高廷耀基金會
❶ 北京市門頭溝區焦家坡垃圾衛生填埋場負責人是誰
城市污水處理廠的污泥處置成本和效益分析不同的治療
- 以北京市為例
依安縣張，高集，陳斌，*，鄭砥，李艷霞
中國科學院地理科學與資源研究所環境修復中心，北京100101，中國
摘要：以北京為例，根據不同的關稅和運輸距離的填埋，焚燒和堆肥市政污水污泥處理和處置成本估計，在此基礎上討論各種處理和處置方案的前景，並期待北京污泥處理出售的出路。污泥垃圾填埋場將在一段時間內是主要的處理和處置，但比重將逐步下降;堆肥是經濟上更可行的處理和處置，促進適合的經濟實力和技術水平，焚燒可應用於個別特殊地方。同時，政府補貼的污泥處理和處置的有效性的影響。
關鍵詞：城市污泥處理和處置成本;填埋，焚燒，堆肥
中圖分類號：X703文獻標識碼：A文章編號:1672-2175（2006）02-0234-05
城市污水污泥是污水處理廠97％的水分含量的副產品，污水處理量佔0.3％至0.5％[1]，深入泥處理能力將增加50％至100％。中國每年排放干污泥約1.3×106?，增長約10％的速度。
北京地區范圍內的規劃2003年的330×104立方米/天的污水排放量，城市污水大約是230×104立方米/天[2]。規劃和建設14個污水處理廠，污水處理能力在2015年預計將超過320×104立方米/日，處理率將超過90％。 2008年，北京將新增9個污水處理廠，深度加工能力將提高到47.6×104立方米/ D 1×104立方米/天，那麼80％的城市污水污泥中的水分含量每年超過80× 104供應M3的。北京最大的污水處理廠 - 高碑店污水處理廠的污泥向外運輸成本佔了全廠的運營成本的1/3 [3]。
一個大量城市污水處理廠產生的污泥已造成日益嚴重的二次污染，並成為城市污水處理產業的瓶頸。污泥處理處置是低的，一個很重要的原因是，投資和運營成本的限制。但到目前為止，沒有經濟分析，對不同的污泥處理和處置方案，在節目選擇在不同的單位和設計師，有很大的盲目性。以北京為例，幾個典型城市污泥處理和處置經濟分析，以市政污泥處理處置技術的選擇提供了參考。
一個城市污水污泥處理和處置成本估算
1.1估計方法
干污泥1噸（DS）為基礎計算的總成本=營業成本+設備折扣的成本。估計營運成本，以更成熟的處理和處置。
北京污泥機械脫水效果通常是80％左右。在所涉及的各種方案的成本估算包括焚燒，運輸，垃圾填埋場等3個過程;設備的折扣，以15年使用壽命的成本，每年7％的折舊，社會的10％，每年17％的折扣率，設備工作總時至8000?。因此，設備的折扣=設備價格指數××0.17/8000。
1.2估計條件
（1）單位成本
垃圾填埋場：固體廢棄物衛生填埋場的成本約60至70美元/噸，按照家居廢物壓實的污泥填埋場：土：污泥0.8:1:1，污泥堆填區的費用為48 56元/噸的散裝密度比， 52元/噸。
乾燥：乾燥能耗是成正比的脫水。氣體熱效率為85％，70％的鍋爐熱效率，熱損失的5％，水分蒸發的能量消耗（千瓦H？）150 /噸的過程中 - 每小時1水凈化刪除設備投資為180×104元[4]。
焚燒：使用流化床技術焚燒1噸干污泥每股H設備成本為528×104￥污泥乾重減少60％。焚燒運營成本24元/噸，煙氣處理消耗氫氧化鈉是約37公斤/噸，折扣約128元/噸[5]。
關稅：北京工業關稅高峰平段，低谷，分別為0.278,0.488,0.725元/（千瓦H？）。不同的補貼方案，關稅設置為0.30,0.60元/（千瓦小時）。
航運：北京運輸價格之間的0.45?0.65元/（T公里），作為一種特殊的固體廢物，需要特殊的箱式卡車交付，高端價格的污泥。此外，近年來，運輸價格上漲。因此，航運為0.65元/（T？公里）。
此外，乾燥和燃燒設備成本添加30％物耗人工管理費和民間配套費。
（2）污泥含水
較高的有機質和水分含量的污泥，垃圾填埋場，有一系列的問題，目前主要關注的是土壤的機械性能，高水分含量68％的基礎上，有米（土）：M（污泥）= 0.4? 0.6混合土的比例[6-8]。低含水量的污泥性狀突變，垃圾填埋脫水目標設定為80％，30％。
水分含量是在污泥焚燒的關鍵因素。有機質含量高，水分含量低，有利於維護自燃，降低污泥含水率必須減少污泥焚燒設備和加工費用。通常情況下，污泥含水率降低揮發物含量小於3.5，可形成自燃[9]。北京污泥有機物質含量低於45％，從而使污泥維持自燃燃燒含水量應小於61.2％。朱Nanwen總結了幾種國外污泥熱乾燥技術，可以乾燥污泥含水量10％[10]。污泥焚燒綜合成本的動態變化中的乾燥程度，乾燥程度越高，乾燥的能源消耗增加了燃燒設備和運營成本下降。為簡單起見，估算的前提下保持燃燒熱平衡的污泥不再是加入稠油，高濕度下的成本估計。干污泥焚燒目標：60％和10％。
表1北京垃圾填埋場的剖面[11]和污水處理廠的距離
表1描述的垃圾填埋場和污水處理廠
填埋垃圾填埋場的規模/（T - D-1）的位置，交易預計將關閉最近的污水處理廠的直線距離/ 1公里）
2006年通縣次渠鄉北神樹980高碑店20
穩定，大興區安定鄉36小紅門7002006
六里屯，北京市海淀區永豐屯鄉1500 2017清河15
高安屯朝陽區樓梓鎮15 10002018高碑店
40，阿蘇衛20002012清河，北小河，昌平區小湯山鎮
永定鎮，門頭溝區Jiaojiapo區600 2011盧溝橋15
1）測量距離數據
總之，污泥處置是：堆肥，分別乾燥至水分含量為80％，30％的垃圾填埋場，乾燥至水分含量
