项目概述

一、项目概述

目前我国每年产生含水率80%的污泥3000多万吨，其中80%未得到有效处置，污泥含有大量的有机物，还存在重金属、致病菌和寄生虫卵等有毒、有害物质，污泥随意堆放、倾倒、丢弃所造成的环境污染已日渐突显，引起社会的广泛关注，酿成的社会矛盾事件时有发生，违法排污受到刑责的也大有人在。由于缺乏从生态文明的高度进行顶层设计和规划，末端处理的污泥治污方法，引发的二次污染，已对环境产生严重危害，在一定程度上抵消污染减排效果。目前我国对污泥主要以填埋和焚烧方式处置，这种过渡性和污染物进一步暴露的处理方式，已经不适应建设生态文明的形势要求。污泥填埋占地，存在环境隐患、产生温室气体等危害外，影响最为广泛的是，在中国成本最为低廉的填埋，极大程度上阻碍了对其他污泥处理处置技术的探索和应用，事实上国内很多地方对污泥的填埋也大多并非规范的卫生填埋，甚至打着填埋的旗号，掩盖非法倾倒、弃置污泥的行为。（弃置后污泥面临再次污染大气、土壤、水源的环境风险，产生臭味，兹生蚊蝇，并向环境排放大量甲烷，其温室效应为二氧化碳的数十倍）。

对城市发展而言，填埋场占用的土地已是稀缺资源，污泥填埋此路不通，污泥焚烧是有机组分氧化（燃烧）反应，生成气相物质的过程，焚烧时污泥中的重金属、有机挥发物等通过气、水再次暴露在环境中。如果污染物本身没那么严重，但暴露程度却很高，那么这样的处理方式，对环境、对人体的危害反而很大。污泥的填埋，

焚烧等末端处理，是目前我国控制水环境污染的主要手段，随着城市化建设的加快和环境标准的日趋严格，末端治理这一污染控制模式的种种弊端凸显：

1、末端治理设施投资大、运行费用高，给污水处理厂的建设运行带来难以承受的经济负担；

2、污泥的末端治理如填埋、焚烧等，其过程是能量转换，其结果是污染物转，还存在污染治理不彻底、高能耗等弊病。

污泥源头减量化技术是“污染预防”“源头削减”清洁生产在污泥治理中的应用，是对传统末端污泥治理方式的颠覆和创新，是对现行水环境治理模式的根本变革。

本项目针对我国城镇污水污泥大量排放急需处理，而现有填埋、干化、焚烧等末端污泥处理技术存在投资大、成本高、二次污染严重等问题而研制开发的。

本项目技术尤其适合甘肃及西北地生态环境条件、污水处理规模、经济水平和社会发展需求。

二、项目技术来源及成果

1、本项目技术来源于甘肃省工信委甘工信技[2010]218号文批复的甘肃省循环经济水专项研究与开发攻关课题：污泥无害化，资源化研究与应用。

2、关键设备：污泥物料多功能处理机获国家专利。

3、“污泥好氧发酵堆肥处理污泥防治集成技术”获2010年科技部中小企业创新基金支持及兰州市科技成果奖。

4、张掖污水处理厂污泥处理示范工程建成运行。

5、2011年3月25日项目技术通过省工信委组织的新产品、新技术鉴定及省科技厅组织的科技成果鉴定。

6、通过产学研战略合作完成的“高效功能菌群生物反应器、好氧发酵污泥处理处置建成技术”，由甘肃省建设厅作为全国示范项目推荐上报国家住房和城乡建设部。

三、国家环保规划关于污泥源头减量的政策导向

1、节能环保产业位列国家七大战略性新兴产业之首

2、“节能环保产业要突破污染物防治与安全处置关键核心技术”。

《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》

3、“要从污水处理厂运行管理和技术改造等方面积极控索污泥源头减量”。

（“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划）

4、“研发适用于中小污水处理厂的生物削减等污泥减量工艺。”

（“十二五”节能环保产业发展规划，国发（2012）19号）

5、“开发新型水处理技术装备，重点发展污泥减量化、无害化、资源化技术装备。”

（国务院关于加快发展节能环保产业的意见，国发（2013）30号）

四、项目技术依托单位概况

1、甘肃弘鑫源节能环保科技有限公司

弘鑫源公司是经国家发改委和财政部备案集节能环保技术服务、产品销售，合同能源管理等为一体的综合性服务公司，公司在牛云飞董事长的带领下，强化企业在技术创新中的主体地位，坚持技术创新与经济发展紧密融合，突破能源高效利用等核心技术，与

