城市污泥处理行业研究报告.doc

城市污泥处理处置行业研究报告 - 11 -投资风险l 目前就污泥焚烧技术而言，我国污泥处理处置尚无经济有效的运行方式，为防止污泥无序弃置，污染生态环境，在有条件的地区，利用电厂循环流化床锅炉混烧一定比例的城市污水厂污泥是比较经济可行的。但从长远看，还有很多需要研究的问题，特别是烟气污染物排放标准和工程技术经济指标等问题。l 干化系统每蒸发1kg水分，消耗热能为2800kJ，能耗很大。在缺乏与垃圾焚烧厂或水泥厂或热电厂合建可利用余热的场合，含水率80%污泥的热干化在经济上是不可行的。目 录投资风险11.城市污泥处置处理行业规模- 1 -1.1. 污泥的主要特点- 1 -1.1.1污泥的定义- 1 -1.1.2污泥的特性及危害- 1 -1.2.全国污泥产量- 1 -1.3.污泥处理费用- 2 -2.污泥处理处置主要技术类型- 3 -2.1污泥处理技术- 3 -厌氧消化处理污泥- 3 -高温好氧发酵处理污泥- 3 -污泥热干化- 4 -2.2污泥处置技术- 4 -土地利用- 4 -焚烧- 4 -填埋- 4 -建筑材料综合利用- 4 -制肥- 4 -2.3污泥处理处置污染防治最佳可行技术- 4 -3.污泥焚烧的风险因素- 5 -3.1技术因素- 5 -1、高添加率、高含水率热平衡和热效率仍待研究- 5 -2、锅炉热效率极低补煤量大幅度增加- 5 -3、烟气排放量大需提高排烟速度而影响了锅炉的燃烧工况- 5 -4、锅炉磨损影响寿命- 6 -3.2环保因素- 6 -1、排烟温度升高对环境热污染和节能不利- 6 -2、烟气中污染物浓度监管稀释后排放监管标准缺失- 6 -3.3政策因素- 6 -3.4市场因素- 6 -4.同类公司简介- 7 -4.1.国内A股上市公司相关业务介绍- 7 -1、南海发展- 7 -2、富春环保- 7 -3、金隅集团- 7 -4、山东晨鸣纸业集团股份有限公司- 7 -4.2.行业内其他主要公司简介- 8 -1、机科发展科技股份有限公司环境与生态工程事业部- 8 -2、山西沃土生物有限公司- 8 -3、中华水务科技控股有限公司- 8 -城市污泥处置处理行业概况1.城市污泥处置处理行业规模1.1. 污泥的主要特点1.1.1污泥的定义污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高(可高达99%以上)，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵运输，但它很难通过沉降进行固液分离。1.1.2污泥的特性及危害城镇污水处理厂产生的污泥含水率高（75%-99%），有机物含量高，易腐烂。污泥中含有具有潜在利用价值的有机质，氮、磷、钾和各种微量元素，寄生虫卵、病原微生物等致病物质，铜、锌、铬等重金属，以及多氯联苯、二噁英等难降解有毒有害物质，如不妥善处理，易造成二次污染。以广州市污泥为例，其特性有关数据如下表所示。广州市污泥特性有关数据性质指标参考值参考依据及取值理由污泥含水率/%80参考广州市污水厂污泥脱水工艺设计重金属离子含量部分超标参考广州市污水厂污泥检测数据污泥有机物含量/%40-45参考广州市污水厂污泥肥分经验数据可燃分/%50参考广州污水来源以及污水收集方式灰分/%50参考国内污泥实测数据干基低位发热量/（J/kg）9211-11723广州污水厂污泥分析结果1.2.全国污泥产量l 据广发证券测算，2008年我国每日平均产生含水量80%的污泥6万吨，全年预计为2190万吨，其中干污泥为438万吨。l 据中国环境科学研究院测算，到2010年，我国各城市污水处理厂产生的湿污泥将达3000多万吨，占我国年总固体废弃物排放量的5以上。l 慧聪水工业网2010年数据显示，我国污泥年产量达532万吨干重，折合含水率80%的湿污泥为2662万吨，预计到2010年底，全国污泥年产量最高将达570万吨干重，折合含水率80%的湿污泥为2850万吨。