中国城镇污泥处理处置技术的发展现状与趋势——基于大数据和温室...

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本期将推出哈尔滨工业大学魏亮亮副教授团队的一篇比较新综述，资料翔实，主要是基于组件大数据和温室气体排放讲，论述我国城镇污泥处理处置技术的发展、现状和展望未来发展趋势，具体研究成果的完成能增强深刻认识我国城镇污泥处理如何处置技术应用与发展的潜在目标规律，为未来我国城镇污泥处理处置技术优选能提供技术支撑；至于，去相关研究结果可为全球范围去相关发展中国家污泥的可持续追究能提供借鉴模仿。

该研究得到国家自然科学基金（No.51878213）、黑龙江省自然科学基金（YQ2020E022）和城市水资源与环境国家重点实验室（No.2020TS01）的资助。研究成果以“Development,currentstatebothfuturetrendsofsludge**nagementin China:Based onexploratorydatabecauseCO2-equivaientemissions**ysis”为题，发表文章在Environment International（SCI,IF=7.577,1区hot）

研究背景

不断我国城镇污水再收集系统逐步走向系统完善和污水处理设施的不时建设运行，市政污泥产量急剧提高。在过去的几十年里，我国政府在污水处理方面可以实行了严不有效的管理，并全面的胜利了少见比较显著的成就；在污水处理过程中，部分污水中的污染物转化成进入城镇污泥，由于我国城镇污泥再产生量大、历史欠账，城镇污泥的高效处理会处置仍被怀疑是提高污水处理效率的两个有用晋入点。

当前，土地利用、焚烧、卫生填埋和建材借用是我国应用最广泛的污泥处理处置技术路线，但幅员广阔，不同地区污泥处理处置技术的应用差异减小，对不同的地区污泥处理处置技术的适用性及潜在动机规律进行研究，对优化系统我国污泥处理处置意义非同寻常，并可为不同类型的发展中国家污泥处理处置提供经验借鉴吸收。此外，污泥处理处置过程中会产生大量的温室气体（GHG），该过程严重点受污泥处理处置工艺选择的影响，但适度工艺技术的选择到一这个可以基于污泥处理处置过程中GHG排放的最有效完全控制。我们广泛的收集到了1978年以来，特别是2009年—2019年间我国污泥处理处置的基础数据，从我国不同的地区污泥处理处置技术的分布特征入手，对不同规模完全不同历史阶段污泥产量、技术选择的差异等历史数据发动了攻击结论，应该分析了好氧堆肥、厌氧污泥消化、焚烧、深度脱水、较干燥和热水解处理技术的时空分布；之后通过也很城市污水处理过程中二氧化碳排放的区域贡献，并评估公司了污泥处理处置方式的改变对GHG排放潜在原因的影响。查找研究成果的获得能增强深刻认识我国城镇污泥处理处置技术应用与发展的潜在原因规律，为未来我国城镇污泥处理处置技术优选需要提供技术支撑；当然了，查找研究结果可为全球范围咨询发展中国家污泥的可减弱如何处置提供借鉴吸收。

本研究牵涉到的数据部分来源于住房和城乡建设部官方的统计数据，数据获取链接不胜感激：.cn/xytj/tjzljsxytjgb/jstjnj。麻烦问下污泥处理设施分布及处理能力的统计主要注意依附查找数据的统计及整理。

