2021年中國(guó)污泥處理行業(yè)市場(chǎng)盈利能力分析預(yù)測(cè)及項(xiàng)目投資可行性研究

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污泥處理是城市污水處理廠環(huán)境功能的保障和深化。從原理上講，城市污水處理是將污水中懸浮態(tài)、膠體態(tài)或溶解態(tài)的物質(zhì)（污水中的有機(jī)物或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)微生物處理轉(zhuǎn)化為活性污泥等）轉(zhuǎn)化為固體，并從水體中析出分離的過(guò)程?；钚晕勰嘀泻写罅坑袡C(jī)物質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)物、病原菌、寄生蟲(chóng)卵、重金屬和某些有毒有害難降解有機(jī)物質(zhì)等。國(guó)內(nèi)外污水處理廠常規(guī)配套的離心機(jī)、帶式壓濾機(jī)等設(shè)備脫水后污泥含水率一般為80%左右，這類(lèi)污泥具有含水率高、易腐敗、產(chǎn)生惡臭等特點(diǎn)。從某種意義上講，城市污水處理廠只是對(duì)污水中的有毒有害物質(zhì)的一種富集或轉(zhuǎn)化，而不是完全的處理過(guò)程，任何污水處理過(guò)程都必然會(huì)產(chǎn)生污泥。

因此，污泥處理是水污染控制和水環(huán)境保護(hù)的重要部分，也是污水處理廠和城市衛(wèi)生環(huán)境面臨的重要問(wèn)題，與此同時(shí)，污泥也是國(guó)內(nèi)外固液分離領(lǐng)域公認(rèn)的最難處理的物料之一。

根據(jù)《“十三五”全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》要求，到2020年底，地級(jí)及以上城市污泥無(wú)害化處置率達(dá)到90%，其他城市達(dá)到75%、縣城力爭(zhēng)達(dá)到60%；重點(diǎn)鎮(zhèn)提高5個(gè)百分點(diǎn)，初步實(shí)現(xiàn)建制鎮(zhèn)污泥統(tǒng)籌集中處理處置。

中金企信國(guó)際咨詢(xún)公布《2021-2027年中國(guó)污泥處理行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》

1、污泥的分類(lèi)：

（1）根據(jù)污水來(lái)源分類(lèi)：根據(jù)污水來(lái)源，污泥主要可分為：生活污泥、工業(yè)污泥和企業(yè)壓榨污泥等，具體包括：

1）生活污泥是指在城鎮(zhèn)污水處理廠處理生活污水過(guò)程中產(chǎn)生的污泥，有機(jī)物含量較高，顆粒較細(xì)，密度較小，且呈膠體結(jié)構(gòu)。

2）工業(yè)污泥是指工業(yè)污水處理廠和以工業(yè)污水處理為主的綜合污水處理廠產(chǎn)生的污泥，與生活污泥相比，工業(yè)污泥的來(lái)源更廣，成分更復(fù)雜，其具體的成分和特性與其來(lái)源密切相關(guān)。

3）企業(yè)壓榨泥是指工業(yè)企業(yè)污水預(yù)處理過(guò)程產(chǎn)生的物化、生化和深度氧化污泥等，常見(jiàn)的企業(yè)壓榨泥包括印染污泥、造紙污泥、制革污泥、食品污泥等；

4）其他污泥還包括給水水源凈化以及河道、湖泊、池塘等自然或人工水體疏浚等過(guò)程中產(chǎn)生的污泥。

（2）根據(jù)污水處理工藝和環(huán)節(jié)分類(lèi)：根據(jù)污水處理工藝和環(huán)節(jié)，污泥可主要分為：初沉污泥、剩余活性污泥、消化污泥和化學(xué)污泥等。

初沉污泥也稱(chēng)初級(jí)污泥，是指污水在一級(jí)處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥，主要來(lái)自污水處理廠的初沉池。初沉污泥中含有許多大顆粒物質(zhì)，其中無(wú)機(jī)砂礫較多、有機(jī)質(zhì)較少，初沉污泥的污泥比阻通常為20~60×1012m/kg，該類(lèi)污泥的處理難度相對(duì)較小。

