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污泥的處理處置問題是我國目前生態(tài)環(huán)境治理領(lǐng)域的一塊“硬骨頭”。但在眾多業(yè)界人士看來,在政策的監(jiān)管下,對污泥的處理更加嚴(yán)格,中國對污泥治理行業(yè)的需求將不斷增加,會為污泥行業(yè)提供源源不斷的新動能。
我國每年到底會產(chǎn)生多少污泥?污泥作為污水處理的副產(chǎn)品,其產(chǎn)生量也不斷增加。另據(jù)公開資料,污水中約30-50%的COD,30%-45%的氮和90%左右的磷轉(zhuǎn)移到了污泥中。從節(jié)能減排來看,如若不對污泥進(jìn)行及時處理,污水處理相當(dāng)于只完成了三分之一的工序。
專家研究預(yù)判,每年未妥善處置的污泥數(shù)量已經(jīng)超過3000萬噸,造成二次污染問題已有所顯現(xiàn)。污泥堆放在露天散發(fā)出臭氣和異味,污染物顆粒會造成大氣污染;經(jīng)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(shí)現(xiàn)減量化、無害化、資源化的污泥處理處置目標(biāo),就要全力推廣污泥減量的相關(guān)新型技術(shù),因此掌握核心技術(shù)才是硬道理。據(jù)了解國內(nèi)海琦環(huán)保據(jù)此研發(fā)出了一種污泥熱解熔融氣化處理工藝。
該技術(shù)也是一種燃燒技術(shù),但是是區(qū)別與焚燒不同的是,該技術(shù)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(guī)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(tǒng)處理成本高的問題。該技術(shù)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(fā)展,污泥產(chǎn)量也在大幅增長,污泥處理是從污水處理環(huán)節(jié)分離出來的一個細(xì)分領(lǐng)域,未來市場規(guī)模將達(dá)千億。雖然我國在污泥處理處置方面的政策越加趨嚴(yán),但行業(yè)發(fā)展始終沒有取得重大突破,技術(shù)的缺失成為大短板。
事實(shí)上,針對污泥處理處置,國家相關(guān)部門出臺了一系列的政策措施。例如,之前發(fā)布的“水十條”就曾強(qiáng)調(diào),地級及以上城市污泥無害化處理處置率應(yīng)于2020年底前達(dá)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(shù)的不斷突破與政策的推動下,污泥處理處置行業(yè)即將迎來藍(lán)海市場。
隨著政策引導(dǎo),我國污泥處理產(chǎn)業(yè)市場需求得到釋放。據(jù)預(yù)測,按照污水有效處理率來推算,2020年的污泥產(chǎn)量將達(dá)到8000多萬噸。就目前我國污泥處理的現(xiàn)狀來看,從規(guī)劃到處罰標(biāo)準(zhǔn),再到收費(fèi)政策和市場盈利模式,污泥處理得“十三五”黃金期已至。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國污泥處理處置深度調(diào)研與投資分析報告》整理預(yù)計,污泥處理工程市場將達(dá)到600億左右,運(yùn)營市場規(guī)模約在300億到400億上下,整體規(guī)模將再創(chuàng)造一個千億環(huán)保細(xì)分市場。
由于我國污泥處理處置起步較晚,自主研發(fā)的污泥處理處置技術(shù)還在不斷完善,污泥處理需要無害化、穩(wěn)定化、減量化、衛(wèi)生化及資源化處理處置,這五化都需要先進(jìn)的技術(shù)來支撐。如今污泥處置越來越受到重視,污泥處置的技術(shù)、政策及運(yùn)作方式在不久的未來將有所突破,污泥處理處置行業(yè)在政策推動下有望進(jìn)入快速增長階段。從曾經(jīng)的無人問津到現(xiàn)在的炙手可熱,污泥處理市場吸引著越來越多的企業(yè)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(shù)據(jù)顯示,我國城鎮(zhèn)污水處理廠處理規(guī)模已位居世界第一。目前,全國共建成并投入運(yùn)營4000多座城鎮(zhèn)污水處理廠,日總污水處理規(guī)模超過兩億立方米,約占全球總污水處理規(guī)模的1/5。作為污水處理重要副產(chǎn)物,污泥也伴隨污水處理規(guī)模的擴(kuò)大而大量產(chǎn)生。據(jù)統(tǒng)計,2019年我國污泥產(chǎn)量已超過6000萬噸(以含水率80%計),預(yù)計2025年我國污泥年產(chǎn)量將突破9000萬噸,污泥處理市場規(guī)?;虺|。
千億市場版圖,對業(yè)界眾多企業(yè)來說無疑是一大利好,市場空間這么大,污泥處理處置項(xiàng)目豈不成為被哄搶的香餑餑?然而,污泥這只“風(fēng)口豬”的夢想并沒有實(shí)現(xiàn),很多污泥項(xiàng)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(yīng)商難求呢?
