污泥焚烧可以在污水处理厂吗

A. 污水处理厂的污泥焚烧有哪些危害

污泥是
污水处理厂
和污水处理的必然产物。未经恰当处理处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了
污水处理系统
的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁。存在的主要环境问题如下：
（1）
污泥含水率
高。未脱水污泥含水率大于90%，初步脱水污泥含水率也高达80%，造成
运输成本
高、堆放面积大，挤压
垃圾填埋场
库容，堵塞
垃圾渗滤液
管等问题；
（2）细菌滋生。不仅造成
视觉污染
，而且为其他有害生物的滋生提供了场所；
（3）
大气污染
。污泥堆放在露天散发出臭气和异味，日晒风刮，污染物颗粒会造成大气污染；
（4）污染水体。经水浸泡、溶解，污染物伴随污水流入河道，会污染地表水，进入地下水；
（5）含有重金属。如不加以控制，则可能污染土地。
将流态的原生、浓缩或
消化污泥
脱除水分，转化为半固态或固态泥块的一种
污泥处理
方法。经过脱水后，污泥含水率可降低到55～80％，视污泥和沉渣的性质和
脱水设备
的效能而定。污泥的进一步脱水则称污泥干化，干化污泥的含水率低于10％。脱水的方法，主要有自然干化法、机械脱水法和
造粒
法。自然干化法和机械脱水法适用于污水污泥。造粒法适用于
混凝
沉淀的污泥。
目前，我国
城市污水处理厂
普遍采用
污泥脱水机
进行脱水，形成含水率80～75%的脱水污泥，目前的市污水处理厂脱水污泥处置方法中，污泥农用占44.8%、陆地填埋占31%、其他处理约10.5%、没有处理约13.7%。

B. 关于污水处理厂污泥处置的申请报告模板

城市污泥同处理处置式本效益析
——北京市例
张义安高 定陈同斌*郑砥李艳霞
科院理科与资源研究所环境修复北京 100101

摘要：北京市例估算同电价及运输距离填埋、焚烧及堆肥等式城市污泥处理处置本基础讨论各种处理处置案前景展望北京市污泥处理处置路污泥填埋定期内主要处理处置式所占比例逐渐降；堆肥经济较行处理处置式适合力推广；随着经济实力与技术水平提高焚烧适用于别特殊点同析政府补贴污泥处理处置效益影响
关键词：城市污泥；处理处置本；填埋；焚烧；堆肥
图类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2006）02-0234-05
城市污泥污水处理副产物含水率97%计算体积占处理污水0.3%~0.5%[1]深度处理产泥量增加50%~100%目前我每排放干污泥约1.3×106 t并约10%速率增加
北京市全区域规划污水排放量330×104 m3/d其2003市区污水排放量约230×104 m3/d[2]规划建设14座污水处理厂2015污水处理能力预计超320×104 m3/d处理率超90%2008北京市新增9座水处理厂深度处理能力由目前1×104 m3/d提高47.6×104 m3/d届每产含水率 80% 城市污泥超80×104 m3北京市污水处理厂——高碑店污水处理厂污泥外运运输费用占全厂运行费用1/3[3]
城市污泥量产已引起益严峻二污染并城市污水处理行业瓶颈污泥处理处置率低其非重要原投资运行本面限制目前止未见关于同污泥处理处置案经济析导致同单位设计员案选择存较盲目性本文北京例几种典型城市污泥处理处置式进行经济析便城市污泥处理处置技术选择提供参考依据
1 城市污泥处理处置本估算
1.1 估算
1 t干污泥（DS）计算基准综合本＝运行本+设备折价本运行本目前较熟处理处置式进行估算
北京市污泥机械脱水效通80%左右各案本估算涉及或包括焚烧、运输、填埋等3流程；设备折价本取15 a使用限折旧7%社利率10%即折价17%设备工作数8000 h计设备折价＝设备价格×指数×0.17/8000
1.2 估算细则
（1）单位本
填埋：垃圾卫填埋本约60~70 ￥/t污泥填埋按照压实垃圾∶土∶污泥容重比0.8∶1∶1污泥填埋本48~56 ￥/t取52￥/t
干化：干燥能耗与脱水量比燃气加热效率85%、锅炉热效率70%、程热损失5%水蒸发能耗150 (kW?h)/t每除1 t水设备投资180×104￥[4]
焚烧：目前采用流化床技术每h焚烧1 t干化污泥设备本528×104￥污泥按干质量减量60%焚烧运行费用24￥/t烟气处理消耗NaOH量约37 kg/t折价约128￥/t [5]
电价：北京市工业电价高峰期、平段区、低谷期别0.278、0.488、0.725￥/(kW?h)按同补贴案电价设定0.30、0.60￥/(kW?h)
运费：北京市运输价格0.45~0.65￥/(t?km)间污泥特殊固体废物需特殊箱式货车运送价格处于高端另外近运输价格涨趋势运费取0.65 ￥/(t?km)
外干化及焚烧均按设备本添加30%物耗工管理费及土建配套费
（2）污泥含水率
污泥机质水含量较高填埋存系列问题前主要关土力性能含水率高于68% 需按m(土)∶m(污泥)＝0.4~0.6比例混入土 [6-8]含水率降低污泥性状存突变填埋脱水目标设定80%、30%
含水率污泥焚烧处理关键素机质含量高、含水率低利于维持自燃降低污泥含水率降低污泥焚烧设备及处理费用至关重要般污泥含水率降至与挥发物含量比于3.5形自燃[9]北京市污泥机物含量45% 使污泥维持自燃焚烧水含量应于61.2%朱南文总结几种外污泥热干燥技术污泥干燥至10%含水率[10]污泥焚烧综合本随干燥程度态变化干化程度越高干化能耗升高焚烧设备及运行费用随降简化起见本文污泥保持热量平衡燃烧估算前提再进行高水加入重油本估算污泥焚烧干化目标定：60%10%
表1 北京市填埋场概况[11]及离污水处理厂近距离
Table 1 Description of landfill sites and wastewater treatment plants
填埋场 填埋场位置 处理规模/(t?d-1) 预计关闭间 近污水处理厂 近直线距离/km 1)
北神树 通县渠乡 980 2006 高碑店 20
安定 兴区安定乡 700 2006 红门 36
六屯 海淀区永丰屯乡 1500 2017 清河 15
高安屯 朝阳区楼梓庄乡 1000 2018 高碑店 15
阿苏卫 昌平区汤山乡 2000 2012 清河、北河 40
焦家坡 门沟区永定镇 600 2011 卢沟桥 15
1) 近距离数据作者实测