中文摘要

本做研究实现我国污泥处理处置的历史数据，从污泥来源、去处理处置技术路线中,选择、完全不同技术的时空分布特征等方面对1978年以来我国污泥处理处置的潜在规律接受了系统研究。截至10月29日2019年底，全国共最终建成运行城镇污水处理厂5476座，年污泥产量达3904万t（含水率按80%计，以下同）。上列污泥中的29.3%实际土地利用难以到最后会处置，其次为焚化（26.7%）和卫生填埋（20.1%）。在污泥处理技术方面，污泥烧成灰烬、堆肥发酵、热水解和厌氧消化是我国当前污泥处理的主流技术，2019年上述事项工艺对应的污泥处理能力四个为27122、11250、8342和6944t/d。在地域分布上，污泥焚烧和干化是华东地区应用之一应用范围的污泥处理技术；东北地区、华东地区和华中地区则为污泥厌氧消化技术；至于，厌氧消化设施在华东、华北和华中地区亦广泛的建设。在过去的30年间，污泥处理能力换取沪弱深强提升，紧接着由于污泥处置给了的温室气体排放总量也剧烈攀升，在2019年达到108.18×108kg（二氧化碳排放当量），各处理技术的贡献率呈以下趋势：污泥焚尽（45.11%）＞卫生填埋（23.04%）＞土地利用（17.**%）＞制造出来建筑材料（14.21%）。在此基础上，根据当前我国污泥处置过程中CO2排放当量高、处理技术区域发展不平衡、稳定性差和污泥土地利用随意处置水平低等求实际问题，对我国污泥处置面临的挑战通过了剖析，对未来污泥处置参与了展望。之后，特点我国不同区域污泥处理处置历史经验，这些欧美各国污泥处理处置特征，对发展中国家的污泥处理处置提议了建议。

图文排版导读

统计数据会显示1987年我国城镇污泥再产生量为2.47×105t（80%含水率；以下同），逐渐地增至2020年的2.13×106t、2005年的2.96×106t、2009年的1.92×107t、2015年的2.73×107t，至2019年增至3.90×107t。总体上，2005年—2010年间我国城镇污泥产生量呈爆发式增长，年均增长率为44.9%（2010年—2019年期间则为7.3%）。在2019年，山东省城镇污泥出现量高了，提升3.86×106t（占全国污泥总量9.86%），浙江次之（占9.19%），又一次为广东（9.08%）、江苏（8.43%）、河南（6.11%）和河北（5.22%）。或者的，北京、四川、辽宁、陕西、上海、湖北、安徽、湖南、山西、重庆等10个省市算算看占比为32.78%，其余15个省市仅占19.33%。

统计结果总是显示，我国人均污泥产量和万吨污水产生量区域差异很明显，如2019年我国6人餐污泥再产生量为28.05kg/a，其中北京、天津和浙江人均数据最高，污泥再产生量三个为81.9、70.4和62.5kg/a。总体而言，中国北方15个省份的换算下来酒店级别污泥产量（30.65kg/a）比南方省份（25.84kg/a）高18.6%。与之类似于的是，2019年中国每万吨污水处理污泥产量为5.94t，其中北方地区15个省的来算污泥产量(7.36t)仍旧低于南方16个省份（5.07t）。

Pearson相关性的分析结果会显示，我国不同区域人均国内生产总值（GDP）与同仁居污泥产量具有很明显的相关性，只能说明经济发展和污水设施投资对我国污泥产量的影响更为显著。对于城镇化水平而言，北方14省（不含北京）随着城镇化率增加，万吨污水污泥产率呈下降趋势；南方15省则呈而是趋势。

目前，污泥处置的要注意技术路线有卫生填埋、焚烧、建材生产、土地利用等，在2019年，我国市政污泥中约287实际土地利用并且处置，比如是燃烧（26.7%）和卫生填埋（20.1%），而建筑材料凭借（15.9%）和其他方式（8.0%）贡献较小。图2不显示，土地利用是我国污泥处置的比较多技术路线，只不过其比例从2009年的60.9%逐年降到到2019年的29.3%。正在此时，焚烧处置从2009年的6.2%上升到2019年的26.7%；而2009年时，卫生填埋仅占污泥处置总量的3.71%，2019年这一数字向上升到了20.1%。从这些最终我们也可以很清楚猜出，其实近年来中国污泥的处置策略发生了什么了减小的变化，渐渐从结构松散码放向土地利用、焚化慢慢的转变，并趋于多元化，这因为中国政府在污泥的安全和实现标准化处置方面取得了巨大无比的进步。

