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武漢瑞斯生態環境科技有限公司

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污水處理的副產物也價值千億,卻陷入“不賣座”的困境,如何破解?
閱讀量:108 發表時間:2022-12-05

污泥的處理處置問題是我國目前生態環境治理領域的一塊“硬骨頭”。但在眾多業界人士看來,在政策的監管下,對污泥的處理更加嚴格,中國對污泥治理行業的需求將不斷增加,會為污泥行業提供源源不斷的新動能。

我國每年到底會產生多少污泥?污泥作為污水處理的副產品,其產生量也不斷增加。另據公開資料,污水中約30-50%的COD,30%-45%的氮和90%左右的磷轉移到了污泥中。從節能減排來看,如若不對污泥進行及時處理,污水處理相當于只完成了三分之一的工序。

專家研究預判,每年未妥善處置的污泥數量已經超過3000萬噸,造成二次污染問題已有所顯現。污泥堆放在露天散發出臭氣和異味,污染物顆粒會造成大氣污染;經水浸泡溶解,污染物伴隨污水流入河道污染地表水和地下水。污泥后處理市場因需求不足難以為繼。而要想實現減量化、無害化、資源化的污泥處理處置目標,就要全力推廣污泥減量的相關新型技術,因此掌握核心技術才是硬道理。據了解國內海琦環保據此研發出了一種污泥熱解熔融氣化處理工藝。

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該技術也是一種燃燒技術,但是是區別與焚燒不同的是,該技術采用的是缺氧燃燒,也稱作是熱解氣化的原理,此舉不僅解決了常規模式投資大,尾氣排放量大且有毒有害氣體含量高的難題,還解決了傳統處理成本高的問題。該技術一般兩年就可收回投資。

污泥處理也是一個千億市場

隨著污水處理的蓬勃發展,污泥產量也在大幅增長,污泥處理是從污水處理環節分離出來的一個細分領域,未來市場規模將達千億。雖然我國在污泥處理處置方面的政策越加趨嚴,但行業發展始終沒有取得重大突破,技術的缺失成為大短板。

事實上,針對污泥處理處置,國家相關部門出臺了一系列的政策措施。例如,之前發布的“水十條”就曾強調,地級及以上城市污泥無害化處理處置率應于2020年底前達到90%以上。為加速污泥治理速度,“十三五”期間,中央財政將投入2000億元用于污水廠的污泥處理,在污泥處置技術的不斷突破與政策的推動下,污泥處理處置行業即將迎來藍海市場。

隨著政策引導,我國污泥處理產業市場需求得到釋放。據預測,按照污水有效處理率來推算,2020年的污泥產量將達到8000多萬噸。就目前我國污泥處理的現狀來看,從規劃到處罰標準,再到收費政策和市場盈利模式,污泥處理得“十三五”黃金期已至。據前瞻產業研究院《中國污泥處理處置深度調研與投資分析報告》整理預計,污泥處理工程市場將達到600億左右,運營市場規模約在300億到400億上下,整體規模將再創造一個千億環保細分市場。

由于我國污泥處理處置起步較晚,自主研發的污泥處理處置技術還在不斷完善,污泥處理需要無害化、穩定化、減量化、衛生化及資源化處理處置,這五化都需要先進的技術來支撐。如今污泥處置越來越受到重視,污泥處置的技術、政策及運作方式在不久的未來將有所突破,污泥處理處置行業在政策推動下有望進入快速增長階段。從曾經的無人問津到現在的炙手可熱,污泥處理市場吸引著越來越多的企業前來掘金,千億市場紅利靜待釋放。

污泥處理叫好卻不賣座

數據顯示,我國城鎮污水處理廠處理規模已位居世界第一。目前,全國共建成并投入運營4000多座城鎮污水處理廠,日總污水處理規模超過兩億立方米,約占全球總污水處理規模的1/5。作為污水處理重要副產物,污泥也伴隨污水處理規模的擴大而大量產生。據統計,2019年我國污泥產量已超過6000萬噸(以含水率80%計),預計2025年我國污泥年產量將突破9000萬噸,污泥處理市場規?;虺|。

千億市場版圖,對業界眾多企業來說無疑是一大利好,市場空間這么大,污泥處理處置項目豈不成為被哄搶的香餑餑?然而,污泥這只“風口豬”的夢想并沒有實現,很多污泥項目甚至面臨無人問津的尷尬局面。

為何看似火熱的市場卻一供應商難求呢?