综所述污泥处理处置式计：堆肥别干燥至含水80%、30% 填埋干燥至含水

60%、10%焚烧
1.3 填埋本
填埋本＝能耗本+运输本+填埋场本+设备折价本
能耗本＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×150×α×Pele
运输本＝0.65×L /(1-ηe)
填埋场本＝βPf /(1-ηe)
设备折价＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×180×α× 0.17×104/8000
其η0、ηe别处理处置始、末含水率；Pele电价￥/(kW?h)；L运输距离km；α土建及工配套费指数1.3；β体积系数含水率≥68%1.4~1.6间取1.5含水率＜68%取1；Pf填埋场填埋价格40~60￥/t取52￥/t
污泥填埋运输距离：北京市现填埋场容量足满足垃圾处置需求即使规划填埋场建富余填埋能力限污泥填埋需另外觅新建填埋场随着城市发展及填埋场质条件要求运输距离越越远参照表1污泥
填埋运输距离40 km估算今填埋本别取50、100 km作近期及远期填埋场运输距离
1.4 堆肥本及收益
城市污泥经堆肥害化处理进行土利用际普遍采用处理处置式强制通风静态垛堆肥处理泥堆肥主流技术其处理本与污泥初始含水率、处理规模、堆肥厂与污水处理厂间距离及设备原产等素相关堆肥厂宜建污水处理厂周围运输本计0堆肥本主要由鼓风、烘干、筛能耗调理剂及设备折价本组目前堆肥产品市场销售价格350~500￥/t扣除15％含水率取500￥/t DS
利用CTB堆肥自控制系统[12,13]进行强制通风静态垛堆肥河南省漯河市城市污泥堆肥厂应用结表明污泥含水率高于80%鼓风能耗40~60 (kW?h)/t DS间取60 (kW?h)/t DSCTB调理剂价格300 ￥/t损耗率般5% [14]经10~14 d堆肥污泥干物质减量30%含水45%采用热干燥技术烘干至含水15%脱水负荷0.45 t/t DS；调理剂烘干前筛自晾干需筛能耗；筛负荷共9.3 t/t DS筛能力1 t/h功率3 kW全程能耗95 (kW?h)/t DS考虑未知能耗取100 (kW?h)/t DS
设备折价：处理干污泥能力 0.3×104 t/a污泥堆肥厂设备投资约700万￥设备折价182 ￥/t DS（含占本）取200￥/t DS
1.5 焚烧本
考虑焚烧废气排放等问题外运30 km焚烧佳取30 km；焚烧按干物质减量60%烧余物需运至填埋场填埋运输距离取50 km参考表3知干燥至10%焚烧本较干燥至60%低干燥程度越高焚烧厂占面积越焚烧前干化至10%宜
1.6 干化农用本
未经稳定化处理污泥存施用安全危险考虑干化稳定效较差安全性限再估算
2 讨论与析
2.1 处理本经济效益
表2 处理处置1 t城市污泥(干质量)所需本及其效益
Table 2 Comparison of the estimated cost and benefit of sewage sludge treated and/or disposed by different ways
填 埋
干化 运输 填埋 综合本/￥
目标 能耗/￥ 设备折价/￥ 距离/km 运费/￥ 填土比例 费用/￥
80% 0 0 50 163 50% 390 5531)5532)
30% 2091)4182) 178 50 46 0 74 5071)7162)
80% 0 0 100 325 50% 390 7151)7152)
30% 2091)4182) 178 100 93 0 74 5541)7632)
焚烧
干化 焚 烧 烧余物 综合本/￥
目标 能耗/￥ 设备折价/￥ 运行/￥ 设备折价/￥ NaOH/￥ 运费/￥ 填埋/￥
60% 1461)2932) 124 60 365 128 13 20 8561)10022)
10% 2281)4552) 193 27 162 128 13 20 7711)9982)
堆 肥
能耗/￥ 设备折价/￥ 调理剂损耗/￥ 总本/￥ 销售/￥ 总效益/￥
391)782) 200 75 3141)3532) 410 961)572)
1) 电价取0.30 ￥/(kW?h)；2) 电价取0.60 ￥/(kW?h)