l 中华人民共和国住房和城乡建设部关于全国城镇污水处理设施2009年第三季度建设和运行情况的通报统计，截至2009年9月底，全国设市城市、县及部分重点建制镇（以下简称“城镇”）共建成污水处理厂1792座，处理能力达9904万m3/d；在建城镇污水处理项目1977个，设计能力约5527万m3/d。按1万t污水处理产干泥1.5t估算，全部建成投产后全国将产生含水80的污泥4224万t/a以上。广州市污泥产量按照含水率80%计算，截至2007年，广州市处于中心城区的大坦沙、猎德、沥滘、西朗等污水处理厂处理规模达159万m3/d，污泥产量约为800t/d。2010年，仅市中心城区、萝岗区、番禺区、南沙区的污水处理量将达280万m3/d，污泥产量约为2200t/d，其中市中心城区将达到1500 t/d；而到2020年，市污泥产量将达到4800 t/d。广州市污水处理厂2005年-2007年污泥产量表广州市污泥处置规划大纲（2020年）要求，2010年、2020年广州市污泥稳定化处理率要达到70%和90%。1.3.污泥处理费用近年来，我国污水处理行业的规模保持稳定增长，总资产从2004年的42.56亿元增长到2008年的371.24亿元，总利润从2004年的0.38亿元增长到2008年（前11个月）的0.7亿元。行业规模的增长主要是由于市场需求与国家的政策推动。在诸多因素推动下，2003年以来，我国在污水处理方面的投资额每年都在150亿-210亿之间，污水处理厂的数目也增加了200座左右。相对而言，我国污泥处理处置资金严重不足。根据以往的资料，发达国家污泥处理投资已占污水处理厂总投资的50%-70%，而我国只占污水处理厂总投资的20-45%。污泥处理处置本身是为了避免对环境造成影响，这种效益是长远的。为了鼓励相关企业在该领域投资，利用社会资金做好污泥处理处置工作，国家对污泥处理项目给予一定的补贴。例如，广州津生污泥处理厂拿到的补贴是195元/吨（含运费）。而一些采用干化焚烧方式的污泥处理处置项目的补贴可达到400元/吨，香港市政污泥干化焚烧项目的补贴每吨高达1000多港元。2.污泥处理处置主要技术类型2009年2月我国住房和城乡建设部、环境保护部、科学技术部联合发布了城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）（下简称政策），提出污泥处理处置源头削减和全过程控制原则，具体阐述了何种情况下宜采用的污泥处理工艺，并作出了相应的规定，全面系统地指出了污泥的各种出路。政策对污泥处置和处理技术概括提出有以下几种方式：1）园林绿化、土地改良用土（相关采用厌氧消化、高温好氧发酵（堆肥）等处理技术）；2）建筑材料综合利用（相关采用污泥热干化、污泥焚烧等制作水泥添加料、制砖、制轻质骨料和路基材料等处理技术）；3）填埋（相关采用高温好氧发酵、石灰稳定、添加粉煤灰和陈化垃圾对污泥进行改性等处理技术）。2.1污泥处理技术城镇污水处理厂污泥减容、减量、稳定以及无害化的过程称为污泥处理。污泥处理技术主要是指污泥厌氧消化和污泥好氧发酵。由于污泥厌氧消化前需浓缩，污泥好氧发酵前需脱水，将污泥浓缩、脱水列为污泥预处理技术。厌氧消化处理污泥污泥以园林绿化、农业利用为处置方式时，采用厌氧消化或高温好氧发酵（堆肥）等方式处理污泥。采用污泥厌氧消化工艺，可以产生沼气；厌氧消化后污泥在园林绿化、农业利用前，还应按要求进行无害化处理。高温好氧发酵处理污泥污泥以填埋为处置方式时，可采用高温好氧发酵、石灰稳定等方式处理污泥，也可添加粉煤灰和陈化垃圾对污泥进行改性。石灰等无机药剂对污泥进行调理，降低含水率（高温好氧发酵后的污泥含水率应低于40%），提高污泥横向剪切力。利用剪枝、落叶等园林废弃物和砻糠、谷壳、秸杆等农业废弃物作为高温好氧发酵添加的辅助填充料，污泥处理过程中要防止臭气污染。污泥热干化污泥以建筑材料综合利用为处置方式时，可采用污泥热干化、污泥焚烧等处理方式。采用污泥热干化工艺应与利用余热相结合，鼓励利用污泥厌氧消化过程中产生的沼气热能、垃圾和污泥焚烧余热、发电厂余热或其他余热作为污泥干化处理的热源。