埋时容易污染地下水和周围土壤)造成更大范围的二次污染。
因此国家对不同处置方法的污泥含水率都有着较为严格的规定:
1. 根据2007年住建部颁布的《城镇污水处理厂污泥泥质》(CJ247-2007)要求,我国污水处理厂出厂污泥含水率必须小于80%。
2. 根据2007年住建部颁布的《城镇污水处理厂污泥处置-园林绿化用泥》(CJ248-2007)要求,我国污水处理厂污泥,如最终处置用于园林绿化,则含水率必须小于40%。
3. 根据2007年住建部颁布的《城镇污水处理厂污泥处置-混合性填埋泥质》(CJ249-2007)要求,我国污水处理厂污泥,如最终处置采用与生活垃圾一起混合填埋,则含水率必须小于60%;如最终处置作为垃圾场的覆盖用土,则含水率必须小于45%。
4. 根据2008年住建部颁布的《城镇污水处理厂污泥处置-制砖用泥质》(CJ289-2008)要求,我国污水处理厂污泥,如最终处置为烧制成砖,则含水率必须小于40%。
5. 根据2008年住建部颁布的《城镇污水处理厂污泥处置-单独焚烧》(CJ290-2008)要求,我国污水处理厂污泥,如最终处置为自持焚烧,则含水率必须小于50%。
6. 根据2008年住建部颁布的《城镇污水处理厂污泥处置-土地改良用泥质》(CJ291-2008)要求,我国污水处理厂污泥,如最终处置为盐碱地、沙化地和废弃矿山土壤改良,则含水率必须小于65%。
图表 8:污泥最终处置方法及相应的含水率

资料来源:中银国际研究
降低含水率的关键技术
典型的污泥处理过程包括污泥的浓缩、消化、脱水等三个过程:污水处理系统产生的初沉污泥和剩余污泥排入集泥池,经提升后至污泥浓缩池或浓缩设备,一般规模较大的城镇污水处理厂产生的污泥在浓缩后会进入消化池做进一步的处理,之后在机械脱水后存储或外运。
图表 9:常见的污泥处理过程

资料来源:中银国际研究
污泥的浓缩方法可分为重力浓缩、机械浓缩和气浮浓缩(前两者是最为常用的浓缩方法)。污泥经过浓缩后,污泥的含水率仍高达94-96%,形态近似糊状,体积依然相对较大,并不便于运输和最终的处理,所以对污泥的脱水成为了污泥减量化的关键环节。
高效的脱水工艺可以提高泥饼的含固率,减少污泥堆放的占地面积,便于后续焚烧、填埋或者再利用等最终处置消纳:经过干化和脱水处理,污泥的含水量能从98%下降到60-80%,且体积更是可以减少到5%到10%(污泥的体积和含水率的关系是:V1/V2=(100-P2)/(100-P1),其中V 表示体积,P 表示含水率)。
污泥脱水的原理是以过滤介质两面的压力差作为推动力,强制污泥水分通过过滤介质,形成滤液。而固体颗粒则截留在介质上,形成滤饼。按造成压力差的推动力区分,可大致分为:
l 依靠污泥本身厚度的静压力:例如干化厂脱水
l 在过滤介质表面形成一定的负压:例如真空脱水机
l 加压污泥把水分挤干:例如压滤脱水机
l 造成离心力:例如离心脱水机
图表 10:不同脱水方法及效果比较