剩余活性污泥是指活性污泥法或生物膜法處理過(guò)程產(chǎn)生的污泥，主要由好氧微生物和依附在微生物群體上的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)組成，其中含有大量有機(jī)物質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)物、病原菌、寄生蟲(chóng)卵、重金屬和某些有毒有害難降解有機(jī)物等，同時(shí)具有含水率高、體積大、易腐敗、產(chǎn)生惡臭、比重較小、顆粒較細(xì)等特點(diǎn)，剩余活性污泥的污泥比阻通常為100~300×1012m/kg，該類(lèi)污泥的處理難度相對(duì)較大。

消化污泥是指剩余活性污泥經(jīng)過(guò)厭氧消化或好氧消化處理后產(chǎn)生的污泥，污泥經(jīng)過(guò)好氧消化處理后呈褐色至深褐色的絮狀物，相比剩余活性污泥，好氧消化處理后的污泥更易脫水。厭氧消化處理后的污泥是帶有難聞氣味的深褐色或黑色粘稠液體，厭氧消化污泥的污泥比阻通常為40~80×1012m/kg。

化學(xué)污泥是指采用化學(xué)法處理污水后產(chǎn)生的污泥，針對(duì)污水中特定的污染物需要加入對(duì)應(yīng)化學(xué)藥劑將污染物去除，因而污水性質(zhì)和化學(xué)藥劑的差異會(huì)導(dǎo)致化學(xué)污泥的成分也不盡相同?；瘜W(xué)污泥中通常含有大量膠狀結(jié)構(gòu)的親水物質(zhì)導(dǎo)致其難以脫水。

2、污泥的成分

（1）污泥中的水分：污泥中的水分按其狀態(tài)共分為四種：1）間隙水，是存在于污泥顆粒間隙中的游離水分，又稱(chēng)自由水；2）毛細(xì)水，是污泥顆粒之間或顆粒裂隙中由于毛細(xì)作用與污泥顆粒結(jié)合在一起的水分；3）吸附水，是由于表面張力的作用吸附在污泥顆粒表面的水分，由于污泥顆粒小，所以具有極強(qiáng)的表面吸附力；4）結(jié)合水，是存在于污泥顆粒內(nèi)部或微生物細(xì)胞內(nèi)的水分，只有改變污泥顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)才能將結(jié)合水分離。

四種水分的結(jié)合強(qiáng)度依次為間隙水<毛細(xì)水<吸附水<結(jié)合水。理論上，間隙水相對(duì)容易脫除，可通過(guò)重力沉淀（濃縮壓密）而分離。毛細(xì)水可通過(guò)施加離心力、負(fù)壓力等外力，破壞毛細(xì)管表面張力和凝聚力的作用力而分離。吸附水可采用混凝方法，通過(guò)膠體顆粒相互絮凝來(lái)去除附著在表面的水分。結(jié)合水則較難去除，特別是微生物細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合水，必須從細(xì)胞內(nèi)滲出才能去除。一般的污泥重力濃縮法和機(jī)械方法僅能去除污泥中的間隙水和部分毛細(xì)水。污泥顆粒表面的吸附水和部分毛細(xì)水與污泥表面的結(jié)合力很強(qiáng)，無(wú)法簡(jiǎn)單用機(jī)械方法去除。污泥深度脫水的重點(diǎn)在于對(duì)毛細(xì)水、吸附水和結(jié)合水的去除，有效改變污泥的化學(xué)、生化學(xué)、物理特性是去除這三部分水的重要方法和有效途徑。

（2）污泥中的胞外聚合物：污泥顆粒表面吸附有各種荷電離子以及由微生物在其代謝過(guò)程中分泌于細(xì)胞體外的胞外聚合物，這些荷電離子和胞外聚合物具有很強(qiáng)的持水性。胞外聚合物是微生物細(xì)胞外高分子物質(zhì)的總稱(chēng)，其質(zhì)量占剩余活性污泥總重的80%、總有機(jī)物的50%-90%、污泥干重的15%，是剩余活性污泥中除微生物細(xì)胞和水分外的第三大組成物質(zhì)，對(duì)污泥性質(zhì)影響顯著。胞外聚合物主要由多糖、蛋白質(zhì)、核酸等高分子物質(zhì)組成，這些聚合物可以形成類(lèi)似凝膠的、高度水化的帶電絮體基質(zhì)，將微生物包埋在絮體里面，維持絮凝體結(jié)構(gòu)和功能的完整性。由于蛋白質(zhì)表面帶有-NH4+、-COOH、-CONH2、-OH、-SH等親水的極性基團(tuán)，有利于絮體吸附水的存在；多糖表面帶有SO42-、PO43-、-COO-等官能團(tuán)，其容易在菌體周?chē)纬伤?。胞外聚合物的水合作用及?fù)雜的表面極性極大地影響污泥絮體結(jié)構(gòu)和脫水性能。