？
60％，10％被燒毀。
1.3填埋成本
垃圾填埋場成本=能源成本+運輸成本+填埋成本+設備折扣成本
能源成本= [1 /（1-η0）-1 /（1-ηe）]×150×α×貝利
運輸成本= 0.65×長/（1-ηe）
堆填區的成本=βPf/（1-ηe）
設備折扣= [1 /（1-η0）-1 /（1-ηe）]×180×α×0.17×104/8000
其中，η0，ηe處理與處置的含水量結束的開始;電力貝利，/（千瓦H？）; L是運輸距離，公里;阿爾法指數為土木工程和人工配套費，1.3;體積系數，≥68％的水分含量在1.4范圍內，1.6，1.5，水分含量的β<68％; PF的垃圾填埋場的價格，40至60元/噸，以52日元/噸。
污泥填埋場運輸距離：北京現有的垃圾填埋場的容量是不夠的，以滿足垃圾處理的需求，即使在規劃建垃圾填埋場，剩餘垃圾填埋場的容量是非常有限的，他們也應該尋求新的堆填區的污泥填埋場。隨著城市的發展和垃圾填埋場的地質條件，運輸距離更遠參考表1，污泥
垃圾運輸距離40公里或以上，估計在未來的填埋成本，分別採取的短期和長期的垃圾填埋場運輸距離為50,100公里。
1.4堆肥的成本和收益
國際常用在土地利用，處理和處置堆肥無害化處理後的城市污水污泥。強制空氣靜壓樁堆肥是泥堆肥主流技術，成本處理污泥初始水分含量，加工規模，堆肥廠和污水處理廠，和設備的原產地和其他因素之間的距離。堆肥廠應在各地的運輸成本的污水處理廠建成計數為0，堆肥成本主要由鼓風，烘乾，篩分，能耗，調理劑和設備折扣的成本。目前，堆肥產品在市場上的銷售價格為350?500元/噸後，扣除15％的水分含量500元/噸DS。
城巴堆肥自動控制系統[12,13]被迫在空氣靜壓樁堆肥漯河城市污水污泥堆肥廠的應用結果表明，當污泥含水量不高於80％的高爐能耗在40?60（千瓦·H） / T 60之間的DS（千瓦H？）/ T - 的DS。城巴空調價格在300元/噸，損失率一般為5％[14]。經過10?14 d的污泥堆肥干物質的30％，45％的水分含量減少。熱乾燥技術乾燥到15％的含水量，脫水負荷0.45 T / T，DS;自然風干後，前烘乾和篩選所需的篩選能耗空調;共9.3 T / T DS篩查能力的篩分負載1噸/小時，功率為3千瓦。考慮到整個能源消費的95（千瓦小時）/噸DS，100未知的能量消耗（千瓦小時）/噸的DS。
設備折扣：處理干污泥容量約7萬美元的0.3×104噸/ 182元/噸DS（？成本，包括面積）污水污泥堆肥廠，設備投資日元的設備折扣，200元/噸 - 局副局長。
1.5焚燒成本
考慮到帳戶問題，如焚燒的排放量，燃燒超過30公里外運是更好的，以30公里;減少60％的干物質燃燒，燃燒殘留物被運送到垃圾填埋場，運輸距離50公里請參閱表3表明，干到60％到10％，焚燒成本低干。乾燥程度越高，焚燒廠佔地面積？越小，刻錄前干到10％，是適當的。
1.6干農家成本
不存在安全隱患的應用，從處理污泥的穩定，考慮到穩定的乾燥效果差，安全性有限，不再估算。
2討論與分析
2.1處理成本和經濟效益
表2，1牛逼的城市污水污泥處理和處置（乾重）的成本效益
表2污水污泥的成本和效益的估計比較治療和/或通過不同的方式處置
垃圾填埋場
乾燥運輸堆填區的成本/美元
目標能源消耗日元/設備的折讓/日元距離/公里，貨運/成本/￥￥填充率
80％005016350％390 5531），5532）
30％，2091），4182）178 50 46 0 74 5 071），7162）
80％0010032550％390 7 151），7152）
30％，2091），4182）178 100 93 0 74 5 541），7632）
焚化
干燒燒殘留的成本/美元
目標能耗/￥設備折扣/日元運行/設備，折扣/日元氫氧化鈉/日元貨運/日元填埋/日元日元
60％，1461），2932）124 60 365 128 13 20 800 561）10022）
10％，2281??），4552）193 27 162 128 13 20 7711），9982）
堆肥
能源消耗/日元設備折扣/日元調節劑虧損/美元的總成本/日元銷售/美元總收益/￥
391），782）200753141），3532）410 961），572）
1）0.30元/（千瓦？H）的關稅;)關稅採取0.60元/（千瓦·H）
各種治療方法的成本估算過程和表2所示的結果。表2顯示，污泥處理和處置成本堆肥
？
最低，約300至350元/噸DS;垃圾填埋場約500?760元/噸DS。焚化的成本是最高的，約800?1000元/噸DS。堆肥成本小於填埋場，明顯比焚燒和填埋的成本較低，顯著高於堆肥成本與運輸距離的增加。此外，污泥焚燒一次性投資，運行和維護成本最高的。
？
各種方法，污泥填埋場回收，零的有效性;顧及污泥的熱值，回收和燃燒熱的水平是不太可能有凈效益影響不大，可以起到污泥乾燥脫水的效果，但穩定應該鼓勵的效果是有限的，容易爆炸緩慢化肥，結合乾燥過程，產品銷售狀況良好，根據價格不同堆肥可獲利50至100元/噸DS。
2.2不同的處理和處置技術的優點和缺點