2.2污泥处置技术经处理后的污泥或污泥产品在环境中或利用过程中达到长期稳定，并对人体健康和生态环境不产生有害影响的最终消纳方式称为污泥处置，处置方式有土地利用、焚烧、填埋和建筑材料综合利用等。土地利用污泥土地利用主要包括土地改良和园林绿化等。政策鼓励符合标准的污泥用于土地改良和园林绿化，并列入政府采购名录。允许符合标准的污泥限制性农用。焚烧该方法适用于经济较为发达的大中城市，提高污泥的热能利用效率。鼓励污泥焚烧厂与垃圾焚烧厂合建；在有条件的地区，鼓励污泥作为低质燃料在火力发电厂焚烧炉、水泥窑或砖窑中混合焚烧。填埋填埋前的污泥需进行稳定化处理；横向剪切强度达到标准；填埋场应有沼气利用系统，渗滤液能达标排放。国家将逐步限制未经无机化处理的污泥在垃圾填埋场填埋。建筑材料综合利用污泥建筑材料综合利用是指污泥的无机化处理，用于制作水泥添加料、制砖、制轻质骨料和路基材料等。污泥建筑材料利用容易在生产和使用中造成二次污染。制肥经过水分调节的污泥进入好氧静态堆肥装置，好氧发酵成为性状良好的腐殖颗粒；然后可以按照不同农肥标准添加一定比例的氮、磷、钾等化肥原料，通过粉碎、搅拌后进入造粒装置，成型后经干燥、筛分成为成品。2.3污泥处理处置污染防治最佳可行技术城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行)（2010年2月）选择污泥中温厌氧消化和污泥好氧发酵为污泥处理污染防治最佳可行技术，污泥土地利用和污泥干化焚烧为污泥处置污染防治最佳可行技术。污泥处理处置前采用浓缩、脱水等预处理方式。对于实际污水处理规模大于5万m3/d的城镇二级污水处理厂，其产生的污泥宜通过中温厌氧消化进行减量化、稳定化处理，同时进行沼气综合利用。对于园林和绿地等土地资源丰富的中小型城市的中小型城镇污水处理厂，可考虑采用污泥好氧发酵技术处理污泥，并采用土地利用方式消纳污泥。厂址远离环境敏感点和敏感区域时，宜选用条垛式好氧发酵工艺；厂址附近有环境敏感点和敏感区域时，可选用封闭发酵槽式（池）好氧发酵工艺。对于大中型城市且经济发达的地区、大型城镇污水处理厂或部分污泥中有毒有害物质含量较高的城镇污水处理厂，可采用污泥干化焚烧组合工艺处置污泥。应充分利用焚烧污泥产生的热量和附近稳定经济的热源干化污泥。污泥干化焚烧厂的选址应采取就近原则，避免远距离输送。3.污泥焚烧的风险因素3.1技术因素1、高添加率、高含水率热平衡和热效率仍待研究我国大部分污泥含水率约82%-85%，污泥的热值利用率极低，混烧添加率多为20%-30%、含水率在82%-85%（德国大规模的电厂污泥混烧添加率为5%-10%，德国某两座电厂污泥添加率约30%、含水率70%），在热平衡和提高热效率方面存在问题。2、锅炉热效率极低补煤量大幅度增加电厂流化床锅炉的过剩空气系数一般为1.15-1.25，烟气中氧含量4%，而我国生活垃圾焚烧标准要求氧气含量为6-12%，欧盟和美国的标准规定为11%。因此，导致烟气排量大，热损失大，锅炉热效率降低。当锅炉综合热效率降低4.5-5.1%时，增加少量燃煤可以弥补锅炉的热损失，而综合热效率降低10%以上时，补煤量将大幅度增加。3、烟气排放量大需提高排烟速度而影响了锅炉的燃烧工况污泥是一种污染物，要满足标准所规定的热氧化环境，必须选择更大的过剩空气系数，从而造成烟气量越大。一般当非混烧工况烟气量为100%时，混烧工况的烟气量约为160%，增大了排烟系统设施能力，如二次风机装机容量，或者由于提高排烟速度而影响了锅炉的燃烧工况。4、锅炉磨损影响寿命污泥含沙量大，对炉内设施产生磨损，影响锅炉的寿命。烟气流速大，磨损与烟气流速的3.6次方成正比，对烟气系统造成磨损，需对锅炉内部相关部件作防磨处理。另外，由于烟气流量增大，烟气上升速度加快，燃烧颗粒炉内停留时间缩短，可能产生停留时间2S的工况，不符合避免二噁英产生的基本条件。3.2环保因素1、排烟温度升高对环境热污染和节能不利由于混烧时添加的污泥量大、含水率高，污泥中的水分以蒸汽形式进入烟气。湿度增加，一次风低温段易结露，为避免金属腐蚀，需要提高排烟温度或更换材质。