一、污泥行業現狀

隨著城鎮化進程加快，我國污泥年產量已從 2020 年的 6000 萬噸增至 2025 年的 9000 萬噸（干基）。污泥兼具污染物與碳資源雙重屬性，其處理處置不僅關乎生態環境安全，更是實現碳中和的重要環節。當前，政策層面已明確 “減量化、穩定化、無害化、資源化” 目標，但污泥含水率高（常規脫水后含水率 80%）、有機質利用效率低、碳排放路徑復雜等問題仍待突破。

我國污泥處置結構如圖所示，土地利用（29.3%）、焚燒（26.7%）、衛生填埋（20.1%）為主要方式，建筑材料利用（15.9%）及其他（8.0%）占比較小。近十年間，土地利用占比從 60.9% 降至 29.3%，焚燒占比從 6.2% 躍升至 26.7%，反映出我國從 “重水輕泥” 向 “泥水并重” 的轉變。

數據來源：《碳中和背景下的污泥處理處置技術》報告

二、國內污泥處理處置現狀與政策驅動

1.政策體系構建

我國已形成從國家到地方的多層級政策框架（表 1），核心目標從早期的無害化處置逐步轉向資源化利用與碳中和協同。例如，《“十四五” 城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》強調 “鼓勵‘生物質利用 + 焚燒’模式”，《固體廢物污染環境防治法》明確污泥處理設施需與污水處理設施同步建設，推動 “泥水統籌”。

2.技術路線演變

我國污泥處置從早期以土地利用為主（2009 年占比 60.9%），逐步向焚燒（2019 年占比 26.7%）、多元化處置轉型。但仍面臨三大挑戰：

1)泥質復雜：重金屬（如 Zn 平均 1367.3mg/kg）、有機污染物（如 APEOs 平均 887000μg/kg）超標限制土地利用；

2)穩定化不足：僅約 30% 的污泥經過厭氧消化等穩定化處理；

3)碳排放路徑不清晰：焚燒、填埋等傳統工藝碳排放量高，而資源化技術（如厭氧消化產沼氣）尚未大規模應用。

三、碳中和導向下的污泥處理處置技術體系

1.深度脫水：污泥減量的核心前提

1.1 重要性分析

污泥含水率從 80% 降至 60%，體積可減少 50%，顯著降低后續焚燒能耗（干化成本下降 40%）與運輸碳排放。深度脫水是銜接前端減量化與后端資源化的關鍵環節，尤其對焚燒工藝而言，含水率每降低 10%，焚燒所需輔助燃料量減少 15%-20%。

1.2 高壓帶式壓濾機的應用

高壓帶機適用于存量項目的污泥脫水間提標改造，通過 “預壓 - 高壓 - 剪切” 三級脫水，可將污泥含水率降至 60%-65%，具有以下優勢：

1)原地減量：集成于污水廠內，減少污泥外運需求，降低運輸環節碳排放（約占全流程的 10%-15%）；

2)高效節能：單位能耗≤0.8kWh/kgDS，處理能力達 5-8t/h（以 80% 含水率計）；

3)適應性強：可處理含砂量高（砂含量≤30%）的市政污泥，避免傳統設備的堵塞問題。

4)案例：某南方污水廠應用高壓帶機后，污泥外運量從 400t/d（80% 含水率）降至 220t/d（60% 含水率），年節省運輸成本 320 萬元，減少 CO?排放約 1200 噸。

2.污泥處理技術對比與碳排放特征

2.1 獨立焚燒技術

1)工藝特點：通過干化（含水率降至 60%-65%）與鼓泡式流化床焚燒，實現徹底減量化（減重 70% 以上）與能源回收。煙氣處理采用 “干法 + 濕法脫酸”，排放指標優于國標（如 NOx＜30 mg/m3），灰渣可用于建材。

2)碳排放分析：有機質焚燒屬碳中性過程，直接排放來自輔助燃料燃燒，間接排放為電耗與藥耗；碳補償途徑包括余熱發電、灰渣資源化。

3)案例：成都第一城市污水污泥處理廠采用 “薄層干化 + 流化床焚燒”，處置規模 1400 噸 / 天（80% 含水率），冬季無需輔助燃料，電耗 76.67 kWh/t，煙氣排放達歐盟標準。

2.2 熱水解 + 厭氧消化技術

1)工藝特點：通過熱水解預處理（破壞細胞壁，提升有機質利用率），污泥 VS 降解率達 50%，產沼氣（CH?占 60%-65%）用于發電，沼渣經堆肥后土地利用。

2)碳排放優勢：沼氣回收替代化石能源，土地利用減少化肥使用，碳排放強度最低（約 100 kg CO?/t 濕泥）。

3)瓶頸：國內污泥有機質含量低（平均 VS 428 g/kg）、含砂量高，導致產沼效率僅為歐美 1/3-1/2，需配套預處理設備。

4)案例：北京高碑店污泥處置中心采用 “熱水解 + 厭氧消化”，處理規模 1358 噸 / 天，沼氣發電滿足全廠 40% 用電，沼渣用于土壤改良。

2.3 堿性熱水解新技術

1)技術原理：在 110-130℃堿性條件下破壞污泥菌膠團，實現固液分離（含水率＜40%），濾液提取蛋白液生產有機肥，殘渣用于土壤修復或焚燒。

2)碳中和價值：多肽肥替代氮肥，減少化肥生產碳排放；減量化率達 75%，降低運輸能耗。

3)案例：太原污泥處理處置中心采用該技術，運行成本 180 元 /t 濕泥，產物用于海水稻種植與礦山修復。

四、技術選擇與實施建議

1.因地制宜的技術路線

1)大城市（日處理量＞200t）：優先采用 “深度脫水 + 干化焚燒 + 灰渣建材化”，配套余熱回收系統，降低輔助燃料消耗；

2)中小城市：靈活選擇厭氧消化、好氧發酵等技術，結合土地利用（需控制重金屬與微塑料風險），結合堿性熱水解提升有機質利用率。

3)環境敏感區域：探索熱解氣化技術，減少鄰避效應。

2.政策與技術協同

1)完善專項規劃：編制城市污泥處理處置專項規劃，鼓勵有條件的污水廠原地減量；

2)數據支撐：建立污泥泥質動態監測平臺（監測周期≥1 年），為工藝選型提供依據；

3)標準體系：補充我國污泥焚燒 N?O 排放因子（當前 IPCC 僅含德日數據），修訂《城鎮污水處理廠污泥排放標準》，強化深度脫水技術指標。

4)政策協同：完善污水處理費定價機制，覆蓋污泥處理成本；探索碳交易市場與污泥資源化補貼政策，激勵企業減排。

五、結論

碳中和背景下，污泥處理處置需從 “末端治理” 轉向 “全過程碳管理”。污泥深度脫水設備實現污水廠內原地減量，可顯著降低后續處理的能耗與碳排放。未來應構建 “減量化 - 資源化 - 碳循環” 技術鏈，實現污泥從 “污染物” 到 “碳資源” 的價值轉換。

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