国内外知名节能公司及高校院所实施战略合作，形成了一套科学高效的管理模式和市场运行机制、拓展客户体系，培养了一批适应企业发展，积极进取的节能环保技术服务人才，2011年被《中国节能年览人物志》入编为年度节能人物单位，2012年被授予“中国经济百佳创新人物、中国优秀企业家”“绿色低碳管理优秀单位，”同年11月获第三届国际“碳金奖”。公司长期致力于引进采用国内外先进节能技术，秉持创新营销理念，促进节能行业发展，多项高效节能梯次利用技术应用于我省大型高耗能企业，取得了显着的节能效果，为我省节能减排作出积极贡献。2014年新年伊始，甘肃鑫源节能环保公司承办了由联合国工业发展组织和国际节能环保协会主办的“中西部地区节能环保产业高级别国际合作促进会议”，会议整合国际国内各方资源，为促进中西部地区节能环保产业发展寻求机会和路径。会议正式开通了“中西部地区节能环保产业促进平台。”本项目是实施中西部节能环保产业发展战略的一项实践行动。

2、甘肃金桥污泥资源化科技有限公司

甘肃金桥污泥资源化科技有限公司是由1996年成立的兰州万达节能技术研究所改制组建的，公司2009年成立初之，承担了甘肃省循环经济水专项技术攻关项目课题：“污泥无害化、资源化研究与应用”。污泥处理关键设备“污泥物料多功能处理机”获国家专利，污泥好氧发酵污染防治集成技术“获2010年科技部中小企业技术创新基金”支持，及兰州市科技成果奖。污泥好氧发酵集成技术应用于张掖市污水处理厂一期污泥处理项目，建成全省首家污泥治理工程，项目技术于2011年通过省科技厅组织的科技成果览定和省工信

委组织的新产品（新技术）验收鉴定。项目堆肥产品通过省质监局检测，施用于林地土壤改良，从而完成项目示范推广的全过程。

2012年实施协同创新战略与江苏爱东集团公司合作完成“高效功能菌群生物反应器，好氧发酵污泥处理处置集成技术”研发及示范，经甘肃省住建厅推荐，按照住建部461号文件精神，作为“十二五”全国污泥处置示范项目上报国家住建部。该技术是一项污泥源头减量化原创性创新，体现了清洁技术在环境治理工程中的应用，市场前景广阔。

五、兰州市污泥治理面临的形势和任务

1、“十二五”兰州市水环境治理的最后一公里工程

随着城市现代化进程的加快，国家环境质量标准的不断提升，兰州市每日排放约300吨湿污泥，其处理处置面临着严峻形势和紧迫任务：

根据国家《十二五城镇污水处理规划》到2015年全国36个重点城市的污泥无害化处置率要达到80%，我市四家污水处理厂目前每日排放含水率80%的湿污泥300吨，但都未建设相关处置设施，污泥处置成为我市水环境治理的最后—公里工程。

甘肃省的主要城市均有着名水系流经，如平凉的泾河、天水的渭河、定西的洮河、兰州的黄河、武威的白羊河、张掖的黑河、酒泉的疏勒河等，甘肃省流域水域人口占到全省总人口的80%，居民饮水，农田灌溉主要来源于流经的河水，水环境安全引起国家高度重视，《重点流域水污染防治“十二五”规划》，曾对黄河兰州段粪大肠菌群超标严重导致断面水质出现劣V类，提出警告。近几年上

述城市及所辖各县，大都建有污水处理厂，但污泥处理处置设施空缺，污泥的无秩堆置、倾倒，对流域水域的水环境安全造成严重威胁，尚未建设的污水处理厂如再沿用传统末端治理方式，其隐患更难治理。污泥源头减量化技术的推广应用将为其排忧解难。

2、污泥安全处置进入法制化管理轨道

我国污水处理取得显着发展的同时，大量的污泥处理处置“瓶颈”如何破解，成为水环境治理重大而又紧迫的任务，国务院641号令发布的《城市排水与污水处理条例》，以法律形式把污水处理纳入国民经济和社会发展的总体规划，列入民生范畴，进入法制化管理轨道，《条例》已于2014年1月1日起施行。《条例》第30条对污泥处理处置作了如下具体规定：

（1）应当安全处理处置污泥，保证处理处置后的污泥符合国家有关标准；

（2）任何单位和个人不得擅自倾倒、堆放、丢弃、遗撒污泥。

按照上述规定，我市污水处理厂目前尚无一家的污泥处理处置能达标，即使是公开信息，报告污泥的去向，恐怕都很难做到。兰州市多年积累的污泥治理难题，面对法律威严，已经到了背水一战地步。