各种处理式处理本估算程及结表2所示由表2知污泥处理处置堆肥式本

低约300~350￥/t DS；填埋式约500~760￥/t DS焚烧式本高约800~1000￥/t DS堆肥本低于填埋式显著低于焚烧式随运输距离增加填埋本显著高于堆肥本外污泥焚烧处理性投资运行维护费用高

各种处理式污泥填埋没资源收效益零；考虑污泥热值水平收焚烧热能能性较低净效益影响；污泥干化起脱水效稳定化效限加干化程容易产爆炸肥效缓慢等问题宜提倡；产品销售良情况按电价同堆肥处理盈利50~100￥/t DS
2.2 各种处理处置技术优缺点
现部填埋场设计建造标准低、缺乏污染控制措施存稳定性差等问题导致散发气体臭味污染水能保证填埋垃圾安全延缓污染没终消除污染些家述问题降低程度制定待处理污泥物理特性低标准使污泥填埋处理本增加例德要求填埋污泥干基含量低于35%避免污泥机物解造水污染1992德发布《城市废弃物控制处置技术纲要》要求2005起任何填埋处理物质其机物含量超5% [15]意味着污泥即便经干燥满足填埋要求污泥填埋面临填埋场、公众及规等重压力填埋本逐步升高近外污泥填埋处理式比例越越[6]
否推广堆肥处理城市污泥首先应切实评估施用污泥堆肥潜环境风险杜兵等[16]研究表明同外相比北京市某典型污水处理厂酚类、酞酸酯类、环芳烃类均处于污染程度较低水平堆肥处理持续高温确保杀灭病菌保证污泥农用安全陈同斌等[17]城市污泥重金属含量及其变化趋势研究结表明我城市污泥平均含量普遍较低金属含量基本未超农用标准[18]且呈现逐渐降趋势近相关研究证明：科合理进行城市污泥农用造土壤农产品重金属污染问题[19]我城市污泥土利用重金属环境风险并像想象严重
焚烧减量显著含水80%污泥焚烧减容率超90%污泥含种机物焚烧产量害物质二恶英、二氧化硫、盐酸等受内焚烧技术限制二恶英污染问题尚未解决重金属烟雾与燃烧灰烬能造二污染外焚烧浪费污泥营养物质比三种处理处置式污泥焚烧占面积综合本高设备维护要求高环保风险较些利处都限制污泥焚烧技术广泛应用
综所述堆肥处理实现污泥资源化利用科合理施用保证卫安全及重金属安全同较经济行污泥处理处置技术主要发展向市场销售角度看污泥堆肥产品销售渠道待改善各种处理式优缺点概括于表3（页）
2.3 电价影响及政府补贴
电价影响污泥处理处置本电价0.60￥/(kW?h)降低0.30 ￥/(kW?h)各种处理式综合本别降低40~230 ￥/t DS电价取至用电低谷期电价或者更低本进步降低
表3 各种处理处置技术优缺点比
Table 3 Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge
处理处置式 收支平衡/(￥?t-1) 1) 技术难度 场要求 能否资源化 害化程度
填埋 -507~ -763 简单 能 延缓污染, 没终消除污染风险
堆肥 57~96 较简单 较 能 重金属低于农用标准达害化要求
焚烧 -771~ -1000 技术设备要求高 能 尾气能带二污染
1) 运输距离100 km、电价0.60 ￥/(kw?h), 80%含水率填埋本略低于30%含水率填埋, 其占者5.25倍, 综合考虑采取30%填埋

污泥含水80%及60%填埋占别30%填埋5.25倍、1.75倍政府通补贴降低电价等调控手段污水处理投入合理配其污泥处理单元降低污泥处理单元焚烧本、填埋占降低堆肥本政府补贴发挥经济杠杆作用调控污泥处理行业投入产状况利于污泥处理处置行业健康发展总污泥处理处置应该适宜政府补贴
3 结论
（1）污泥堆肥本随电价变化约300~350 ￥/t DS堆肥销售补偿部处理本使污泥堆肥达微利水平合理施用堆肥提供养机质污泥处理处置技术重要向
（2）污泥填埋操作简单其本约500~760 ￥/t DS高于堆肥处理考虑土资源益稀缺及二污染问题且发达家经验看污泥填埋逐步受限制其应用比例应逐渐减少
（3）污泥焚烧减量效明显其初始投资及运行费用高综合本约771~1000 ￥/t DS其设备维护复杂尾气处理造二污染

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C. 城市污水处理厂剩余的污泥有哪些处理途经

目前，我国污泥的处置方法主要有填埋场、海洋处理、焚烧等，但这些方法不能满足环境保护和可持续发展的要求。
1 填埋处理
污泥填埋场目前是中国应用最广泛的地区。中国污泥处理的大部分垃圾填埋场都是生活垃圾填埋场。污泥本身含水量过高，质地松散，容易造成垃圾渗滤液产生，垃圾填埋场土壤不稳定。埋层破裂的可能性增加。在我国城市污水处理厂产生的污泥机械脱水后，大部分污泥的含水率只能达到80%左右，不能满足污泥填埋标准的要求。随着中国的土地资源日益紧张，很难开辟新的垃圾填埋场。垃圾填埋处理不再是污泥的最佳出路。
2 海洋处理
海洋污泥处理是简单可行的，但这种方法并没有对污泥进行预处理，只利用海洋吸收污染物。这种处理方法容易造成海洋污染，威胁海洋生态系统和人类食物链，存在较大的隐患。世界各国正在逐步废除这种处理方法，以避免将来对海洋环境造成更大的危害。