以最近剛剛經歷第四次廢標的安徽省宣城市城區污水處理廠污泥處置服務采購項目為例。

招標的內容包括宣城市市區污水處理廠污泥處置服務采購項目2021年7月至2022年6月年污泥處置(其中敬亭圩污水處理廠預計年處置量約為12000噸,雙橋污水處理廠預計年處置量約為2000噸)。敬亭圩污水處理廠、雙橋污水處理廠污泥含水率為60%,本次采購1家具有污泥固廢處置資質的公司處置市區污水處理廠污泥,污泥固廢處置公司應能處置宣城市市區范圍內污泥。

供應商須保證對宣城市市區污水處理廠污泥的收集、運輸、貯存、利用、處理等符合國家現行的法律法規要求;污泥在運輸過程中嚴禁散落、丟棄,并符合交通管理部門的相關規定;須按污泥特性進行無害化處理,確保不產生二次污染,并接受采購人的監督。若違反約定,中標人須承擔相關的法律責任,并賠償由此造成的相關經濟及環境損失費用。

項目預算金額為500萬元,因本項目招標時無法確定需處置的污泥總重量,故采用單價報價方式進行報價,結算時采購人按照中標人的中標污泥處置費每噸單價×處置污泥噸數結算合同價款。污泥處置(含運輸等費用)單噸服務費綜合單價不得超過350元/噸。

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其他要求包括投標人必須能處置含水率60%的污泥。

同樣是安徽地區,2021-2023年涇縣象山污水處理有限公司污泥處置服務采購項目也于近日啟動了二次招標。

涇縣污水處理廠污泥處置工程于2019年12月通過工程竣工驗收和環??⒐を炇?,自運行以來涇縣污水處理廠按照《涇縣污水處理廠污泥處置工程環境影響評價》要求將處理后含水率低于60%的污泥運輸至涇縣垃圾填埋場進行衛生填埋,應環保督察涇縣垃圾填埋場停運。本次招標的內容包括縣城區污水處理廠2021年至2023年二年污泥處置,污泥每年的處置量約為4000噸。

污泥處置單噸服務費綜合單價不得超過270元/噸(其中污泥運輸費100公里范圍內由采購人承擔,超出100公里范圍外由中標人承擔)。須采用水泥窯協同焚燒工藝處理。

從以上兩個項目來看,都要求含水率達60%,并對污泥進行無害化處理,涇縣項目明確要求用水泥窯協同焚燒工藝處理,而270元/噸的費用為人民幣含稅全包價。包括:污泥處置、清運、裝卸污泥、過磅計量、設備作業工具、員工著裝,員工的工資、加班工資、工傷、養老、失業、醫療保險,水電、垃圾清運,企業管理,各類稅金以及企業利潤等相關費用。

資源化利用成本過高或是主要制約因素

經過多年探索,我國污泥處理處置行業主要形成了穩定化處理與安全處置的四條主流技術路線:“厭氧消化+土地利用”、“好氧發酵+土地利用”、“干化焚燒+灰渣填埋或建材利用”,以及“深度脫水+應急填埋”,有效支撐了我國污泥處理處置問題的解決。隨著污水處理廠的提標改造,污泥處置延伸出了耦合垃圾焚燒、水泥窯協同處置、參與土壤修復等路徑,技術工藝突破瓶頸。