大多數現有的垃圾填埋場的設計和建設標准，缺乏污染控制措施，也有穩定性差，導致在傳播的氣體和異味，污染地下水，不能保證安全填埋場，只能延緩污染，但不最終消除污染。上述問題是，在一些國家，以盡量減少發展的最低標准，要處理污泥物理特性，大大提高了污泥填埋處理的成本。作為德國填埋污泥干含量不低於35％等。為了避免自2005年以來，在1992年發布的城市生活垃圾的控制和處置技術平台要求在德國的污水污泥有機物分解造成的地下水污染，堆填區棄置的任何物質，其有機質含量不超過5％[15本這意味著，甚至乾燥後的污泥，不符合填埋要求。污泥填埋垃圾填埋場，公共和法規面臨的多重壓力，填埋成本將增加在近年來逐步國外污泥填埋處置的比例越來越大[6]。
推動城市污水處理廠的污泥，污水污泥堆肥的潛在環境風險的第一個現實的評估堆肥。杜冰[16]研究表明，與外國的北京，一個典型的污水處理廠酚，鄰苯二甲酸酯，多環芳烴的污染程度較低的水平相比。可以確保持續高溫堆肥，殺滅細菌，以確保污泥農產品安全。陳同斌，[17]的重金屬含量，在中國的城市污水污泥和結果的趨勢表明，在中國城市污水污泥的平均含量普遍偏低，基本金屬的含量不超過農業標准[18]，並提出了減少的趨勢。近年來，研究證明：科學和理性的態度污泥不會造成土壤重金屬污染及農產品[19]。城市污泥是中國土地利用的重金屬在環境風險並不像人們想像的那樣嚴重。
燃燒的減少是最重要的量減少90％以上，水分含量80％的污泥焚燒率。然而，污泥中含有多種有機化合物，焚燒會產生大量有害物質，如二惡英，二氧化硫，鹽酸，受限制國內焚燒二惡英污染問題已不是一個很好的解決，重金屬煙霧燃燒灰燼可能會造成二次污染。此外，在污泥焚燒廢物養分。比較三個治療和污泥焚燒處置的佔地面積？最小的，但最高的整體成本，設備維修的要求，環境風險，這些缺點限制了污水污泥焚燒的廣泛應用。
總之，資源利用率??，實現在同一時間，經濟上可行，科學，合理的應用，以確保健康和安全及重金屬安全，污泥堆肥，污泥處理和處置技術的主要發展方向。然而，從市場的觀點來看，污泥堆肥產品的銷售渠道，以得到改善。各種治療的優點和缺點，總結在表3（見下頁）。
2.3價格和政府補貼
關稅影響的污泥處理和處置成本。從0.60元/（千瓦H？）的關稅降低到0.30元/各種治療費用減少了40?230元/噸（千瓦H？） - 局副局長。如採取電費或更低的電力槽，可以進一步降低成本。
表3不同的處理和處置技術的優勢和劣勢比較
表3比較填埋，堆肥和焚燒污泥
國際收支平衡表/（￥T-1）1）的技術難度場地要求的方式處理和處置是否健全水平的資源
垃圾填埋場-507 -763簡單，不能耽誤的污染，而不是最終消除污染的風險
堆肥57?96更可以比農業標準的無害化要求，可以實現較低的重金屬少
焚燒-771?-1000的技術和設備的要求高小不能窮盡可能的二次污染
1）運輸距離100公里，電費0.60元/（千瓦小時），水分含量80％的垃圾填埋場的成本略高於30％的垃圾填埋場水分含量少，但面積？後者則是5.25倍，考慮利用30％的垃圾填埋場
污泥水分含量80％和60％的垃圾填埋場佔地面積？5.25倍，1.75倍，分別在30％的垃圾填埋場。通過政府補貼，如降低關稅和其他調控手段，污水處理放在一個合理的分配到污泥處理單元，可減少焚燒的污泥處理單元的成本，垃圾填埋場佔地面積，降低堆肥成本。政府補貼，可以發揮經濟杠桿的作用，控制污泥處理行業的輸入和輸出，有利於污泥處理處置行業的健康發展。總之，污泥處理和處置應該是適當的政府補貼。
3結論
（1）成本約300至350美元/噸DS的關稅變化的污水污泥堆肥，堆肥銷售可以彌補成本低利潤水平的污泥堆肥處理的一部分。合理應用提供養分和有機質堆肥，污泥處理和處置的一個重要方向。
（2）污泥填埋操作簡單，但成本約500?760美元/噸 - 比堆肥的DS。考慮到日益稀缺的土地資源和二次污染問題，污泥填埋場將逐步從發達國家的經驗限制，其應用比例應逐漸減少。
（3）焚燒污泥減量效果最明顯的，但最初的投資和運營成本，整體成本約771?1000元/噸DS。設備維修復雜，廢氣處理所造成的二次污染是不適當的。
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❷ 鄭正的榮譽獎勵
[1] 江蘇省首屆中青年科技獎（1990）
[2] 江蘇省有突出貢獻中青年專家（1996）
[3] 江蘇省「333人才工程」國家級學科帶頭人培養對象（1997）
[4] 國務院政府特殊津貼（2002）
[5] 農業部科技進步三等獎（1988）
[6] 江蘇省科技進步三等獎（1992）
[7] 農業部科技進步三等獎（1993）
[8] 江蘇省科技進步二等獎（1995）
[9] 國家科技進步二等獎（1996）
[10] 江蘇省科技進步二等獎（2006）
博士生校外獲獎
課題組郭照冰、張繼彪、馮景偉曾分別獲得第一屆（2004年）、第四屆（2007年）、第五屆（2008年）上海同濟高廷耀環保科技發展基金會「青年博士生傑出人才獎學金」。
❸ 污水處理廠的污泥處置費用問題
城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析
——以北京市為例
張義安，高 定，陳同斌*，鄭國砥，李艷霞
中國科學院地理科學與資源研究所環境修復中心，北京 100101
摘要：以北京市為例，估算不同電價及運輸距離下填埋、焚燒及堆肥等方式的城市污泥處理處置成本，在此基礎上討論各種處理處置方案的前景，展望北京市污泥處理處置出路。污泥填埋在一定時期內還將是主要處理處置方式，但所佔比例將逐漸下降；堆肥是經濟上較為可行的處理處置方式，適合大力推廣；隨著經濟實力與技術水平提高，焚燒法可以適用於個別特殊地點。同時，分析了政府補貼對污泥處理處置效益的影響。