（3）污泥中的其他成分：污泥中的固相成分較為復(fù)雜，可分為有機(jī)相和無(wú)機(jī)相，有機(jī)相包括微生物形成的菌膠團(tuán)及吸附的有機(jī)物、絲狀菌、微生物殘留固體、病原菌、寄生蟲(chóng)卵等生物體，也包括來(lái)源于污水中的有機(jī)物如蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂肪、油脂等；無(wú)機(jī)相主要為泥沙、無(wú)機(jī)沉淀物等。固態(tài)成分會(huì)一定程度上決定污泥粒徑、沉降性、穩(wěn)定性等性質(zhì)。

污泥中還含有眾多有毒有害物質(zhì)，其中以重金屬污染和有機(jī)污染物為主。重金屬污染是污泥污染中的重要部分，不同種類(lèi)的污泥中重金屬類(lèi)別的分布有較大差異，工業(yè)污泥中的部分重金屬如Cu、Cr、Ni等重金屬含量通常高于市政污泥。污泥中的有機(jī)污染物種類(lèi)繁多，不同來(lái)源的污泥由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人民生活習(xí)慣方面的差異所含污染物的種類(lèi)和含量也存在較大差異。

中金企信國(guó)際咨詢(xún)專(zhuān)業(yè)編制《污泥處理項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》為企業(yè)投融資、項(xiàng)目立項(xiàng)、銀行貸款申請(qǐng)、批地申請(qǐng)等提供專(zhuān)業(yè)化優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

3、影響污泥處理的因素

（1）污泥性質(zhì)的影響：污泥中有機(jī)質(zhì)含量、顆粒粒徑、粘度、荷電性質(zhì)等因素都會(huì)影響污泥的性質(zhì)，進(jìn)而影響其脫水性能，具體如下：

①有機(jī)質(zhì)含量：由于有機(jī)質(zhì)具有一定的保水作用，在過(guò)濾過(guò)程中形成的可壓縮濾餅在受壓情況下容易造成過(guò)濾通道阻塞，導(dǎo)致脫水效率較低。另外，因?yàn)榘饩酆衔锏暮渴怯绊懳勰嗝撍阅艿闹匾蛩?，而胞外聚合物是菌膠團(tuán)之間連接的媒介，當(dāng)有機(jī)物含量較高時(shí)，微生物的生長(zhǎng)繁殖迅速，胞外聚合物的含量增加，使得污泥菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。因此，污泥中有機(jī)質(zhì)含量的增加會(huì)使得污泥脫水變得更加困難。

②顆粒粒徑：污泥顆粒粒徑分布也是影響污泥脫水性能的重要因素。在機(jī)械壓濾脫水過(guò)程中，小尺寸的顆粒污泥可以透過(guò)孔隙，大顆粒污泥則會(huì)被濾網(wǎng)截留在泥餅層，而顆粒尺寸和孔徑相近的污泥顆粒往往會(huì)阻塞濾布孔隙，降低污泥脫水效果。另外，較大的顆粒粒徑也有利于污泥脫水過(guò)程中形成“導(dǎo)流渠道”，使水分易被導(dǎo)出。對(duì)于相同性質(zhì)的污泥來(lái)講，通常顆粒粒徑越小，污泥越難以脫水。

③粘度：污水處理廠在污泥濃縮過(guò)程中通常會(huì)投加有機(jī)高分子絮凝劑，這些有機(jī)高分子絮凝劑粘性較大，如果添加過(guò)量會(huì)導(dǎo)致污泥粘度增加，在壓濾過(guò)程中堵塞濾布，影響脫水效果。另外，污泥中本身含有的物質(zhì)（如浮油、乳化油及溶解油等）也可能導(dǎo)致其粘度增大，造成脫水困難。

④荷電性質(zhì)：污泥中羧基、氨基和磷酸基等基團(tuán)水解電離產(chǎn)生帶負(fù)電荷的離子基團(tuán)，致使污泥表面產(chǎn)生靜電斥力，不利于污泥脫穩(wěn)。通常采用Zeta電位表征污泥膠體所帶電荷性的大小，Zeta電位值越小，污泥所帶的負(fù)電性越強(qiáng)，污泥絮體間的斥力越大，污泥絮體越難沉降，污泥狀態(tài)穩(wěn)定，脫水性能差。