3 污泥焚烧

污泥焚烧可以最大限度地实现污泥减量处理。与填埋和海洋处理相比，早期投资较大，后期运行管理要求较高，但焚烧法能最快、最彻底地实现污泥减量化。且处理后残渣较少，便于后续处理。但焚烧的缺点也是显而易见的，可能会有尾气污染，产生有毒气体，不是一种环保的处理方法。

4. 污泥资源化处置

除传统的处理方法外，污泥在其他行业的应用研究也逐渐增多，如制备蛋白质灭火剂、建筑砖等。这些研究为实现污泥资源化和减量化指明了方向。环境保护和可持续发展的理念已经实现。

5. 制备污泥蛋白

剩余污泥中含有较多的蛋白质，可被酸、碱水解，制备水解蛋白(肽)。水解蛋白具有发泡性能，搅拌后通风可产生大量泡沫(具有灭火特性)，如添加稳定剂、防腐剂、防冻剂等，可制成蛋白泡沫灭火剂。与传统的化学泡沫灭火剂、干粉灭火剂和动植物蛋白水解液灭火剂相比，该灭火剂具有制备成本低、无二次污染等优点。因此，发展剩余污泥减量、无害化、资源化技术具有重要的现实意义。

6.制备建筑用砖

污泥含有大量的无机物质，也可以作为处理后的建筑材料的原料。污泥砖制造有两种方法，一种是用干污泥直接制砖;另一种是用污泥焚烧灰砖。当直接从干燥污泥制砖时，应适当调整污泥的组成，使组成等于制砖粘土的化学成分。制砖粘土所需的化学成分为SiO2：56.8%~88.7%; Al2O3：4.0%~20.6%; Fe2O3：2.0%~6.6%; CaO：3%~13.1%; MgO：0.1%~0.6%;其他0至6.0%。污泥用于焚烧灰砖，焚烧灰的化学成分与制砖粘土的化学成分相当接近。在坯料中加入适量的粘土和硅砂。最合适的投配比是关于焚烧灰：粘土：硅砂= 100：50：(15-20)。由于污泥焚烧过程增加，成本增加，操作和管理难度增加。因此，通常使用干燥后的污泥。

制备PHA
聚羟基烷酸(PHA)是由某些细菌在非平衡生长条件下(如氮、磷缺乏)合成的一种细胞内储能储碳材料，可由纯微生物或混合微生物合成。PHA具有完全生物降解性、生物相容性和压电性等优良性能，是传统不降解塑料的理想替代品。剩余活性污泥通过向污泥中注入土源性PHA合成菌的方法产生PHA。采用生物浸出法去除污泥中的重金属，降低了污泥的致病性。污泥适合农田应用，实现剩余活性污泥的充分利用，避免二次污染，具有广阔的发展前景。
制造活性炭
"万洪云"用活性污泥处理废水过程中产生的好氧污泥和厌氧污泥制成活性碳。选择了最佳工艺条件，并对产品性能进行了进一步测试。实验结果表明，利用残留活性污泥制备活性炭的方法是可行的，在最佳条件下活性炭的吸附性能是令人满意的。

此外，也有关于污泥用于污泥燃烧、发电和水泥生产的文献研究，这些方法对于实现污泥资源化、减量化具有很好的作用。

D. 污水处理厂的污泥在我国一般是怎么处理的

污水处理的过程中处理单元繁多，每个环节都会产生固体分离物，这些固体一般应该如何处理呢？事实上，不同的污水水源，不同的污水处理工艺，不同的污水处理单元提纯出来的污泥是不一样的，因此，这些污泥的处理方法也不尽相同。不过目前可行的污泥处置方式基本上就是以下几种，根据不同的污水处理系统的污泥成分不同选择不同的方式。
填埋：卫生填埋方法操作相对简单，处理费用不高，将脱水污泥直接运到垃圾填埋场进行卫生填埋曾是我国大多数污水处理厂选择的污泥处置方式。但是在实际运行过程中发现，脱水泥饼直接填埋本身是对资源的严重浪费，此外，还可能对填埋场形成诸多困难。
考虑到污泥是一种资源，一些国家开始限制污泥的直接填埋，填埋成本的上升，引发了人们深度处理污泥、减量和资源化的市场需求。这些限制包括：污泥填埋的含水率必须小于40％；有机质含量低于30％。为满足上述要求，一般需对脱水污泥再进行以污泥干化为主要技术手段的后续处理。在我国综合考虑各种处置方法的成本、对环境可能产生的影响及目前我国的实际情况，对污泥进行填埋处置可能是未来一段时期我国污泥处置的一种方法。
土地利用：城市污水厂污泥肥效对比典型的农家厩肥有明显优势。污泥中农作物生长所必须的氮、磷、钾等元素都远高于农家厩肥，有机成分也较之高。。
施用有机肥的主要优点有：改良土壤，提高耕地生产能力；提高化肥利用率；提高农作物产量，改善农作物品质；增强微生物活性。但是，由于有机肥肥效释放慢，养分含量低，施用数量大，且当年利用率低，在作物生长旺盛、需肥多的时期，往往不能及时满足作物的需求，所以需要与无机肥料配合施用。制备有机无机复合肥料是解决以上矛盾的最佳有效途径。
堆肥技术是污泥农用的主要手段。由于好氧堆肥具有发酵周期短、无害化程度高、卫生条件好、易于机械化操作等特点，故国内外用垃圾、污泥、人畜粪尿等有机废弃物制肥的工厂，绝大多数都采用好氧堆肥。好氧堆肥过程是通过好氧性微生物的生物代谢作用，使污泥中有机物转化成富含植物营养物的腐殖质，反应的最终代谢物是CO，、H，0和热量，大量的热量使物料维持持续高温，降低物料的含水率，有效地去除病原体、寄生虫卯和杂草种子，使污泥达到减量化、稳定化、无害化、资源化目的。
用于建筑：污泥含有大量无机质，在处理后也可以作为建材的原料。这种资源化利用方案还在不断尝试中。污泥建筑材料利用方式主要有制砖、制水泥、制纤维板等。目前应用较多的是制砖。
焚烧：污泥的焚烧必须首先进行干化或半干化，在引燃时添加少量辅助燃料，其后可以达到自燃。采用先进的热交换系统，可以依靠污泥焚烧所产生的热能进行干化，其热量可以满足大部分甚至全部干化的需要。未经干化或半干化处理的污泥焚烧由于过多的水份将难以点燃，其热量平衡为负数，即必须添加燃料才能维持焚烧。以焚烧为核心的处理方法是最彻底的污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，最大程度地减少污泥体积。
参考资料：http://www.nmgjlscl.com/Item/Show.asp?m=1d=3039