以最近剛剛經(jīng)歷第四次廢標(biāo)的安徽省宣城市城區(qū)污水處理廠污泥處置服務(wù)采購項(xiàng)目為例。
招標(biāo)的內(nèi)容包括宣城市市區(qū)污水處理廠污泥處置服務(wù)采購項(xiàng)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(yù)計年處置量約為12000噸,雙橋污水處理廠預(yù)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(zhì)的公司處置市區(qū)污水處理廠污泥,污泥固廢處置公司應(yīng)能處置宣城市市區(qū)范圍內(nèi)污泥。
供應(yīng)商須保證對宣城市市區(qū)污水處理廠污泥的收集、運(yùn)輸、貯存、利用、處理等符合國家現(xiàn)行的法律法規(guī)要求;污泥在運(yùn)輸過程中嚴(yán)禁散落、丟棄,并符合交通管理部門的相關(guān)規(guī)定;須按污泥特性進(jìn)行無害化處理,確保不產(chǎn)生二次污染,并接受采購人的監(jiān)督。若違反約定,中標(biāo)人須承擔(dān)相關(guān)的法律責(zé)任,并賠償由此造成的相關(guān)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境損失費(fèi)用。
項(xiàng)目預(yù)算金額為500萬元,因本項(xiàng)目招標(biāo)時無法確定需處置的污泥總重量,故采用單價報價方式進(jìn)行報價,結(jié)算時采購人按照中標(biāo)人的中標(biāo)污泥處置費(fèi)每噸單價×處置污泥噸數(shù)結(jié)算合同價款。污泥處置(含運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用)單噸服務(wù)費(fèi)綜合單價不得超過350元/噸。
其他要求包括投標(biāo)人必須能處置含水率60%的污泥。
同樣是安徽地區(qū),2021-2023年涇縣象山污水處理有限公司污泥處置服務(wù)采購項(xiàng)目也于近日啟動了二次招標(biāo)。
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(yàn)收和環(huán)??⒐を?yàn)收,自運(yùn)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(huán)境影響評價》要求將處理后含水率低于60%的污泥運(yùn)輸至涇縣垃圾填埋場進(jìn)行衛(wèi)生填埋,應(yīng)環(huán)保督察涇縣垃圾填埋場停運(yùn)。本次招標(biāo)的內(nèi)容包括縣城區(qū)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(wù)費(fèi)綜合單價不得超過270元/噸(其中污泥運(yùn)輸費(fèi)100公里范圍內(nèi)由采購人承擔(dān),超出100公里范圍外由中標(biāo)人承擔(dān))。須采用水泥窯協(xié)同焚燒工藝處理。
從以上兩個項(xiàng)目來看,都要求含水率達(dá)60%,并對污泥進(jìn)行無害化處理,涇縣項(xiàng)目明確要求用水泥窯協(xié)同焚燒工藝處理,而270元/噸的費(fèi)用為人民幣含稅全包價。包括:污泥處置、清運(yùn)、裝卸污泥、過磅計量、設(shè)備作業(yè)工具、員工著裝,員工的工資、加班工資、工傷、養(yǎng)老、失業(yè)、醫(yī)療保險,水電、垃圾清運(yùn),企業(yè)管理,各類稅金以及企業(yè)利潤等相關(guān)費(fèi)用。
資源化利用成本過高或是主要制約因素
經(jīng)過多年探索,我國污泥處理處置行業(yè)主要形成了穩(wěn)定化處理與安全處置的四條主流技術(shù)路線:“厭氧消化+土地利用”、“好氧發(fā)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(yīng)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(biāo)改造,污泥處置延伸出了耦合垃圾焚燒、水泥窯協(xié)同處置、參與土壤修復(fù)等路徑,技術(shù)工藝突破瓶頸。
有調(diào)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(fā)達(dá)地區(qū)基本是無法完成全過程商業(yè)運(yùn)行的。協(xié)同處理的成本往往會稍低些,比如說垃圾焚燒廠協(xié)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(xiàng)目的廢標(biāo)或許跟成本投資等有關(guān)。
錢不到位或許是污泥處理處置行業(yè)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(qū)應(yīng)用最為廣泛的污泥處理技術(shù);東北地區(qū)、華東地區(qū)和華中地區(qū)則為污泥好氧堆肥技術(shù);此外,厭氧消化設(shè)施在華東、華北和華中地區(qū)亦廣泛建設(shè)。