资料来源:中银国际研究。含水率>85%,呈流状/糊状;含水率在65-85%之间污泥呈塑状;含水率<65%,呈固状
在这些脱水工艺中应用最为广泛的是自然干化脱水和机械脱水。据统计,在西欧国家:经机械脱水处理的污泥占所有脱水处理污泥总量的75%;自然干化约为24%,其余方法则仅占1%:
l 自然干化
主要采用的是污泥干化床,其机理是自然蒸发和渗透。一般经过自然干化处理后的污泥的含水率平均可接近65%。但自然干化需要较大的占地面积,处理时间较长,容易受到天气、气候和日照时间等因素影响较大,且产生的恶臭气体容易扩散,因此仅适用于较为小型的污水处理厂。
l 机械脱水
污泥的机械脱水法的原理是以多孔物质为过滤介质,在过滤介质两侧试加压力差为推动力,使得污泥中的水分被强制通过过滤介质,并以滤液的形式排出,而固体颗粒物被截留在过滤介质上,成为脱水后的泥饼,以实现污泥的脱水。
较为传统的机械脱水主要有带式压滤脱水、离心脱水和板框压滤脱水。而新一代机械脱水技术中,隔膜压滤技术各项指标都十分突出。带式脱水噪声小,电耗少,但占地面积和冲洗水量较大。带式脱水进泥含水率一般要求在97.5%以下,处理后出泥含水率可达82%以下。离心脱水占地面积小,不需要冲洗水,但电耗和消耗的药剂较多,且噪声较大。离心脱水进泥含水率要求一般在为95-99.5%,处理后出泥含水率可达75-80%。
板框式压滤机的缺点是操作具有间歇性,基建投资较大,且过滤能力低;但优点则是滤饼含固率高、滤液较清,且药剂用量较少。板框式压滤脱水进泥含水率一般要求在97%以下,处理后出泥含水率可达65-75%。且如配合石灰、铁盐或铝盐等调理,泥饼的含水率可大幅减少至60%以下。
此外目前新一代隔膜压滤技术已经在国内取得了技术突破,虽然目前该技术尚处于市场培育期,但由于隔膜压滤技术脱水率可达40%,且拥有能耗更低、耗时更短等优势,因而我们相信该技术在国内将迎来高速发展期。
2.3技术工艺
技术方面,经过十几年的探索,污泥处理处置行业已形成了几条较为清晰的技术路线,包括“厌氧消化+土地利用”“干化+焚烧+灰渣填埋或建材利用”“工业窑炉协同焚烧”以及“脱水填埋”等多套处理处置技术工艺。
厌氧消化+土地利用——正逐步克服‚水土不服
厌氧消化是目前国际上应用最为广泛的污泥稳定化和资源化方法,其稳定化效果好,能耗低,消化过程中产生沼气可实现能源回收利用,不需要大量物料及土地资源消耗。欧美50%以上的污泥采用厌氧消化处理,产生的沼气转化为电能可满足污水厂所需电力的33%~100%。但污泥厌氧消化在我国存在明显‚水土不服‛。在我国建设的约50 座污泥厌氧消化设施中,可以稳定运营的只有20 余座。主要原因是由我国污泥泥质差、处理厂运行管理水平低。我国污泥含砂量较高、有机物含量较低、污泥可生化性差,消化设备运行的稳定性和产沼气率等指标普遍未达到国外标准;此外,我国缺乏沼气利用的激励机制,设备的投资费用高,系统运行较为复杂不易掌握。
不过,在不断研发和改进下,该技术已逐渐完善,采用碱解处理、热处理、超声波处理、微波处理等方法对污泥进行预处理,从而提高污泥水解速率, 改善污泥厌氧消化性能。并通过项目经验的积累,企业也逐步掌握了较为全面的操作技能。因此,污泥厌氧消化技术在我国应用的瓶颈正不断被突破,未来将会得到进一步发展,我们认为这会是未来的一个主流方向。
图表 11:污泥“厌氧消化+土地利用”流程图

资料来源:同济大学环境学院,光大证券研究所整理
好氧发酵+土地利用——走出认识误区
污泥好氧发酵技术具有稳定和灭菌的双重作用,污泥经发酵后转化为腐殖质,可限制性农用、园林绿化或改良土壤,从而实现污泥中有机质及营养元素的高效利用,设备投资少、运行管理方便。
但长期以来人们对污泥好氧发酵技术存在占地面积大、发酵产品存在重金属污染等片面的认识,限制了其在我国的推广。然而,污泥好氧发酵工程可采用高效、快速、稳定、集约化的设计、运营模式,可实现占地面积的大幅缩小;此外,研究表明我国城市生活污泥的重金属超标比例约5%,污染风险较小,不应该成为限制污泥发酵产品土地利用的主要障碍。因此,在《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》中,好氧发酵+土地利用也被列为推荐技术路线。该技术在相对欠发达地区,应用前景较大。
图表 12:污泥“好氧发酵+土地利用”流程