關鍵詞：城市污泥；處理處置成本；填埋；焚燒；堆肥
中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-2175（2006）02-0234-05
城市污泥是污水處理的副產物，以含水率97%計算，體積占處理污水的0.3%~0.5%[1]，深度處理產泥量還將增加50%~100%。目前我國每年排放的干污泥大約1.3×106 t，並以大約10%的速率在增加。
北京市全區域規劃污水排放量為330×104 m3/d，其中2003年市區污水排放量約為230×104 m3/d[2]。規劃建設14座污水處理廠，2015年污水處理能力預計將超過320×104 m3/d，處理率將超過90%。到2008年，北京市將新增9座中水處理廠，深度處理能力將由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d，屆時每年產生含水率 80% 城市污泥超過80×104 m3。北京市最大的污水處理廠——高碑店污水處理廠污泥外運運輸費用佔到全廠運行費用的1/3[3]。
城市污泥的大量產生，已引起日益嚴峻的二次污染，並成為城市污水處理行業瓶頸。污泥處理處置率低，其中非常重要的一個原因就是投資和運行成本方面的限制。但到目前為止，還未見關於不同污泥處理處置方案的經濟分析，導致不同單位和設計人員在方案的選擇上存在較大的盲目性。本文以北京為例，對幾種典型的城市污泥處理處置方式進行經濟分析，以便為城市污泥處理處置技術的選擇提供參考依據。
1 城市污泥處理處置成本估算
1.1 估算方法
以1 t干污泥（DS）為計算基準，綜合成本＝運行成本+設備折價成本。運行成本以目前較為成熟的處理處置方式進行估算。
北京市污泥機械脫水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚燒、運輸、填埋等3個流程；設備折價成本取15 a使用年限，年折舊7%，社會利率10%，即年折價17%，設備年工作時數以8000 h計。因此，設備折價＝設備價格×指數×0.17/8000。
1.2 估算細則
（1）單位成本
填埋：生活垃圾衛生填埋的成本約60~70 ￥/t，污泥填埋時按照壓實生活垃圾∶土∶污泥容重比為0.8∶1∶1，污泥填埋成本為48~56 ￥/t，取52￥/t。
干化：乾燥能耗與脫水量成正比。燃氣加熱效率85%、鍋爐熱效率70%、過程熱損失5%時，水的蒸發能耗為150 (kW•h)/t，每小時去除1 t水的設備投資為180×104￥[4]。
焚燒：目前多採用流化床技術，每h焚燒1 t干化污泥的設備成本為528×104￥，污泥按干質量減量60%。焚燒的運行費用24￥/t，煙氣處理消耗NaOH量約為37 kg/t，折價約128￥/t [5]。
電價：北京市工業電價高峰期、平段區、低谷期分別為0.278、0.488、0.725￥/(kW•h)。按不同補貼方案，將電價設定為0.30、0.60￥/(kW•h)。
運費：北京市運輸價格在0.45~0.65￥/(t•km)之間，污泥為特殊固體廢物，需特殊箱式貨車運送，價格處於高端。另外，近年運輸價格有上漲趨勢。因此，運費取0.65 ￥/(t•km)。
此外，干化及焚燒均按設備成本添加30%物耗人工管理費及土建配套費。
（2）污泥含水率
污泥的有機質和水分含量較高，填埋存在一系列問題，當前主要關心的是土力學性能，當含水率高於68% 時需按m(土)∶m(污泥)＝0.4~0.6的比例混入土 [6-8]。含水率降低時污泥性狀存在突變，因此填埋脫水目標設定為80%、30%。
含水率是污泥焚燒處理中的一個關鍵因素。有機質含量高、含水率低利於維持自燃，降低污泥含水率對降低污泥焚燒設備及處理費用至關重要。一般將污泥含水率降至與揮發物含量之比小於3.5時，可形成自燃[9]。北京市污泥有機物含量在45% 以下，因此使污泥維持自燃焚燒的水分含量應小於61.2%。朱南文總結了幾種國外污泥熱乾燥技術，可以將污泥乾燥至10%含水率[10]。污泥焚燒綜合成本隨乾燥程度動態變化，干化程度越高，干化能耗升高，焚燒設備及運行費用隨之下降。簡化起見，本文以污泥保持熱量平衡燃燒為估算前提，不再進行高水分下加入重油的成本估算。因此污泥焚燒的干化目標定為：60%和10%。
表1 北京市填埋場概況[11]及離污水處理廠的最近距離
Table 1 Description of landfill sites and wastewater treatment plants
填埋場 填埋場位置 處理規模/(t•d-1) 預計關閉時間 最近的污水處理廠 最近直線距離/km 1)
北神樹 通縣次渠鄉 980 2006 高碑店 20
安定 大興區安定鄉 700 2006 小紅門 36
六里屯 海淀區永豐屯鄉 1500 2017 清河 15
高安屯 朝陽區樓梓庄鄉 1000 2018 高碑店 15
阿蘇衛 昌平區小湯山鄉 2000 2012 清河、北小河 40
焦家坡 門頭溝區永定鎮 600 2011 盧溝橋 15
1) 最近距離數據為作者實測
綜上所述，污泥的處理處置方式計有：堆肥，分別乾燥至含水80%、30% 時填埋，乾燥至含水
60%、10%時焚燒。
1.3 填埋成本
填埋成本＝能耗成本+運輸成本+填埋場成本+設備折價成本
能耗成本＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×150×α×Pele