調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,目前國內(nèi)污泥處理處置項(xiàng)目主要投資運(yùn)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(fēng)曝氣等,節(jié)約了成本,單純厭氧消化運(yùn)行費(fèi)用約為60-120 元/噸(含水率80%,不包括濃縮和脫水),而好氧發(fā)酵運(yùn)行費(fèi)用為120-160 元/噸。
污泥干化焚燒的投資成本為50-100萬/噸,運(yùn)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(yùn)行成本為50-200元/噸。
業(yè)內(nèi)人士表示,污泥處理產(chǎn)業(yè)很難自己盈利,其運(yùn)轉(zhuǎn)主要靠政府補(bǔ)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(yè)難以承受。曾經(jīng)有企業(yè)算了這樣一筆賬,處理一噸污泥成本320元,政府補(bǔ)貼污泥處置費(fèi)218元一噸,10噸污泥產(chǎn)生一噸肥料,一噸有機(jī)肥可賣220元,處理一噸污泥企業(yè)虧100多元。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,污泥處理的資源化利用成本過高是行業(yè)主要制約因素。污泥含水量大、運(yùn)輸和處理成本高,鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理費(fèi)難收取,一些欠發(fā)達(dá)地區(qū)靠公共財政承擔(dān)的確有難度。
污泥處理行業(yè)發(fā)展趨勢
(1)適應(yīng)“碳減排”與“碳中和”需求的低耗高效污泥處理技術(shù)將加速推廣
2020 年 9 月,我國提出:“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)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(dá)到峰值,努力爭取 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。
我國《十四五規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》指出要深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn),建立健全環(huán)境治理體系,推進(jìn)精準(zhǔn)、科學(xué)、依法、系統(tǒng)治污,協(xié)同推進(jìn)減污降碳,不斷改善空氣、水環(huán)境質(zhì)量,有效管控土壤污染風(fēng)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(yè)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(jié)合行業(yè)自身的發(fā)展需求,污水處理需要節(jié)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(chǎn)物,富集了污水中帶入和污水處理過程產(chǎn)生的難降解的有機(jī)物、重金屬和病原體等有毒有害物質(zhì),同時含有 N、P、K 等營養(yǎng)物質(zhì),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(yè)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(biāo)之一,低碳工藝和高效節(jié)能設(shè)備等符合綠色節(jié)能導(dǎo)向的技術(shù)與裝備有望加速推廣。
(2)污泥焚燒在國家相關(guān)規(guī)劃中的重要性持續(xù)提升,焚燒處置有望成為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)污泥處置主流方式
國內(nèi)常用的污泥處置手段包括衛(wèi)生填埋、焚燒、土地利用和建材利用。其中,衛(wèi)生填埋由于沒有實(shí)現(xiàn)完整處置且浪費(fèi)土地資源,難以適應(yīng)我國當(dāng)前和未來的環(huán)保發(fā)展要求,且《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》明確指出要加快壓減污泥填埋規(guī)模,積極推進(jìn)污泥資源化利用,因而衛(wèi)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(jī)物和氮、磷、鉀等營養(yǎng)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(zhì)有較為嚴(yán)格的要求,且政策限制較大、消納能力有限。建材利用實(shí)現(xiàn)了污泥資源化,但在利用的過程中容易出現(xiàn)二次污染難以避免、建材產(chǎn)品質(zhì)量受到影響等問題,且建材生產(chǎn)企業(yè)通常對污泥成分有特定的要求,消納能力受建材生產(chǎn)企業(yè)的影響。