土地利用（再依靠或沤肥后）和烧成灰烬是欧洲污泥处置的两种通常工艺。德国、英国、西班牙、法国和波兰是欧洲污泥产量最少的5个国家，其才能产生的污泥量干重四个为915万t（2015年）、880万t（2009年）、605万t（2009年）、585万t（2017年）和295万t（2017年）。足以说明，中国的污泥再产生量很明显低于欧洲国家，2017年中国的污泥产生量为3250万t，共有比同期的德国和法国高出2.63倍和4.57倍。

通过对国内200余个污泥处理项目建设及运行资料的统计分析，才发现2009年—2019年在中国7个行政区内6种有名污泥处理技术（厌氧消化、好氧发酵、烧成灰烬、容易干燥、底脱水、热水解）的污泥处理能力呈现出快速增长。其中，污泥好氧堆肥工程在2011年—2015年期间建设效果众多线条清晰，污泥厌氧消化工程在2014年—2019年期间处理能力实力提升中最迅速，污泥焚烧处理工程在2017年—2019年间实力提升迅速，相随机的污泥一定的深度导致脱水和热水解工程处理能力在2013年—2016年间迅速进阶。由数据分析一眼就可以看出，焚烧想和好氧污泥堆肥是我国应用最广泛的污泥处理技术，至2019年综合处理能力三个都没有达到27122t/d和11250t/d（含水率80%）。

图4六种是是污泥处理技术在中国不同区域的地理分布及处理能力概况

对于污泥厌氧消化，2000年在中国完工设施的总处理能力为386t/d，到2019年会增长至6944t/d。具体来说，我国厌氧污泥消化设备分布相对于应用广泛，其中华东和华北地区消化处理能力共有占全国的27.1%和18.7%。

污泥沤肥以及最越来越广泛的污泥处理技术路线之一，在过去10年完全呈现出爆炸式增长。2009年建成的污泥堆肥厂处理能力约为300t/d，到2019年已能提高至11250t/d。目前，污泥堆肥工艺在我国东北地区广泛的建设运行（2019年污泥处理能力达5202t/d），占全国堆肥处理污泥总量的46.5%；如果你是是华东地区（2510t/d）、华中地区（1430t/d）和华北地区（862t/d），而就，西北、华南和西南地区的处理能力较低。

至2019年底，污泥烧成灰烬技术在我国的综合类处理能力达到27122t/d，在六种典型污泥处理技术中处理能力更高。其中华东地区的焚烧污泥总量占全国总量的70.3%，主要是华北地区（7.5%）、西南地区（6.8%）和华南地区（5.9%），而东北、西北和中部地区污泥进行焚烧处理的比例较低。污泥容易干燥厂的地理分布与焚烧厂几乎完全一样，2012年污泥比较干燥处理能力为350t/d，2019年升至4615t/d，年均增长44.5%。该项技术的区域处理能力呈以上趋势：华东地区（45.9%）＞华南地区（23.5%）＞华中地区（13.0%）＞华北（9.5%）＞西北地区（8.0%）。

虽然地，污泥底失水和热水解技术几年来在中国也能够得到了飞速的应用。2010年—2015年，大量污泥底严重脱水装置被修建好（处理能力由200t/d增加到4970t/d），年均增长率为70.8%。截至7月24日2019年底，我国污泥底严重脱水工程处理能力约为**10t/d，其中，及华东对污泥一定的深度脱水的贡献率都没有达到36.8%，主要是华南地区（34.8%）和华中地区（20.3%）。

污泥热水解工程处理能力从2014年的2122t/d减少到2019年底的8342t/d。整体而言，华北地区是污泥热水解厂建设的重点地区（贡献巨形73.46%），其次是华东地区（13.6%）、华中地区（7.6%）和华南地区（5.4%）。