運輸成本＝0.65×L /(1-ηe)
填埋場成本＝βPf /(1-ηe)
設備折價＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×180×α× 0.17×104/8000
其中，η0、ηe分別為處理處置始、末的含水率；Pele為電價，￥/(kW•h)；L為運輸距離，km；α為土建及人工配套費指數，1.3；β為體積系數，含水率≥68%時在1.4~1.6之間，取1.5，含水率＜68%時取1；Pf為填埋場填埋價格，40~60￥/t，取52￥/t。
污泥填埋運輸距離：北京市現有填埋場容量不足以滿足生活垃圾處置需求，即使規劃中的填埋場建成之後，富餘填埋能力也很有限，污泥填埋需另外覓地新建填埋場。隨著城市發展及填埋場地質條件要求，運輸距離也將越來越遠，參照表1，污泥
填埋的運輸距離將在40 km以上，因此在估算今後的填埋成本時，分別取50、100 km作為近期及遠期填埋場運輸距離。
1.4 堆肥成本及收益
城市污泥經過堆肥無害化處理之後進行土地利用，是國際上普遍採用的處理處置方式。強制通風靜態垛堆肥處理是泥堆肥主流技術，其處理成本與污泥初始含水率、處理規模、堆肥廠與污水處理廠之間距離以及設備原產地等因素相關。堆肥廠宜建在污水處理廠周圍，運輸成本計為0，堆肥成本主要由鼓風、烘乾、篩分能耗，調理劑及設備折價成本組成。目前，堆肥產品的市場銷售價格為350~500￥/t，扣除15％含水率後取500￥/t DS。
利用CTB堆肥自動控制系統[12,13]進行強制通風靜態垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥廠的應用結果表明，當污泥含水率不高於80%時，鼓風能耗在40~60 (kW•h)/t DS之間，取60 (kW•h)/t DS。CTB調理劑價格為300 ￥/t，損耗率一般為5% [14]。經過10~14 d堆肥，污泥干物質減量30%，含水45%。採用熱乾燥技術烘乾至含水15%，脫水負荷0.45 t/t DS；調理劑在烘乾前篩分後自然晾乾，需篩分能耗；篩分負荷共9.3 t/t DS，篩分能力1 t/h，功率3 kW。全程能耗95 (kW•h)/t DS，考慮到未知能耗，取100 (kW•h)/t DS。
設備折價：處理干污泥能力為 0.3×104 t/a的污泥堆肥廠設備投資約700萬￥，設備折價182 ￥/t DS（含佔地成本），取200￥/t DS。
1.5 焚燒成本
考慮到焚燒廢氣排放等問題，外運30 km以上焚燒為佳，取30 km；焚燒按干物質減量60%，燒余物需運至填埋場填埋，運輸距離取50 km。參考表3可知，乾燥至10%焚燒成本較乾燥至60%低。乾燥程度越高，焚燒廠佔地面積也越小，因此焚燒前以干化至10%為宜。
1.6 干化農用成本
未經穩定化處理污泥存在施用安全危險，考慮到干化的穩定效果較差，安全性有限，不再估算。
2 討論與分析
2.1 處理成本和經濟效益
表2 處理處置1 t城市污泥(干質量)所需的成本及其效益
Table 2 Comparison of the estimated cost and benefit of sewage sludge treated and/or disposed by different ways
填 埋
干化 運輸 填埋 綜合成本/￥
目標 能耗/￥ 設備折價/￥ 距離/km 運費/￥ 填土比例 費用/￥
80% 0 0 50 163 50% 390 5531)，5532)
30% 2091)，4182) 178 50 46 0 74 5071)，7162)
80% 0 0 100 325 50% 390 7151)，7152)
30% 2091)，4182) 178 100 93 0 74 5541)，7632)
焚燒
干化 焚 燒 燒余物 綜合成本/￥
目標 能耗/￥ 設備折價/￥ 運行/￥ 設備折價/￥ NaOH/￥ 運費/￥ 填埋/￥
60% 1461)，2932) 124 60 365 128 13 20 8561)，10022)
10% 2281)，4552) 193 27 162 128 13 20 7711)，9982)
堆 肥
能耗/￥ 設備折價/￥ 調理劑損耗/￥ 總成本/￥ 銷售/￥ 總效益/￥
391)，782) 200 75 3141)，3532) 410 961)，572)
1) 電價取0.30 ￥/(kW·h)；2) 電價取0.60 ￥/(kW·h)
各種處理方式處理成本估算過程及結果如表2所示。由表2可知，污泥處理處置以堆肥方式成本
最低，約300~350￥/t DS；填埋方式約500~760￥/t DS。焚燒方式成本最高，約800~1000￥/t DS。堆肥成本低於填埋方式，顯著低於焚燒方式，隨運輸距離增加填埋成本顯著高於堆肥成本。此外，污泥焚燒處理一次性投資大，運行維護費用最高。
各種處理方式中，污泥填埋沒有資源回收，效益為零；考慮到污泥熱值水平，回收焚燒熱能可能性較低，對凈效益影響不大；污泥干化可以起到脫水的效果，但穩定化的效果有限，加之干化過程中容易產生爆炸和肥效緩慢等問題，不宜提倡；在產品銷售良好情況下，按電價不同，堆肥處理可以盈利50~100￥/t DS。
2.2 各種處理處置技術的優缺點