资料来源:同济大学环境学院,光大证券研究所整理
干化+焚烧+灰渣填埋或建材利用——迎来阶段性增长
干化焚烧可实现污泥较高程度的减量化、稳定化,当污泥中有毒有害物质含量很高且短期不可降低时尤为适用。日本受制于有限的土地资源,广泛采用污泥焚烧技术。
干化焚烧技术首先使用污泥干燥剂将污泥含水率从80%脱水到40%左右,成为干泥。干质污泥的热值可达2500-3500kcal/kg,具有能量利用价值,与一定量的辅助燃料进行混烧,实现能源回收。不过干化焚烧工艺的设备投资较大,焚烧产生的烟气污染严重,还需建立完善的烟气处理系统,这也加大了污泥的处理费用。因此干化焚烧工艺一般适用于用地紧张且经济发达的地区。
随着对碳减排和污泥生物质资源认识的不断加深,干化焚烧工艺在国外的应用范围开始减少。然而现阶段,在我国污泥厌氧消化和好氧发酵技术还未成熟的情况下,污泥干化焚烧在一定时期内可能会出现增长的态势,尤其是工业窑炉协同焚烧的方式。
图表 13:污泥“干化+焚烧”流程

资料来源:同济大学环境学院,光大证券研究所整理
图表 14:污泥“水泥窑协同焚烧”流程

资料来源:同济大学环境学院,光大证券研究所整理
深度脱水+填埋——目前的主流,但没有未来
在我国应用最为广泛的深度脱水是用氧化钙等无机药剂调理为核心,这种技术虽然可实现污泥的体积减量,但也伴随着污泥干质的大幅增加,且影响污泥品质,不利于后续处理。因此,部分企业开始对深度调理新方式进行探索,如电渗析脱水、低温真空脱水等。
虽然‚深度脱水+填埋是我国目前污泥处置的重要方式,但随着对其弊端的深入了解,选用的态度越来越谨慎。我国长江三角洲地区的部分垃圾填埋场已经拒收污水处理厂的剩余污泥;美国、欧盟等地区的污泥填埋比例也大幅度下降,欧盟对进入填埋场的污泥力学性能做了规定,并要求有机质比例小于5%。鉴于此,未来深度脱水+填埋的应用范围将进一步缩水, 可能主要作为应急处置方式。
图表 15:污泥“深度脱水+填埋”流程