有調研顯示,就目前的水平來看,300元/噸以下的污泥干化焚燒成本在發達地區基本是無法完成全過程商業運行的。協同處理的成本往往會稍低些,比如說垃圾焚燒廠協同,一般包括利潤的全成本在400元/噸左右。由此可見,以上這兩個項目的廢標或許跟成本投資等有關。

錢不到位或許是污泥處理處置行業叫好不叫座的一個主因。

在地域分布上,污泥焚燒和干化是華東地區應用最為廣泛的污泥處理技術;東北地區、華東地區和華中地區則為污泥好氧堆肥技術;此外,厭氧消化設施在華東、華北和華中地區亦廣泛建設。

調查數據顯示,目前國內污泥處理處置項目主要投資運行成本如下:

單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日),由于不用鼓風曝氣等,節約了成本,單純厭氧消化運行費用約為60-120 元/噸(含水率80%,不包括濃縮和脫水),而好氧發酵運行費用為120-160 元/噸。

污泥干化焚燒的投資成本為50-100萬/噸,運行成本為270-550元/噸;

污泥建材利用的投資成本為30-50萬/噸,運行成本為50-200元/噸。

業內人士表示,污泥處理產業很難自己盈利,其運轉主要靠政府補貼。而從政府會議支付意愿來看,希望能在100-300元/噸把污泥問題解決掉。

資源化利用成本較高,企業難以承受。曾經有企業算了這樣一筆賬,處理一噸污泥成本320元,政府補貼污泥處置費218元一噸,10噸污泥產生一噸肥料,一噸有機肥可賣220元,處理一噸污泥企業虧100多元。

業內人士認為,污泥處理的資源化利用成本過高是行業主要制約因素。污泥含水量大、運輸和處理成本高,鄉鎮污水處理費難收取,一些欠發達地區靠公共財政承擔的確有難度。

污泥處理行業發展趨勢

(1)適應“碳減排”與“碳中和”需求的低耗高效污泥處理技術將加速推廣

2020 年 9 月,我國提出:“中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于 2030 年前達到峰值,努力爭取 2060 年前實現碳中和”。

我國《十四五規劃和 2035 年遠景目標綱要》指出要深入打好污染防治攻堅戰,建立健全環境治理體系,推進精準、科學、依法、系統治污,協同推進減污降碳,不斷改善空氣、水環境質量,有效管控土壤污染風險。

“碳減排”與“碳中和”背景下,污泥處理處置過程中的碳減排有著很大的必要性。我國污水行業碳排放量占全社會總排放量的 1~2%,污水甲烷排放量排名第一,雖然碳排放量整體占比不大,但結合行業自身的發展需求,污水處理需要節能降耗和碳減排。污水資源化,一方面是水的綜合利用,另一方面是污染物的綜合利用。污泥作為污水處理的副產物,富集了污水中帶入和污水處理過程產生的難降解的有機物、重金屬和病原體等有毒有害物質,同時含有 N、P、K 等營養物質,源頭上具有“污染”和“資源”的雙重屬性。因此,污泥處理處置過程碳減排對污水處理行業的“減污降碳”具有重要意義。

在此背景下,碳排放量有望成為未來污泥處理處置工藝路線選擇的重要指標之一,低碳工藝和高效節能設備等符合綠色節能導向的技術與裝備有望加速推廣。

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(2)污泥焚燒在國家相關規劃中的重要性持續提升,焚燒處置有望成為經濟發達地區污泥處置主流方式

國內常用的污泥處置手段包括衛生填埋、焚燒、土地利用和建材利用。其中,衛生填埋由于沒有實現完整處置且浪費土地資源,難以適應我國當前和未來的環保發展要求,且《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》明確指出要加快壓減污泥填埋規模,積極推進污泥資源化利用,因而衛生填埋的處置方式將逐步被淘汰。土地利用能夠充分利用污泥中的有機物和氮、磷、鉀等營養元素以及多種植物生長所需的微量元素,但對污泥的來源和泥質有較為嚴格的要求,且政策限制較大、消納能力有限。建材利用實現了污泥資源化,但在利用的過程中容易出現二次污染難以避免、建材產品質量受到影響等問題,且建材生產企業通常對污泥成分有特定的要求,消納能力受建材生產企業的影響。