3、历史负重

兰州市在线运行的四家污水处理厂是投资十多亿元，先后经历近十年时间建成的，但由于顶层设计的失误，把应在污水处理厂建设初期就应按照“三同时”原则建设的污泥处理处置拖延至今日，以致错失了最佳建设机遇期，目前按照常规方式处理处置污泥，经

济距离内征用土地运输污泥、处置污泥已无可能，污泥焚烧与兰州市的大气污染治理相背而行，也难以为政府和社会认可。

4、环境保护压力

每处理万吨污水约产5-6吨湿污泥（含水率80%），胶体状的污泥再脱水难度极大，成本很高，污泥不经过无害化、稳定化处理，任意堆放、弃置，简单填埋，容易污染空气，土壤和水源，严重威胁人体健康和环境安全，污泥造成危害后再去治理将付出更高代价。

兰州市雾霾治理的成功，为污染减排增强了信心，提供了经验，同时也倒逼污泥处理处置不容懈怠。

5、兰州市污泥处理处置呼唤创新技术：

（1）兰州市地处两山夹一同的特殊地理环境中，随着城市化进程的加快，狭小的市区空间，无法再承载更多的污染物。穿城而过，流经市区数十公里的黄河兰州段，是国家重点保护的流域水域，其水质优劣好坏，关系着中下游亿万群众的饮用水安全，兰州市区的四家污水处理厂，全部临黄河而建，距离最近的30米，最远的约500米。四家污水厂每日排放300m3污泥（含水率80%），均采取运至数十公里外的山沟洼地倾倒、简单填埋的处置方法，外运时污泥渗滤液沿途遗漏，臭气挥发，严重影响着黄河水体和城市环境安全。

（2）由于历史原因，兰州市四家污水厂都未规划建设必要的污水处理处置设施。全市没有一座配置有防渗处理的垃圾填埋场，污泥排放无法实现卫生填埋及无害化处理。

（3）“十二五”初，市政府规划建设城东、城西两座各占150亩地的污泥处理厂，但因无法征到大量土地而搁置。

有外商投资污泥干化项目，因与大气治染治理冲突而被拒绝。

六、兰州市污泥处理处置现状

1、兰州市城区污水100%全收集是一项浩大的惠民工程，但仅收集、处理污水，仍不能实现真正意义上的污染减排，不对污泥进行安全处置，污水处理厂最多削减了2/1污染物，减排目标大打折扣。污泥处理处置是污水处理实现污染治理不可缺少的环节和保证，一项完整的污水处理工程，应该由污水处理单元和污泥处置单元综合组成，并且必须同步规划，同步建设、同时投入运行，才能真正发挥污水处理厂的整体功能和效应，顶层设计和违规建设的失误，让兰州市的污泥处理处置背上了沉重的历史包袱。

2、污泥外运倾倒、堆放，简单填埋是兰州市污水厂处置污泥的一贯方式，污泥大量堆积，在缺氧的情况下极易形成甲烷聚集，其温室效应是二氧化碳的数十倍。甲烷达到临界状态时，会引起可燃气体的剧烈爆炸，造成严重的建筑毁损，人身伤亡，近日在武汉、深圳发生的下水管道甲烷爆炸恶性事故损失惨重，教训极为深刻。

3、目前国内污水厂对污泥进行脱水，只是为了减容，达到便于外运的单一目的，污泥作为污染物的性质并没有发生改变，原水中60%的悬浮物在污水处理过程中没有得到降解，因此污泥浓缩后简单填埋、堆放极易造成二次污染。发达国家对污泥稳定化制订有约束性指标，污泥达不到稳定化要求，则无法通过环评建厂，目前国家有关部委正在讨论对城市生活污水处理厂污泥的稳定化安全处置提出约束性指标。污泥污染是损害群众健康的突出问题，迟早要纳入法染防治体系，污泥处理势在必行，早比晚好。

4、近年来由于国务院批准建设国家级兰州新区，原先倾倒污泥

的临时垃圾场，被列入开发新区范围内，因地价飚升，农民维权，临时污泥填埋场被一一关闭，以致造成污水处理厂大量污泥积压于厂内，夏日高温，污泥腐化产生的臭气激起群众的强烈反应。

鉴于上述原因，国内外普遍推广应用的污泥处理技术，如填埋、焚烧等，在兰州市特殊的地理环境中，水土不服，难以适应。本项目有针对性的整合国内污泥处理的多项先进实用技术，组成以源头减排为主的污泥处理技术路线，对存量污泥无害化处理；对在线运行的污水厂进行技术改造；对新建污水处理厂在净化污水的同时，同步实现有机污泥的源头减排和提标升级，以期全方位治理城市污水污泥污染，实现城镇污水污泥创新技术的示范应用。