污泥焚燒處置能夠?qū)⑽勰嘀杏袡C(jī)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(shí)現(xiàn)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(chǎn)物為穩(wěn)定的惰性灰渣,可進(jìn)行建材利用資源化,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的穩(wěn)定化和無害化。同時,焚燒污泥產(chǎn)生的熱量還可用于進(jìn)行濕污泥的干化、副產(chǎn)蒸汽、發(fā)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(shù)發(fā)展與污泥處理處置工作的不斷推進(jìn),焚燒能夠?qū)崿F(xiàn)污泥徹底的穩(wěn)定化和無害化處置的優(yōu)勢得到廣泛的認(rèn)可并在越來越多的城市應(yīng)用實(shí)施,上海、深圳、杭州等多個經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市均已將焚燒作為主要的污泥處置路徑。
我國《十四五規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)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(yīng)的污泥處理技術(shù)的應(yīng)用也將進(jìn)一步增加。
由于焚燒項(xiàng)目容易引起較為敏感的“鄰避效應(yīng)”,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)對這一問題通常更為重視,因而對污泥焚燒項(xiàng)目的審批更為謹(jǐn)慎,對其節(jié)能性、污染物排放、運(yùn)行管理等要求更為嚴(yán)格,對污泥清潔焚燒技術(shù)的需求更為迫切。在此背景下,在污泥處理環(huán)節(jié)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(jìn)行焚燒處置的干泥量,還能夠節(jié)約單位污泥焚燒過程中的能耗和燃料,具有重要的節(jié)能減排意義。
(3)國家政策規(guī)劃將推動污泥處理行業(yè)發(fā)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(dá)到 20,405 萬立方米/日。
與此同時,污水處理要求也不斷嚴(yán)格,自 2002 年《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)發(fā)布至今,我國污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了由部分一級 B 標(biāo)準(zhǔn),到全面實(shí)施一級 B 標(biāo)準(zhǔn),再全面提升至一級 A 標(biāo)準(zhǔn)的過程。為了提升處理后水體的水質(zhì),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(zhì)和在廢水處理過程中所產(chǎn)生的固體物質(zhì)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(chǎn)生量進(jìn)一步擴(kuò)大,將對污泥處理處置能力和技術(shù)水平提出更高的要求。
當(dāng)前國內(nèi)污泥處理市場仍處于起步發(fā)展階段,部分污水處理廠仍存在違規(guī)排放污泥的情況,污泥問題也是當(dāng)前我國環(huán)保督察重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)保問題之一。自2016 年以來,我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察圍繞污泥處理處置政策要求對多地違法違規(guī)處理處置污泥的情況進(jìn)行了督察與問責(zé),并要求地方政府制定整改方案,抓好整改落實(shí)工作。
《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)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(jìn)一步提高?!丁笆奈濉背擎?zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)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(shè)施規(guī)模不少于 2 萬噸/日,到 2035 年要全面實(shí)現(xiàn)污泥無害化處置,污水污泥資源化利用水平顯著提升,城鎮(zhèn)污水得到安全高效處理,全民共享綠色、生態(tài)、安全的城鎮(zhèn)水生態(tài)環(huán)境。
因此,在污泥產(chǎn)生量上升和環(huán)保督察趨嚴(yán)、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(jìn)一步提升。