E. 生活污水处理厂污泥可以焚烧处理吗

可以焚烧处理，但是也存在很多问题。
污泥是污水处理厂和污水处理的必然产物。未经恰当处理处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁。存在的主要环境问题如下：
（1）污泥含水率高。未脱水污泥含水率大于90%，初步脱水污泥含水率也高达80%，造成运输成本高、堆放面积大，挤压垃圾填埋场库容，堵塞垃圾渗滤液管等问题；
（2）细菌滋生。不仅造成视觉污染，而且为其他有害生物的滋生提供了场所；
（3）大气污染。污泥堆放在露天散发出臭气和异味，日晒风刮，污染物颗粒会造成大气污染；
（4）污染水体。经水浸泡、溶解，污染物伴随污水流入河道，会污染地表水，进入地下水；
（5）含有重金属。如不加以控制，则可能污染土地。
将流态的原生、浓缩或消化污泥脱除水分，转化为半固态或固态泥块的一种污泥处理方法。经过脱水后，污泥含水率可降低到55～80％，视污泥和沉渣的性质和脱水设备的效能而定。污泥的进一步脱水则称污泥干化，干化污泥的含水率低于10％。脱水的方法，主要有自然干化法、机械脱水法和造粒法。自然干化法和机械脱水法适用于污水污泥。造粒法适用于混凝沉淀的污泥。
目前，我国城市污水处理厂普遍采用污泥脱水机进行脱水，形成含水率80～75%的脱水污泥，目前的市污水处理厂脱水污泥处置方法中，污泥农用占44.8%、陆地填埋占31%、其他处理约10.5%、没有处理约13.7%。

F. 污水处理厂的污泥处置费用问题

城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析
——以北京市为例
张义安，高 定，陈同斌*，郑国砥，李艳霞
中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心，北京 100101