七、污泥的特性及危害

污泥中富集有大量的污染物，有害健康，但污泥中污染物的类型浓度、致病机理、污染途径、对人类健康和生态环境的损害如何，目前尚未为大众所知，以致影响这项国家重点治污工程的实施，因此阐明污泥的危害性，有利于将污染治理、生态环境纳入基本公共产品范畴，提供环境服务应该是公共财产保障的重点。

污泥是引发环境问题的污染源，以污染当量衡量，污泥接纳有千百人排泄的污染物，其致病危害要比垃圾，扬尘严重，更有甚者污泥常被堆积于河道、山沟、凹地，经雨水冲刷容易进入水体造成对地下水、土壤、大气的严重污染，其危害更隐蔽、直接，环境影响更广泛，且难以治理消除。污泥的危害性主要集中表现以下三方面：

（1）病原体危害

在污水处理过程中，细菌及大部分寄生生物富集在污泥中，生污泥中病原菌的数量每克有数亿计，这些微生物包括：大肠菌、大肠粪菌、沙门氏菌、痢疾菌、肠道病毒和寄生生物：蛔虫、鞭虫等，污水主要来源于人类生活环境，大肠粪菌等是哺乳动物直肠正常的排出物，它们的数量在污水和污泥中基本保持恒定，其他各种病原菌在污水、污泥中的比例则与当地传染病的流行有关，可见如果污水处理厂不经严格处理和检验就排出污泥，进入人类的食物链必然会导致疾病的大肆传播。

（2）有机挥发物污染危害

人们使用各种建筑材料、涂料、洗涤剂、除臭剂、沙虫剂等日用化学品，方便生活的同时，大量的有机物（VOC）进入污水中，浓缩在污泥中，如果不对污泥进行稳定化处理，空气中的挥发性有机物的浓度也将大量增加。有机物是严重危害人体健康的气体污染物，具有毒性，且容易逸散到空气中，经由皮肤接触或呼吸道途径伤害人体的呼吸道、肺、肝、肾脏、造血系统神经系统等，轻者头痛疲倦，重者呼吸困难、神经麻痹，甚至致癌致命。挥发性有机物是引起大气污染的主要元凶之一。美国洛杉矶光化学烟务事件，伦敦烟雾事件使人们认识到大气保护的重要性，VOC的治理是国际环保的热点之一。目前我国的雾霾治理成为国家意志和全社会行动，治理污泥从源头控制有机挥发物的二次污染，是目前污染减排的一项重要而又紧迫的任务。

（3）细颗粒物危害

工业、市政设施电厂、取暖、供热、焚烧等产生的废气颗粒物；

各种机动车辆排放的碳氢化合物废气，家庭、餐馆炒菜做饭时排出的油烟，以及大气环境中的PM10、细颗粒物经雨水裹挟降落地面后，大部分被冲进污水中，污泥成为最终的宿主。每日300吨污泥运输、装卸、干燥过程中逸散的细颗粒物，绝不比建设工地的扬尘危害小。

八、项目目标与主要任务

1、项目目标：

截至2010年底，我国城镇生活污水设施处理能力已达到亿立方米/日，设市城市污水处理率已达%。与此同时，我国仍存在污泥设施建设滞后，多数污泥尚未得到无害化处理处置的问题。

本项目将积极发挥创新技术的引领作用，以国家“十二五”规划任务为目标：

（1）“加强污泥处理处置设施建设”优先解决污染隐患严重地区的污泥处理处置中的突出矛盾。

（2）“积极推动污水收集处理、污泥处理处置重大技术的研发、示范和推广”，“积极探索污泥源头减排量。”

2、项目主要任务：

在污泥处理处置设施建设中，应用污泥源头减排创新技术，对存量污泥无害化处理；对在线运行的污水厂进行技术改造；对新建污水处理厂在净化污水的同时，同步实现有机污泥源头减排和提标升级，以此完成城镇污水污泥创新技术的示范，为进一步改变我国污泥处理处置滞后状况提供技术支撑，为在我省率先攻克“污泥处理这一世界性难题”做出贡献。为建设污水处理创新技术产业化基地积极努力。

九、污泥源头减量化技术是解决污泥难题的根本途径

目前我国污水处理主要采用的活性污泥法技术，是英国人早在120年前发明的，其工艺：通过对污水中各类土着原生微生物群体的培养，形成活性污泥，在有氧的条件下，通过吸附、絮凝、沉淀