（2）處置要求：污泥處理與處置是兩個(gè)相互影響的環(huán)節(jié)，不同的污泥處置路徑對(duì)污泥的性質(zhì)有不同的要求，也即對(duì)污泥處理技術(shù)有不同的要求。以衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒和水泥窯綜合利用為例：

衛(wèi)生填埋對(duì)污泥的橫向剪切強(qiáng)度有較高的要求，因而要求在污泥處理過(guò)程中加入更多能夠使得污泥固結(jié)的藥劑。土地利用對(duì)污泥的含水率、養(yǎng)分指標(biāo)、種子發(fā)芽指數(shù)以及污染物指標(biāo)等有較高的要求，并且有相關(guān)法律、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)限制，因而要求在污泥處理過(guò)程中加強(qiáng)穩(wěn)定化、降低污泥含水率。

干泥性能需滿(mǎn)足后續(xù)協(xié)同焚燒、單獨(dú)焚燒處置的要求主要有以下方面：①避免對(duì)焚燒系統(tǒng)設(shè)備造成腐蝕與影響煙氣處理，主要是要嚴(yán)格控制污泥中的Cl-、S等含量。②適合不同焚燒溫度要求，如流化床900℃與粉煤爐1400℃協(xié)同焚燒、水泥窯1500℃協(xié)同處理等不同焚燒溫度對(duì)干泥的泥質(zhì)要求不同，，主要是防止污泥中的無(wú)機(jī)鹽成分高溫分解后對(duì)焚燒煙氣產(chǎn)生影響及焚燒粉塵對(duì)后續(xù)設(shè)備、煙道等產(chǎn)生磨損與堵塞情況。③須確保焚燒灰渣后續(xù)可資源化利用。

（3）其他影響因素：溫度是影響微生物生長(zhǎng)繁殖的重要因素，具體而言，會(huì)影響酶活性、細(xì)胞膜的流動(dòng)性、物質(zhì)的溶解度，因而同一污水處理廠不同季度污泥脫水效果也存在差異。春季污泥中的微生物生長(zhǎng)繁殖速度較快，胞外聚合物含量提高，污泥脫水性能下降。冬季低溫條件下絲狀菌的大量出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致污泥絮體疏松、密度減小，進(jìn)一步導(dǎo)致污泥比阻和沉降指數(shù)增大。與常溫條件相比，低溫條件下污泥有更高的親水性，污泥的胞外分泌物粘性更強(qiáng)，使得污泥的壓縮性降低、處理難度上升。

此外，不同污泥來(lái)源、污水處理工藝及不同含水率的污泥性質(zhì)、成分各有不同，處理所需的適用藥劑或工藝也有所差異。因此，污泥混合后，污泥成分、顆粒粒徑、污泥比阻等污泥特性均將發(fā)生一定變化，對(duì)應(yīng)的處理難度也有所不同。

4、污泥的處理處置目標(biāo)：

污泥含有一定量的資源性成分，若能得到妥善處理可成為一種良好的資源，否則將會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染：一方面，污泥中通常含有病原微生物、寄生蟲(chóng)卵、重金屬和難降解有機(jī)污染物質(zhì)，如果不能得到妥善的處置，容易造成水體、土壤和大氣的二次污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅；另一方面，生活污泥中含有種類(lèi)復(fù)雜的有機(jī)物以及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)馁Y源化處理后可以用作土壤改良劑，

促進(jìn)植物生長(zhǎng)。此外，脫水干泥還含有一定的熱值，可作為燃料或建材原料。為提高污泥處理處置水平、保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策（試行）》，污泥處理處置的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化和無(wú)害化，鼓勵(lì)回收和利用污泥中的能源和資源，堅(jiān)持在安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的前提下實(shí)現(xiàn)污泥的處理處置和綜合利用，達(dá)到節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。

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（1）污泥的減量化：污水處理廠常規(guī)配套的離心機(jī)、帶機(jī)等機(jī)械脫水方法得到的污泥含水率一般為80%左右，通常而言，該污泥含水率高、有惡臭，易腐敗變質(zhì)，裝卸、運(yùn)輸和后續(xù)處置較為困難。如何通過(guò)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保措施將含水率80%污泥脫水減量至含水率50%以下，跨越污泥粘滯區(qū)，為后續(xù)焚燒等處置利用創(chuàng)造條件，是污泥處理的核心難題之一，也是環(huán)保行業(yè)一個(gè)公認(rèn)的技術(shù)難題。