摘要：以北京市为例，估算不同电价及运输距离下填埋、焚烧及堆肥等方式的城市污泥处理处置成本，在此基础上讨论各种处理处置方案的前景，展望北京市污泥处理处置出路。污泥填埋在一定时期内还将是主要处理处置方式，但所占比例将逐渐下降；堆肥是经济上较为可行的处理处置方式，适合大力推广；随着经济实力与技术水平提高，焚烧法可以适用于个别特殊地点。同时，分析了政府补贴对污泥处理处置效益的影响。
关键词：城市污泥；处理处置成本；填埋；焚烧；堆肥
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2006）02-0234-05
城市污泥是污水处理的副产物，以含水率97%计算，体积占处理污水的0.3%~0.5%[1]，深度处理产泥量还将增加50%~100%。目前我国每年排放的干污泥大约1.3×106 t，并以大约10%的速率在增加。
北京市全区域规划污水排放量为330×104 m3/d，其中2003年市区污水排放量约为230×104 m3/d[2]。规划建设14座污水处理厂，2015年污水处理能力预计将超过320×104 m3/d，处理率将超过90%。到2008年，北京市将新增9座中水处理厂，深度处理能力将由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d，届时每年产生含水率 80% 城市污泥超过80×104 m3。北京市最大的污水处理厂——高碑店污水处理厂污泥外运运输费用占到全厂运行费用的1/3[3]。
城市污泥的大量产生，已引起日益严峻的二次污染，并成为城市污水处理行业瓶颈。污泥处理处置率低，其中非常重要的一个原因就是投资和运行成本方面的限制。但到目前为止，还未见关于不同污泥处理处置方案的经济分析，导致不同单位和设计人员在方案的选择上存在较大的盲目性。本文以北京为例，对几种典型的城市污泥处理处置方式进行经济分析，以便为城市污泥处理处置技术的选择提供参考依据。
1 城市污泥处理处置成本估算
1.1 估算方法
以1 t干污泥（DS）为计算基准，综合成本＝运行成本+设备折价成本。运行成本以目前较为成熟的处理处置方式进行估算。
北京市污泥机械脱水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚烧、运输、填埋等3个流程；设备折价成本取15 a使用年限，年折旧7%，社会利率10%，即年折价17%，设备年工作时数以8000 h计。因此，设备折价＝设备价格×指数×0.17/8000。
1.2 估算细则
（1）单位成本
填埋：生活垃圾卫生填埋的成本约60~70 ￥/t，污泥填埋时按照压实生活垃圾∶土∶污泥容重比为0.8∶1∶1，污泥填埋成本为48~56 ￥/t，取52￥/t。
干化：干燥能耗与脱水量成正比。燃气加热效率85%、锅炉热效率70%、过程热损失5%时，水的蒸发能耗为150 (kW•h)/t，每小时去除1 t水的设备投资为180×104￥[4]。
焚烧：目前多采用流化床技术，每h焚烧1 t干化污泥的设备成本为528×104￥，污泥按干质量减量60%。焚烧的运行费用24￥/t，烟气处理消耗NaOH量约为37 kg/t，折价约128￥/t [5]。
电价：北京市工业电价高峰期、平段区、低谷期分别为0.278、0.488、0.725￥/(kW•h)。按不同补贴方案，将电价设定为0.30、0.60￥/(kW•h)。
运费：北京市运输价格在0.45~0.65￥/(t•km)之间，污泥为特殊固体废物，需特殊箱式货车运送，价格处于高端。另外，近年运输价格有上涨趋势。因此，运费取0.65 ￥/(t•km)。
此外，干化及焚烧均按设备成本添加30%物耗人工管理费及土建配套费。
（2）污泥含水率
污泥的有机质和水分含量较高，填埋存在一系列问题，当前主要关心的是土力学性能，当含水率高于68% 时需按m(土)∶m(污泥)＝0.4~0.6的比例混入土 [6-8]。含水率降低时污泥性状存在突变，因此填埋脱水目标设定为80%、30%。
含水率是污泥焚烧处理中的一个关键因素。有机质含量高、含水率低利于维持自燃，降低污泥含水率对降低污泥焚烧设备及处理费用至关重要。一般将污泥含水率降至与挥发物含量之比小于3.5时，可形成自燃[9]。北京市污泥有机物含量在45% 以下，因此使污泥维持自燃焚烧的水分含量应小于61.2%。朱南文总结了几种国外污泥热干燥技术，可以将污泥干燥至10%含水率[10]。污泥焚烧综合成本随干燥程度动态变化，干化程度越高，干化能耗升高，焚烧设备及运行费用随之下降。简化起见，本文以污泥保持热量平衡燃烧为估算前提，不再进行高水分下加入重油的成本估算。因此污泥焚烧的干化目标定为：60%和10%。
表1 北京市填埋场概况[11]及离污水处理厂的最近距离
Table 1 Description of landfill sites and wastewater treatment plants
填埋场 填埋场位置 处理规模/(t•d-1) 预计关闭时间 最近的污水处理厂 最近直线距离/km 1)
北神树 通县次渠乡 980 2006 高碑店 20
安定 大兴区安定乡 700 2006 小红门 36
六里屯 海淀区永丰屯乡 1500 2017 清河 15
高安屯 朝阳区楼梓庄乡 1000 2018 高碑店 15
阿苏卫 昌平区小汤山乡 2000 2012 清河、北小河 40
焦家坡 门头沟区永定镇 600 2011 卢沟桥 15
1) 最近距离数据为作者实测