現有的大部分填埋場設計建造標准低、缺乏污染控制措施，存在穩定性差等問題，導致散發氣體和臭味，污染地下水，不能保證填埋垃圾的安全，只是延緩污染但沒有最終消除污染。一些國家為了把上述問題降低到最小程度，制定了待處理污泥物理特性的最低標准，使污泥填埋的處理成本大大增加。例如德國要求填埋污泥干基含量不低於35%。為避免污泥中有機物分解造成的地下水污染，1992年德國發布了《城市廢棄物控制和處置技術綱要》，要求從2005年起，任何被填埋處理的物質其有機物含量不超過5% [15]，這意味著污泥即便是經過乾燥也不滿足填埋的要求。污泥填埋面臨填埋場地、公眾及法規等多重壓力，填埋成本將逐步升高，近年來國外污泥填埋處理方式比例越來越小[6]。
是否推廣堆肥處理城市污泥，首先應切實評估施用污泥堆肥的潛在環境風險。杜兵等[16]研究表明，同國外相比北京市某典型污水處理廠酚類、酞酸酯類、多環芳烴類均處於污染程度較低的水平。堆肥處理的持續高溫可以確保殺滅病菌，保證污泥的農用安全。陳同斌等[17]對中國城市污泥的重金屬含量及其變化趨勢的研究結果表明，我國城市污泥中平均含量普遍較低，金屬含量基本未超過農用標准[18]，且呈現逐漸下降的趨勢。近年相關研究也證明：科學合理地進行城市污泥農用不會造成土壤和農產品的重金屬污染問題[19]。我國城市污泥的土地利用重金屬環境風險並不像人們想像的那樣嚴重。
焚燒減量最為顯著，含水80%的污泥焚燒後減容率超過90%。然而，污泥含有多種有機物，焚燒時會產生大量有害物質，如二惡英、二氧化硫、鹽酸等，受國內焚燒技術的限制，二惡英污染問題尚未很好解決，重金屬煙霧與燃燒灰燼也可能造成二次污染。此外，焚燒浪費了污泥中的營養物質。對比三種處理處置方式，污泥焚燒佔地面積最小，但綜合成本最高，設備維護要求高，環保風險較大，這些不利之處都限制了污泥焚燒技術的廣泛應用。
綜上所述，堆肥處理實現污泥的資源化利用，科學合理施用下可以保證衛生安全及重金屬安全，同時較為經濟可行，是污泥處理處置技術的主要發展方向。但是，從市場銷售的角度來看，污泥堆肥產品的銷售渠道有待改善。各種處理方式優缺點概括於表3（下頁）。
2.3 電價影響及政府補貼
電價影響到污泥處理處置成本。電價從0.60￥/(kW•h)降低到0.30 ￥/(kW•h)，各種處理方式的綜合成本分別降低40~230 ￥/t DS。如電價取至用電低谷期電價或者更低，成本可以進一步降低。
表3 各種處理處置技術優缺點對比
Table 3 Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge
處理處置方式 收支平衡/(￥•t-1) 1) 技術難度 場地要求 能否資源化 無害化程度
填埋 -507~ -763 簡單 大 不能 延緩污染, 沒有最終消除污染風險
堆肥 57~96 較簡單 較小 能 重金屬低於農用標准時可以達到無害化要求
焚燒 -771~ -1000 技術設備要求高 小 不能 尾氣可能帶來二次污染
1) 運輸距離100 km、電價0.60 ￥/(kw•h)時, 以80%含水率填埋成本略低於30%含水率填埋, 但其佔地為後者5.25倍, 綜合考慮採取30%填埋
污泥含水80%及60%下填埋佔地分別為30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通過補貼如降低電價等調控手段，將污水處理投入合理分配到其中的污泥處理單元，可以降低污泥處理單元的焚燒成本、填埋佔地，降低堆肥成本。政府補貼可以發揮經濟杠桿作用，調控污泥處理行業投入產出狀況，有利於污泥處理處置行業的健康發展。總之，污泥處理處置應該有適宜的政府補貼。
3 結論
（1）污泥堆肥成本隨電價變化約300~350 ￥/t DS，堆肥銷售可以補償部分處理成本，使污泥堆肥達到微利水平。合理施用堆肥可以提供養分和有機質，是污泥處理處置技術的重要方向。
（2）污泥填埋操作簡單，但其成本約500~760 ￥/t DS，高於堆肥處理。考慮到土地資源日益稀缺及二次污染問題，且從發達國家的經驗來看污泥填埋將逐步受到限制，因此其應用比例應逐漸減少。
（3）污泥焚燒減量效果最明顯，但其初始投資及運行費用最高，綜合成本約771~1000 ￥/t DS。其設備維護復雜，如果對尾氣處理不當會造成二次污染。
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❹ 孫紅文的研究領域
水和土壤環境污染化學與生態修復
人才稱號及獲獎：2004年入選教育部新世紀優秀人才項目；
2005年 獲南開大學敬業獎教金一等獎；
2006年 主講本科生專業必修課《環境化學》獲校示範精品課；
2007年 獲全國模範教師及教育系統巾幗建功標兵稱號，博士生張學治獲南開大學優秀博士學位論文；
2008年 主講本科生專業必修課《環境化學》獲國家精品課；
2008年 獲得南開大學優秀博士學位論文指導教師稱號，博士生汪磊獲南開大學優秀博士學位論文；
2009年 博士生於泳獲高廷耀環保科技青年博士傑出人才獎金。主要教育和學術經歷] b]1989年南開大學化學系本科畢業；
1991年南開大學化學系分析專業碩士課程畢業；
1994年南開大學環境科學系環境化學專業博士畢業，獲得理學博士學位。
1994年7月起，任教於南開大學環境科學系（後擴建為環境科學與工程學院），歷任講師(1994)、副教授(1996)、教授(1999)和博士生導師(2001)。
1999年10月至2001年9月在日本大阪大學工學大學院環境工學系做博士後研究。