減量化處理的目的是大幅縮減污泥的質(zhì)量和體積。污泥中水分的減少，污泥的形態(tài)會(huì)逐步從半流動(dòng)狀變化到粘滯狀、塑性性狀、半干固體狀直到純固體狀，含水率較低的污泥有利于運(yùn)輸、貯存和后續(xù)處置。

通常而言，濕污泥的處理處置過(guò)程是能量?jī)魮p耗的過(guò)程，如熱干化工藝過(guò)程蒸發(fā)污泥中的水分需消耗大量能量，高耗能導(dǎo)致的高處理成本成為污泥處理的一大難題，特別是含水率55%-65%處于污泥的粘滯區(qū)時(shí)，污泥粘性大，輸送和焚燒處置過(guò)程所需的能耗很高，因此在處置之前將污泥的含水率降至粘滯區(qū)以下，有利于減少處置過(guò)程的能耗。

此外，若無(wú)法在污泥處理環(huán)節(jié)大幅減小污泥的質(zhì)量和體積，將會(huì)面臨污泥難以存放、運(yùn)輸困難以及易造成二次污染的問(wèn)題，且不論后續(xù)采取何種處置方式，都會(huì)增加污泥處置過(guò)程所需的人工、設(shè)備、投資和運(yùn)行成本。因此，污泥的減量化是污泥處理處置過(guò)程中必要的步驟。

（2）污泥的穩(wěn)定化和無(wú)害化：污水處理的目的主要是實(shí)現(xiàn)污水中污染物降解和去除，污水處理過(guò)程30%~50%的有機(jī)污染物成分轉(zhuǎn)化至活性，其他重金屬物質(zhì)、難降解有機(jī)物等最終富集成為污泥，因此污水處理污泥具有較高的二次污染風(fēng)險(xiǎn)。

污泥的穩(wěn)定化和無(wú)害化是指降解污泥中的易腐有機(jī)物質(zhì)，減少或固化、鈍化重金屬成分，消除惡臭異味，殺滅污泥中的細(xì)菌、寄生蟲(chóng)卵、病毒及病原體等，減輕或消除污泥對(duì)環(huán)境可能造成的二次污染，通過(guò)處理，使其不對(duì)環(huán)境造成二次污染，不對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。

（3）污泥的資源化：資源化是指將污泥經(jīng)合適工藝處理后，使其轉(zhuǎn)化為可以利用的資源。污泥既是能源物質(zhì)又是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，污泥含有的有機(jī)物質(zhì)具有一定熱值；對(duì)于城市生活污泥，因其含有豐富的氮、磷、鉀和各種微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及有機(jī)質(zhì)，能促進(jìn)植物生長(zhǎng)、增加植物產(chǎn)量、提高土壤養(yǎng)分和微生物活性，改善土壤耕性，增加土壤的透水性，降低土壤密度等，是園林植物較為理想的肥料，可作為再生資源使用。然而，污泥具有污染物和資源的雙重屬性，如果因處置不當(dāng)而導(dǎo)致大量污泥的無(wú)序棄置，不僅會(huì)導(dǎo)致能源物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)法得到有效利用，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

污泥“四化”之中，無(wú)害化處理是基本要求，減量化處理是基礎(chǔ)，穩(wěn)定化處理是核心，資源化利用是終極目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措，是污泥處理處置技術(shù)發(fā)展的重要目標(biāo)和未來(lái)繼續(xù)前進(jìn)的動(dòng)力與方向。

鑒于能源、資源短缺、全球氣候變化、糧食安全、土壤礦化、全球磷資源短缺等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，污泥資源化與能源化越來(lái)越受到重視，且符合目前科技發(fā)展水平，是未來(lái)污泥處置的重點(diǎn)發(fā)展方向。污泥的資源化與能源化可以有效利用污泥的熱值經(jīng)焚燒副產(chǎn)蒸汽發(fā)電，也可通過(guò)土地利用實(shí)現(xiàn)污泥中有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)元素以及微量元素的有效利用。

因此，探索污泥資源化利用技術(shù)是污泥處理處置行業(yè)創(chuàng)新突破的必經(jīng)之路，污泥資源化作為污水處理的“最后一公里”，只有為污泥尋到一條科學(xué)合理的資源化出路才能有效解決污水污染問(wèn)題。