促使有机污染物与水分离，污水得到净化。大量的剩余污泥排放需要处理处置，是这类污水处理技术带来的负面效应。

污水处理采用传统处理方法会产生大量污泥，最终需要从污水处理系统中排放，如果将浓缩，脱水处理后的污泥运至垃圾场填埋，则费用要占污水处理厂建设费的20-30%；如果进一步烘干和焚烧，则费用要占到45-50%；污泥处理处置的高昂费用已成为制约我国污水处理发展的最大瓶颈。

末端治理模式下的污泥处置，要比污水处理的社会关联性复杂得多，城市生活污水只谈处理，没有处置的要求，其排放有统一明确的标准，去向也有明确的规定，污水处理厂只要管好自己的一亩三分地就可以了，而污泥则不同，污泥一旦出厂，实际上就不再是个技术问题，而演变为一个社会化问题，比如污泥厌氧消化沼气发电就要考虑发电上网，要与电网管理部门打交道；好氧好酵生产有机肥，还得找市政园林部门或用户等。总之一句话，污泥产生单位的污泥处置问题都得求助别的行业，成为一个涉及其他领域的社会化问题。污泥问题的彻底解决需要在地方形成从污水源管理、规划、建设和运行到运输和终端处置去向的全过程协调的管理体系；同时落实污泥处置的相关政策（法规、规划、投资、水价和产业）需要地方政府中环保、市政、发改委、物价、财税、质检等相关职能的协调与合作，显然不是污泥处理处置单位能以一己之力承担的。污泥的处理处置需要从全产业链的系统研究认识和考虑。末端治理给污泥处理处置带来严重的人为障碍，污泥源头减量化技术的推广应用势在必行。

目前我国许多城市已无可供土地接受污泥，污泥焚烧基建和运行费用高昂，而且燃烧中排出恶臭和二恶英等有毒有害气体，严重危害环境安全，是影响群众健康的突出环境问题，一些城市由于污泥无出路随意倾倒，偷排污泥的违法事件不断发生。因此，从源头减排污泥，解决目前末端治理的难题，研究开发和推广清洁技术在污泥处理处置中的应用，发挥科学技术在环境保护中的引领支撑作用，是破解目前污泥处置瓶颈的根本途径。

大量的污泥处理已成为我国众多污水处理厂面临的最棘手的问题，鉴于我国70%以上的污水处理厂不具有完整的污泥处理设施，采用污泥产量少的污水处理工艺，从源头上减轻后续污泥处理的负担，将是促进污水处理事业发展的有效举措。

污染治理领域的技术创新与进步，具有重要的促进作用，当末端治理技术的进步空间宿小，取得的效果很有限时，其带来的运行管理负担也将大为增加，潜在的市场要转换为行业发展空间需要技术撬动。本项目技术前端降解污泥，源头控制污染的特点，体现了清洁生产理念在环境工程中的创新应用，技术路线和发展方向符合国家环境产业政策导向。

本项目技术的推广应用，将加速我省污泥处理设施建设的进程，促进“十二五”减排目标的完成，具有广阔的市场前景。

污水处理项目建成后，能够高效稳定运行是环境保护工程建设的最终目的，也是持续减排的保证。针对环境形势的发展，应重视先导技术研究开发，为将来的标准提升做好准备。

十、项目技术论述

1、污泥源头减量化技术

目前我国污水处理采用以活性污泥法为主的传统技术，要产生大量的污泥，我国众多城市已无土地接受污泥填埋，近年来雾霾袭击全国，污泥焚烧已成禁忌，因此推广应用污泥源头减量化技术，以体现清洁技术在污泥处理中的应用，是解决污泥问题的根本途径。

（1）污泥源头减量原理

生物降解一般指微生物利用生物酶，通过一系列的生物化学反应，将复杂的有机化合物转化为较简单小分子或完全分解的过程。

根据污水生物处理工艺中微生物的代谢特性，污水中的有机物一部分被微生物分解，提供其生命活动的能量，最终代谢为二氧化碳和水等；另一部分用来增殖，将有机物转化为新的生物体。大量科学研究证明，在自然界土壤和水中，生物降解是主要机制，微生物在生物降解中占首要地位。

（2）查新报告结论：

该项目以高效微生物功能菌群降解污水中的有机物的核心技术其特征，在于曝气中采用层析载体工艺，采用高效组合功能菌，使污水处理效果达到COD值50nm/L以下，基本无污泥排放，检索未见有与该项目完全相同研究创新点的同类公开报道，因此，该项目具有一定的新颖性和良好应用前景。