非混烧的流化床锅炉排烟温度为145.6摄氏度，混烧的流化床锅炉排烟温度为166.3摄氏度，升高了21摄氏度，对环境热污染和节能不利。2、烟气中污染物浓度监管稀释后排放监管标准缺失由于烟气量大幅度增加，烟气中污染物被稀释，浓度降低，远低于非混烧烟气污染物的实际浓度，无法严格控制排入大气的污染物浓度。由于污泥中氮、氯比煤中浓度高，焚烧烟气中易产生较多的氮氧化物和HCL。近年来，欧盟及美国对排入大气中的汞污染物加强了监测和管理，并要求设置在线监测仪表，我国混烧烟气中汞的浓度尚无相关标准及监测手段。另外，我国尚无污泥混烧烟气排放标准和技术政策，目前参照生活垃圾焚烧和火力发电厂相关的尾气排放标准执行，潜在很大问题。3.3政策因素现阶段污泥处理工程盈利靠政府补贴实现部分收入，政府层面对污泥处理补贴政策上的变动对行业的盈利会形成较大的影响。3.4市场因素目前国内涉及污水处理或垃圾发电业务的大型企业中，已经有部分企业有配套建设的污泥处理设施或者焚烧设备。污泥处理行业市场不断发展成熟后，一旦多数污水处理厂或大型造纸厂等有能力处理企业自身产生的污泥，那么对于BOT工程性质的企业经营会形成一定的影响。4.同类公司简介4.1.国内A股上市公司相关业务介绍1、南海发展公司的污泥处理项目主要建设内容包括厂区内污泥干化厂房及配套设施，安装污泥接收、输送设备及控制系统等。项目总设计规模为日处理污泥450吨，分两期建设，项目一期建设规模为300吨/日，年处理脱水污泥10万吨，预计将于2011年建成，2012年产生收益，项目二期建设规模为150吨/日，建设时间尚未确定。此外，目前已大致确定污泥处理的补贴费用为300元/吨，污泥由佛山市南海区市政管理局负责运送至污泥处理厂内，南海发展向佛山市政管理局收取污泥处理费。根据南海区现有的污泥产生速度，狮山的污泥处理项目将饱和运行，一期工程建成后可产生每年3000万元收入。2、富春环保公司所处的造纸工厂聚集地的特殊地理位置为公司提供了大量优质的焚烧污泥，公司利用先进循环流化床锅炉对造纸污泥进行焚烧处理，项目设计建设规模为日处理造纸湿污泥2035吨（含水80%）、造纸废渣275吨，新增供热能力为215t/h（蒸吨/小时）、发电装机容量35兆瓦。3、金隅集团2009年10月，金隅集团自主研发的国内第一条利用水泥窑余热干化处置城市生活污泥示范项目在北京竣工投产。该项目建成后每天可处置生活污泥700吨，每年大约可为北京市处置污水处理厂的污泥22万吨，占北京市生活污泥产生总量的1/4（2008年北京市污水处理后产生的污泥达87万吨）。目前金隅集团在北京还有五条新型干法水泥窑，具备日处理1000-1500吨污泥的能力。4、山东晨鸣纸业集团股份有限公司山东晨鸣纸业集团股份有限公司是以制浆、造纸为主业的大型企业集团，公司主要利用中国科学院地理科学与资源研究所的专利技术，将造纸污泥无害化处理后制成适合不同农作物的专用复合肥，使原来难以处理的废物转化为良好的资源，实现了有机质资源的循环利用。4.2.行业内其他主要公司简介1、机科发展科技股份有限公司环境与生态工程事业部事业部是由原机械科学研究院环境保护技术与装备研究所重组而成，是中国环保机械行业实力最强、最具权威的研发机构，并拥有国家批准立项的科研成果产业化基地。主要从事市政与工业污水处理工程、污泥处理处置等项目的设计、承包、技术服务与咨询；水处理设备的生产制造等。事业部吸收日本、德国等先进技术开发出的有机废弃物综合利用成套技术，利用高温好氧堆肥、快速干燥消毒固化、物理稳定等不同技术路线及相应成套设备，不仅解决了污泥、畜粪、垃圾等多种有机废弃物对环境的污染问题，还化害为利，可生产颗粒生物有机肥，或添加营养素制备复合缓释肥，经在小麦、玉米、蔬菜、水稻等多种作物进行大田实验，具有改良土壤，增收之功效。主要工艺与技术包括高温好氧堆肥、污泥干化快速制肥工艺、污泥物理稳定工艺和除臭技术。2、山西沃土生物有限公司公司是专业从事生物技术开发和固体废弃物处置及资源化利用技术开发的民营高科技企业，从事生物酶工程、发酵工程、蛋白质工程基础理论研究和高新技