经可以计算，2009年我国污泥焚烧、建筑材料利用、卫生填埋和土地利用碳排放量（108kg，二氧化碳当量）三个为5.17、1.63、34.33和2.39。其中，卫生填埋和焚化共有卓越贡献了78.88%和11.88%。到2019年我国因污泥处理处置才能产生的温室气体排放总量增加了2.49倍，都没有达到108.18×108kg（二氧化碳当量）。六种是是处置技术路线贡献率呈以上趋势：污泥焚烧（45.11%）＞卫生填埋（23.04%＞污泥土地利用（17.**%）＞建材利用（14.21%），其中污泥燃烧和卫生填埋排放的GHG各为48.80×108和24.93×108kg。在2009年—2019年间，及华东一直都为我国污泥处置中碳排放起码的地区，2009年占当时全国总排放量的41.35%（17.99×108kg，二氧化碳当量），2019年则家族贡献了44.83%（48.50×108kg，二氧化碳当量）。基本上，中国由污泥处置引起的同仁居GHG排放量远高于日本和大多数欧洲国家，或者，2017年华东地区GHG排放量为10.74kg/人，远低的日本（24.89kg/人，二氧化碳当量）和荷兰（44.12kg/人，二氧化碳当量）。然而由于人口密度高，中国的温室气体排放总量不可或缺的。2017年，华东地区的CO2排放总当量为43.74×108kg，远高于500德国的31.76×108kg（欧洲最高）和日本的31.53×108kg。

当前，我国7个行政区污泥处理技术路线差异显著，且完全不同技术其分布极不均衡全面，主要特征及会影响因素可学习总结万分感谢：

（1）地区经济水平、城镇化率、当地政府政策支持力度在内土地价格会影响不大污泥处理处置技术路线的选择。或者焚烧和太干燥技术虽说投资大且能耗高，但其工程占地面积小，在我国东部和华北地区的应用特有应用广泛；而东北和华中地区则以好氧堆肥技术以及主要的污泥处理工艺。

（2）我国污泥设备的处理能力在2009年—2019年显著增加，具体详细地，污泥粪肥处理能力在2011年—2015年间大幅提升到，厌氧消化则在2014年—2019年期间，焚烧处理为2017年—2019年期间，相对应的污泥一定的深度严重脱水和热水解在2013年—2016年间飞速发展。

（3）污泥焚烧是我国城镇污泥处置过程中GHG排放的最主要贡献者，占到全国污泥处置GHG总排放量的45.1%，该现象在华东地区尤甚。

（4）我国污泥经厌氧消化/堆肥发酵如何处理后，进行土地利用的比例约为26.5%，这一数据仍低于欧盟的50.0%。

（5）华东、华北地区相同工艺路线及其预处理之间建立了紧密的联系，如热水解与厌氧消化技术，污泥干化与污泥燃烧技术。

当前，我国污泥处理处置面临的主要挑战万分感谢：

（1）应高度重视中国固废处置的区域不平衡，是需要主要关注我国西北和西南地区的污泥处理处置。

（2）应重点留意污泥中高值物质的回用和资源化，个人建议对污泥能源转化率/资源化率应提出来强制性标准；并提出来污泥处理处置过程中温室气体应急措施。

（3）污泥的土地利用比率在中国仍进入较低水平。

（4）普遍缺乏污泥处置的强制性标准。

（5）污泥厂的建设资金始终较低，2011年—2015年我国污泥处理投资仅占一次性处理投资的7.58%，远高于发达国家的30%～50%。

基于条件我国污泥处理处置经验，对其他发展中国家的污泥接受可短短管理的建议：

（1）简单需做评估相关的污泥处理处置技术在发展中国家的经济适用性，并进行必要的温室气体排放情况核算。在工程建设过程中高度重视污泥减量、土地需求和能源需求情况。

（2）是对经济增长迅速地、人口众多、土地稀缺的地区，嬴烈我推荐内蒙古地区污泥处理处置模式。只不过，是对经济条件差、城市化率低的地区，应鼎力帮助污泥的资源化利用。

（3）发展中国家的污泥处置可以学中国过去40年间污泥从无序堆弃到策略性会处置变化的成功经验。同时，发展中国家在会制定污泥处理处置咨询法律法规时不应忽视是健康问题、经济条件、土壤特性、技术能力等，以确立可持续的污泥处理处置体系。

原标题:top006｜哈尔滨工业大学魏亮亮：中国城镇污泥处理处置技术的发展现状与趋势——实现大数据和温室气体排放的分析

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