污泥焚燒處置能夠將污泥中有機物在高溫條件下氧化分解為二氧化碳和水,同時釋放熱量,實現最大限度的污泥減量化與無害化,可大幅減小污泥的體積,徹底殺滅其中的病原微生物,阻斷污泥中病毒的傳播,解決污泥的惡臭問題,且焚燒產物為穩定的惰性灰渣,可進行建材利用資源化,實現了真正意義上的穩定化和無害化。同時,焚燒污泥產生的熱量還可用于進行濕污泥的干化、副產蒸汽、發電等,是國際上大型城市的主流污泥處置方式。

隨著我國污泥處理技術發展與污泥處理處置工作的不斷推進,焚燒能夠實現污泥徹底的穩定化和無害化處置的優勢得到廣泛的認可并在越來越多的城市應用實施,上海、深圳、杭州等多個經濟發達城市均已將焚燒作為主要的污泥處置路徑。

我國《十四五規劃和 2035 年遠景目標綱要》明確指出要推廣污泥集中焚燒無害化處理。因此,污泥焚燒未來將逐步成為土地資源緊缺的大中型城市污泥處置的主流方向,與焚燒處置相適應的污泥處理技術的應用也將進一步增加。

由于焚燒項目容易引起較為敏感的“鄰避效應”,經濟發達地區對這一問題通常更為重視,因而對污泥焚燒項目的審批更為謹慎,對其節能性、污染物排放、運行管理等要求更為嚴格,對污泥清潔焚燒技術的需求更為迫切。在此背景下,在污泥處理環節提高脫水減量效果,降低污泥含水率、提高脫水干泥熱值,并能夠減少需進行焚燒處置的干泥量,還能夠節約單位污泥焚燒過程中的能耗和燃料,具有重要的節能減排意義。

(3)國家政策規劃將推動污泥處理行業發展

我國城市污水處理能力不斷提升,污水收集處理率逐步提高,到 2019 年我國城市污水處理能力已達到 20,405 萬立方米/日。

與此同時,污水處理要求也不斷嚴格,自 2002 年《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)發布至今,我國污水處理排放標準經歷了由部分一級 B 標準,到全面實施一級 B 標準,再全面提升至一級 A 標準的過程。為了提升處理后水體的水質,污水處理過程需要添加的藥劑量也會增加。而污泥就是由原廢水中的固體物質和在廢水處理過程中所產生的固體物質組成,所以在污水處理過程中添加更多的藥劑會使得污泥產生量進一步擴大,將對污泥處理處置能力和技術水平提出更高的要求。

當前國內污泥處理市場仍處于起步發展階段,部分污水處理廠仍存在違規排放污泥的情況,污泥問題也是當前我國環保督察重點關注的環保問題之一。自2016 年以來,我國生態環境保護督察圍繞污泥處理處置政策要求對多地違法違規處理處置污泥的情況進行了督察與問責,并要求地方政府制定整改方案,抓好整改落實工作。

《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》指出到 2023 年城市污泥無害化處置率和資源化利用率要進一步提高?!丁笆奈濉背擎偽鬯幚砑百Y源化利用發展規劃》指出“十四五”期間新增污泥(含水量 80%的濕污泥)無害化處置設施規模不少于 2 萬噸/日,到 2035 年要全面實現污泥無害化處置,污水污泥資源化利用水平顯著提升,城鎮污水得到安全高效處理,全民共享綠色、生態、安全的城鎮水生態環境。

因此,在污泥產生量上升和環保督察趨嚴、政府對污泥處理處置要求逐漸增加的多重壓力下,市場對污泥處理的需求將會進一步提升。

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