综上所述，污泥的处理处置方式计有：堆肥，分别干燥至含水80%、30% 时填埋，干燥至含水

60%、10%时焚烧。
1.3 填埋成本
填埋成本＝能耗成本+运输成本+填埋场成本+设备折价成本
能耗成本＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×150×α×Pele
运输成本＝0.65×L /(1-ηe)
填埋场成本＝βPf /(1-ηe)
设备折价＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×180×α× 0.17×104/8000
其中，η0、ηe分别为处理处置始、末的含水率；Pele为电价，￥/(kW•h)；L为运输距离，km；α为土建及人工配套费指数，1.3；β为体积系数，含水率≥68%时在1.4~1.6之间，取1.5，含水率＜68%时取1；Pf为填埋场填埋价格，40~60￥/t，取52￥/t。
污泥填埋运输距离：北京市现有填埋场容量不足以满足生活垃圾处置需求，即使规划中的填埋场建成之后，富余填埋能力也很有限，污泥填埋需另外觅地新建填埋场。随着城市发展及填埋场地质条件要求，运输距离也将越来越远，参照表1，污泥
填埋的运输距离将在40 km以上，因此在估算今后的填埋成本时，分别取50、100 km作为近期及远期填埋场运输距离。
1.4 堆肥成本及收益
城市污泥经过堆肥无害化处理之后进行土地利用，是国际上普遍采用的处理处置方式。强制通风静态垛堆肥处理是泥堆肥主流技术，其处理成本与污泥初始含水率、处理规模、堆肥厂与污水处理厂之间距离以及设备原产地等因素相关。堆肥厂宜建在污水处理厂周围，运输成本计为0，堆肥成本主要由鼓风、烘干、筛分能耗，调理剂及设备折价成本组成。目前，堆肥产品的市场销售价格为350~500￥/t，扣除15％含水率后取500￥/t DS。
利用CTB堆肥自动控制系统[12,13]进行强制通风静态垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥厂的应用结果表明，当污泥含水率不高于80%时，鼓风能耗在40~60 (kW•h)/t DS之间，取60 (kW•h)/t DS。CTB调理剂价格为300 ￥/t，损耗率一般为5% [14]。经过10~14 d堆肥，污泥干物质减量30%，含水45%。采用热干燥技术烘干至含水15%，脱水负荷0.45 t/t DS；调理剂在烘干前筛分后自然晾干，需筛分能耗；筛分负荷共9.3 t/t DS，筛分能力1 t/h，功率3 kW。全程能耗95 (kW•h)/t DS，考虑到未知能耗，取100 (kW•h)/t DS。
设备折价：处理干污泥能力为 0.3×104 t/a的污泥堆肥厂设备投资约700万￥，设备折价182 ￥/t DS（含占地成本），取200￥/t DS。
1.5 焚烧成本
考虑到焚烧废气排放等问题，外运30 km以上焚烧为佳，取30 km；焚烧按干物质减量60%，烧余物需运至填埋场填埋，运输距离取50 km。参考表3可知，干燥至10%焚烧成本较干燥至60%低。干燥程度越高，焚烧厂占地面积也越小，因此焚烧前以干化至10%为宜。
1.6 干化农用成本
未经稳定化处理污泥存在施用安全危险，考虑到干化的稳定效果较差，安全性有限，不再估算。
2 讨论与分析
2.1 处理成本和经济效益
表2 处理处置1 t城市污泥(干质量)所需的成本及其效益
Table 2 Comparison of the estimated cost and benefit of sewage sludge treated and/or disposed by different ways
填 埋
干化 运输 填埋 综合成本/￥
目标 能耗/￥ 设备折价/￥ 距离/km 运费/￥ 填土比例 费用/￥
80% 0 0 50 163 50% 390 5531)，5532)
30% 2091)，4182) 178 50 46 0 74 5071)，7162)
80% 0 0 100 325 50% 390 7151)，7152)
30% 2091)，4182) 178 100 93 0 74 5541)，7632)
焚烧
干化 焚 烧 烧余物 综合成本/￥
目标 能耗/￥ 设备折价/￥ 运行/￥ 设备折价/￥ NaOH/￥ 运费/￥ 填埋/￥
60% 1461)，2932) 124 60 365 128 13 20 8561)，10022)
10% 2281)，4552) 193 27 162 128 13 20 7711)，9982)
堆 肥
能耗/￥ 设备折价/￥ 调理剂损耗/￥ 总成本/￥ 销售/￥ 总效益/￥
391)，782) 200 75 3141)，3532) 410 961)，572)
1) 电价取0.30 ￥/(kW·h)；2) 电价取0.60 ￥/(kW·h)

各种处理方式处理成本估算过程及结果如表2所示。由表2可知，污泥处理处置以堆肥方式成本

最低，约300~350￥/t DS；填埋方式约500~760￥/t DS。焚烧方式成本最高，约800~1000￥/t DS。堆肥成本低于填埋方式，显著低于焚烧方式，随运输距离增加填埋成本显著高于堆肥成本。此外，污泥焚烧处理一次性投资大，运行维护费用最高。

各种处理方式中，污泥填埋没有资源回收，效益为零；考虑到污泥热值水平，回收焚烧热能可能性较低，对净效益影响不大；污泥干化可以起到脱水的效果，但稳定化的效果有限，加之干化过程中容易产生爆炸和肥效缓慢等问题，不宜提倡；在产品销售良好情况下，按电价不同，堆肥处理可以盈利50~100￥/t DS。
2.2 各种处理处置技术的优缺点
现有的大部分填埋场设计建造标准低、缺乏污染控制措施，存在稳定性差等问题，导致散发气体和臭味，污染地下水，不能保证填埋垃圾的安全，只是延缓污染但没有最终消除污染。一些国家为了把上述问题降低到最小程度，制定了待处理污泥物理特性的最低标准，使污泥填埋的处理成本大大增加。例如德国要求填埋污泥干基含量不低于35%。为避免污泥中有机物分解造成的地下水污染，1992年德国发布了《城市废弃物控制和处置技术纲要》，要求从2005年起，任何被填埋处理的物质其有机物含量不超过5% [15]，这意味着污泥即便是经过干燥也不满足填埋的要求。污泥填埋面临填埋场地、公众及法规等多重压力，填埋成本将逐步升高，近年来国外污泥填埋处理方式比例越来越小[6]。
是否推广堆肥处理城市污泥，首先应切实评估施用污泥堆肥的潜在环境风险。杜兵等[16]研究表明，同国外相比北京市某典型污水处理厂酚类、酞酸酯类、多环芳烃类均处于污染程度较低的水平。堆肥处理的持续高温可以确保杀灭病菌，保证污泥的农用安全。陈同斌等[17]对中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势的研究结果表明，我国城市污泥中平均含量普遍较低，金属含量基本未超过农用标准[18]，且呈现逐渐下降的趋势。近年相关研究也证明：科学合理地进行城市污泥农用不会造成土壤和农产品的重金属污染问题[19]。我国城市污泥的土地利用重金属环境风险并不像人们想象的那样严重。
焚烧减量最为显著，含水80%的污泥焚烧后减容率超过90%。然而，污泥含有多种有机物，焚烧时会产生大量有害物质，如二恶英、二氧化硫、盐酸等，受国内焚烧技术的限制，二恶英污染问题尚未很好解决，重金属烟雾与燃烧灰烬也可能造成二次污染。此外，焚烧浪费了污泥中的营养物质。对比三种处理处置方式，污泥焚烧占地面积最小，但综合成本最高，设备维护要求高，环保风险较大，这些不利之处都限制了污泥焚烧技术的广泛应用。
综上所述，堆肥处理实现污泥的资源化利用，科学合理施用下可以保证卫生安全及重金属安全，同时较为经济可行，是污泥处理处置技术的主要发展方向。但是，从市场销售的角度来看，污泥堆肥产品的销售渠道有待改善。各种处理方式优缺点概括于表3（下页）。
2.3 电价影响及政府补贴
电价影响到污泥处理处置成本。电价从0.60￥/(kW•h)降低到0.30 ￥/(kW•h)，各种处理方式的综合成本分别降低40~230 ￥/t DS。如电价取至用电低谷期电价或者更低，成本可以进一步降低。
表3 各种处理处置技术优缺点对比
Table 3 Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge
处理处置方式 收支平衡/(￥•t-1) 1) 技术难度 场地要求 能否资源化 无害化程度
填埋 -507~ -763 简单 大 不能 延缓污染, 没有最终消除污染风险
堆肥 57~96 较简单 较小 能 重金属低于农用标准时可以达到无害化要求
焚烧 -771~ -1000 技术设备要求高 小 不能 尾气可能带来二次污染
1) 运输距离100 km、电价0.60 ￥/(kw•h)时, 以80%含水率填埋成本略低于30%含水率填埋, 但其占地为后者5.25倍, 综合考虑采取30%填埋