资料来源:同济大学环境学院,光大证券研究所整理
总的来说,我国目前污泥处置技术路线已基本形成,从建造投入、运营效果、资源再利用的角度来看,以厌氧发酵、好氧发酵以及焚烧为主体的三种技术路线会是未来的主流。短期来看,深度脱水+填埋依然是很多城市的首选,但会逐渐减少,被取代;焚烧方法在本阶段优势明显,但烟气治理趋严以及其带来的运行费用较高的问题是主要障碍,不过该技术依然会是短期内发展最快的技术手段;长期来看,厌氧消化会是主流,具有运行费用低,资源回收率高等优点。好氧发酵的优势在于其成本低,会得到经济欠发达地区的青睐。
虽然技术路线依旧是多种多样,但已逐渐明晰化,发展厌氧消化、焚烧等技术路线会是未来的主流。技术路线的逐渐成熟,对行业的推动作用明显。
图表 16:技术路线对比
典型处理处置方案 |
厌氧消化+土地利用 |
好氧发酵+土地利用 |
机械干化+焚烧 |
工业窑炉协同焚烧 |
石灰稳定+填埋 |
深度脱水+填埋 |
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最佳适用的污泥种类 |
生活污水污泥 |
生活污水污泥 |
生活污水及工业废水混合污泥 |
生活污水及工业废水混合污泥 |
生活污水及工业废水混合污泥 |
生活污水及工业废水混合污泥 |
|
环境安全重金属性评价 |
污染因子 |
恶臭、病原微生物 |
恶臭、病原微生物 |
恶臭、烟气 |
恶臭、烟气 |
恶臭、重金属 |
恶臭、重金属 |
安全性 |
总体安全 |
总体安全 |
总体安全 |
总体安全 |
总体安全 |
总体安全 |
|
资源循环利用评价 |
循环要素 |
有机质、氮磷钾、能量 |
有机质、氮磷钾 |
无机质 |
无机质 |
无 |
无 |
资源循环利用效率评价 |
高 |
较高 |
低 |
低 |
无 |
无 |
|
能耗物耗评价 |
能耗评价 |
低 |
较低 |
高 |
高 |
低 |
低 |
物耗评价 |
低 |
较高 |
高 |
高 |
高 |
高 |
|
技术经济评价 |
建设费用 |
较高 |
较低 |
较高 |
较低 |
较低 |
低 |
占地 |
较少 |
较多 |
较少 |
少 |
多 |
多 |
|
运行费用 |
较低 |
较低 |
高 |
高 |
较低 |
低 |
|
碳排放 |
负碳排放 |
低水平碳排放 |
中等水平碳排放 |
中等水平碳排放 |
中等水平碳排放 |
高水平碳排放 |
|
资料来源:《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》,维尔利证券投资部整理
2.4主要设备
污泥处理设备种类繁多,如污泥干化设备、焚烧设备、分离设备、翻堆设备。其中,占据主要市场的为干化设备与分离设备。这里着重分析污泥压滤机。
压滤机在西方发达国家主要应用于环保领域。但在我国,由于历史上国内环保行业处理“重污水处理,轻污泥处理”的趋势十分明显,因而污泥处理处置的相关法律法规出台时间较晚,所以总的来说,由于国内环保产业污泥处理并未得到足够的重视和投入,因此到目前为止依然是一个远未成熟开发的产业。
根据我们测算,2012年-2015年间,我国城镇生活污水处理、自来水净化和工业污水处理的等三大领域分别将新增2,590万吨/年、1,000万吨/年和135万吨/年的污泥处理能力;所需的投资约为347亿元、135亿元和20亿元。我们根据全国最大、亚洲第一的上海白龙港污水处理厂的污泥处理项目来计算:日均处理1,500吨含水率为80%的污泥需要约26套压滤机,平均每台压滤机处理能力约为55吨/日。公司白龙港项目中标的压滤机售价约为300万元/台。则全国每年环保领域的压滤机需求量约为620台,产值可达18.60亿元人民币。
目前国内污水处理厂多用过时的带式和厢式压滤机(甚至更为老旧的离心脱水机技术),隔膜压滤机市场份额很低。
图表 17:不同脱水设备市场占有率(截至2009年2月)

资料来源:中银国际研究,2009年全国排水给排水技术信息网论文集
根据政府要求,城镇污水处理厂外运污泥含水量必须小于80%,且最终用于园林绿化、混合填埋、制砖和焚烧对应的污泥含水率必须分别小于40%、60%、40%和50%。带式和厢式压滤机,以及离心脱水机都会因无法满足高脱水率而将陆续被淘汰,因此未来隔膜压滤机不仅将会是污水处理厂的标准配置,同时现有老旧技术的更新换代也将提供十分可观的市场空间。
除此以外,传统上河道和水利工程疏浚施工一般将河道污泥进行大面积的堆溏,等其自然干化后再进行利用。但是由于露天堆溏,因此受气候、降水等影响较大,一般需要5-10年方能完成自然固化。这样容易对周围水源、土壤和植被产生一定的污染和安全隐患。“十二五”期间国家将投入1,000 亿进行流域的淤泥治理,据压滤机协会估计这将会在2015年年前提供每年约20 亿的市场规模。
我们估计未来三大环保领域每年新增建设和老设备更换,以及流域疏浚为环保产业总共提供每年约40亿元的市场空间。
本文源自:研报笔记