2008年1月－3月瑞士聯邦水科學技術研究所（Eawag）高級訪問學者。
科研項目：
承擔各類科技項目40餘項，主要有1. 國家傑出青年基金項目「新型污染物復合體系的環境地球化學行為」，2013-2016，主持人2. 國家自然科學基金委，「新型有機污染物在近海岸生物地球化學行為及其對映體選擇性研究」，2011-2013，主持人3. 天津市基礎研究重點項目「利用共代謝機制修復汽油與三氯乙烯復合污染土壤」， 2010－2013，主持人4.國家自然科學基金外國青年學者合作項目「短碳鏈全氟化合物（C4、C6）及其立體異構體在環境中來源與歸宿」，2012-2013,國內合作者5.國家水利部公益項目「濱海新區水庫咸化及富營養化防治技術研究」（201101060），2011-2013，骨幹6. 國家科技支撐項目「濱海新區及周邊地區海岸帶生態系統保護與恢復技術及示範」, 2012-2015,骨幹7.科技部國際科技合作項目「全氟化合物的污染與歸宿-水處理設施到環境水體」（2009DFA92390），2009-2011，主持人8. 國家高新技術研究發展計劃863項目「原位電動生物技術修復多環芳烴污染土壤」，2008－2010，主持人9. 國家自然科學基金重點項目「土壤典型有機污染物的界面過程及修復技術原理， 2008－2011，第一參加人10. 天津市科技創新基金項目「大沽排污河底泥安全處置與河道生態修復技術集成及應用」， 2008－2011，課題技術負責人11. 天津市農村工作委員會新技術引進項目「土地滲濾系統處理農村生活污水」，2008－2010，技術負責人12. 國家自然科學基金項目「復合污染條件下有機污染物在河口顆粒物上的不可逆作用過程及其生物有效性」，2007－2009，主持人13. 天津市農村工作委員會國際合作重大項目「天津市農田重金屬污染診斷及危害控制技術推廣」，2006－2009，主持人14. 國家重點基礎研究項目973，「東北老工業基地污染形成機理及修復原理研究」，2004－2009，骨幹15. 國家科技支撐項目「松花江水污染事件生態環境影響評估與對策」子課題「松花江黑龍江段污染底質與修復技術研究」，2005－2006，骨幹16. 國家自然科學基金委重點項目，「黃河蘭州段典型污染物遷移轉化和承納水平研究」，2003－2006，第一參加人17. 國家科技部863項目，「天津市經濟技術開發區水環境改善綜合項目」，2003－2005，副組長18. 國家自然科學基金委面上項目「土壤中被封鎖有機污染物形成機理和風險評價」，2003-2005，主持人19. 國家自然科學基金委面上項目「壬基酚聚氧乙烯醚及其降解產物在水環境多介質行為研究」，2003-2005，主持人20. 日本Kurita水環境基金，「壬基酚聚氧乙烯醚的分析方法及在中國北方處理廠進出水分布研究」2002－2003，主持人
主要學術成就：
發表期刊論文130篇，SCI摘引英文論文50餘篇。參加編寫教材或專著7部，申請專利8項，目前獲得授權2項。近3年主要英文論文如下：
1. Wenling Wu, Hongwen Sun, Lei Wang, Kungang Li, Lu Wang. Comparative study the micelle properties of synthetic and dissolved organic matters. J of Hazard Mater, in press
2. Xuebo Qin, Hongwen Sun, Cuiping Wang, Yong Yu, Tieheng Sun. Impacts of crab bioturbation on the fate of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sediment from the Beitang estuary of Tianjin, China. Environ Toxicol Chem, in press
3. Zunlong Zhou, Hongwen Sun, Wen Zhang. Desorption of polycyclic aromatic hydrocarbons from aged and unaged charcoals with and without modification of humic acids. Environ Pollut, available on line
4. Lei Wang, Hongwen Sun, Lurong Yang, Chuan He, Wenling Wu, Shujuan Sun. Liquid chromatography/mass spectrometry analysis of perfluoroalkyl carboxylic acids and perfluorooctanesulfonate in bivalve shells: Extraction method optimization. J Chromato A, 2010, 1217: 436–442. 5. Hongwen Sun, Wenling Wu, Lei Wang. Phenanthrene partitioning in sediment–surfactant–fresh/saline water systems. Environ Pollut, 2009, 157: 2520–2528.