污泥含水80%及60%下填埋占地分别为30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通过补贴如降低电价等调控手段，将污水处理投入合理分配到其中的污泥处理单元，可以降低污泥处理单元的焚烧成本、填埋占地，降低堆肥成本。政府补贴可以发挥经济杠杆作用，调控污泥处理行业投入产出状况，有利于污泥处理处置行业的健康发展。总之，污泥处理处置应该有适宜的政府补贴。
3 结论
（1）污泥堆肥成本随电价变化约300~350 ￥/t DS，堆肥销售可以补偿部分处理成本，使污泥堆肥达到微利水平。合理施用堆肥可以提供养分和有机质，是污泥处理处置技术的重要方向。
（2）污泥填埋操作简单，但其成本约500~760 ￥/t DS，高于堆肥处理。考虑到土地资源日益稀缺及二次污染问题，且从发达国家的经验来看污泥填埋将逐步受到限制，因此其应用比例应逐渐减少。
（3）污泥焚烧减量效果最明显，但其初始投资及运行费用最高，综合成本约771~1000 ￥/t DS。其设备维护复杂，如果对尾气处理不当会造成二次污染。

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G. 目前，一污泥发电厂在南昌投入运行，它是将收集到的污水处理厂的污泥，在热电厂与煤掺烧发电，经测算，在

H. 污水处理厂的干化污泥燃烧1t能产生多少废气。

污泥块的成分不同，如果想确定种类和参数需要做第三方检测，一般来说锅炉的风量就是废气量。
山东傲峰环保为您解答。

I. 污水处理厂污泥未能及时处置怎么处置

1、污泥特点：污泥中含有大量病原菌、寄生虫（卵）、以及铬、汞等重金属和多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物。一般来说，污泥要作土地处置必须经无毒无害化处理，否则，污泥中的有毒有害物质会导致土壤或水体的二次污染。因此各国对土地利用的污泥标准要求越来越严格。
2、常用的污泥处置方法有：焚烧、污泥农用、土地卫生填埋、制作建材、海洋处置等几种方法。污泥焚烧是最彻底的处理方法，基本上可以达到减容化、无害化和资源化的目的。一般污泥经焚烧处理后，其体积可以减少85%～95%，质量减少70%～80%。高温焚烧还可以消灭污泥中的有害病菌和有害物质。
3、污泥焚烧主要可分为两大类：一类是将脱水污泥直接用焚烧炉焚烧；另一类是将脱水污泥先干化再焚烧。
污泥焚烧要求污泥有较高的热值，因此污泥一般不进行消化处理。一般当污泥不符合卫生要求，有毒物质含量高，不能作为农副业利用时，或污泥自身的燃烧热值高，可以自燃并可利用燃烧热量发电时，可考虑采用污泥焚烧。焚烧所需热量，主要靠污泥含有的有机物燃烧，如污泥所含有的有机物燃烧所产生的热能。焚烧最大优点是可以迅速和较大程度地使污泥减容，并且在恶劣的天气条件下不需存储设备，能够满足越来越严格的环境要求和充分地处理不适宜于资源化利用的部分污泥。污泥的焚烧处置不仅是一种有效降低污泥体积的方法，设计良好的焚烧炉不但能够自动运行，还能够提供多余的能量和电力，因此几乎所有的发达国家均期望通过焚烧处置污泥来解决日益增长的污泥量和以前通过填理处置的部分污泥。
4、污泥农用必须做到以下几点：首先，严格控制污水厂污泥的有毒有害物质及病原微生物，使其达到国家标准；其次，应特别注意污泥中重金属的含量，根据其土壤背景值等情况，严格按照计算得到的污泥施用量进行施用；再次，一般来说农田使用污泥数量都有一定限度，当达到这一限度时，污泥的农用就应停止一段时间再继续进行；最后，农田利用应在安全施用量之下控制使用，同时整个利用区需要建立严密的使用、管理、监测和监控体系，还必须时刻关注区域内的土壤、地下水、地表水、作物等相关因子的状态和变化，并根据发生的变化做出相应的调整，以保持污泥农用的安全性，保持农业的可持续发展。因此， 污泥中含有丰富的各种微量元素，施用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长。