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❺ 如何選擇污泥處理處置技術
城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析
——以北京市為例
張義安，高 定，陳同斌*，鄭國砥，李艷霞
中國科學院地理科學與資源研究所環境修復中心，北京 100101
摘要：以北京市為例，估算不同電價及運輸距離下填埋、焚燒及堆肥等方式的城市污泥處理處置成本，在此基礎上討論各種處理處置方案的前景，展望北京市污泥處理處置出路。污泥填埋在一定時期內還將是主要處理處置方式，但所佔比例將逐漸下降；堆肥是經濟上較為可行的處理處置方式，適合大力推廣；隨著經濟實力與技術水平提高，焚燒法可以適用於個別特殊地點。同時，分析了政府補貼對污泥處理處置效益的影響。
關鍵詞：城市污泥；處理處置成本；填埋；焚燒；堆肥
中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-2175（2006）02-0234-05
城市污泥是污水處理的副產物，以含水率97%計算，體積占處理污水的0.3%~0.5%[1]，深度處理產泥量還將增加50%~100%。目前我國每年排放的干污泥大約1.3×106 t，並以大約10%的速率在增加。
北京市全區域規劃污水排放量為330×104 m3/d，其中2003年市區污水排放量約為230×104 m3/d[2]。規劃建設14座污水處理廠，2015年污水處理能力預計將超過320×104 m3/d，處理率將超過90%。到2008年，北京市將新增9座中水處理廠，深度處理能力將由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d，屆時每年產生含水率 80% 城市污泥超過80×104 m3。北京市最大的污水處理廠——高碑店污水處理廠污泥外運運輸費用佔到全廠運行費用的1/3[3]。
城市污泥的大量產生，已引起日益嚴峻的二次污染，並成為城市污水處理行業瓶頸。污泥處理處置率低，其中非常重要的一個原因就是投資和運行成本方面的限制。但到目前為止，還未見關於不同污泥處理處置方案的經濟分析，導致不同單位和設計人員在方案的選擇上存在較大的盲目性。本文以北京為例，對幾種典型的城市污泥處理處置方式進行經濟分析，以便為城市污泥處理處置技術的選擇提供參考依據。
1 城市污泥處理處置成本估算
1.1 估算方法
以1 t干污泥（DS）為計算基準，綜合成本＝運行成本+設備折價成本。運行成本以目前較為成熟的處理處置方式進行估算。
北京市污泥機械脫水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚燒、運輸、填埋等3個流程；設備折價成本取15 a使用年限，年折舊7%，社會利率10%，即年折價17%，設備年工作時數以8000 h計。因此，設備折價＝設備價格×指數×0.17/8000。
1.2 估算細則
（1）單位成本
填埋：生活垃圾衛生填埋的成本約60~70 ￥/t，污泥填埋時按照壓實生活垃圾∶土∶污泥容重比為0.8∶1∶1，污泥填埋成本為48~56 ￥/t，取52￥/t。
干化：乾燥能耗與脫水量成正比。燃氣加熱效率85%、鍋爐熱效率70%、過程熱損失5%時，水的蒸發能耗為150 (kW?h)/t，每小時去除1 t水的設備投資為180×104￥[4]。
焚燒：目前多採用流化床技術，每h焚燒1 t干化污泥的設備成本為528×104￥，污泥按干質量減量60%。焚燒的運行費用24￥/t，煙氣處理消耗NaOH量約為37 kg/t，折價約128￥/t [5]。
電價：北京市工業電價高峰期、平段區、低谷期分別為0.278、0.488、0.725￥/(kW?h)。按不同補貼方案，將電價設定為0.30、0.60￥/(kW?h)。
運費：北京市運輸價格在0.45~0.65￥/(t?km)之間，污泥為特殊固體廢物，需特殊箱式貨車運送，價格處於高端。另外，近年運輸價格有上漲趨勢。因此，運費取0.65 ￥/(t?km)。
此外，干化及焚燒均按設備成本添加30%物耗人工管理費及土建配套費。
（2）污泥含水率
污泥的有機質和水分含量較高，填埋存在一系列問題，當前主要關心的是土力學性能，當含水率高於68% 時需按m(土)∶m(污泥)＝0.4~0.6的比例混入土 [6-8]。含水率降低時污泥性狀存在突變，因此填埋脫水目標設定為80%、30%。
含水率是污泥焚燒處理中的一個關鍵因素。有機質含量高、含水率低利於維持自燃，降低污泥含水率對降低污泥焚燒設備及處理費用至關重要。一般將污泥含水率降至與揮發物含量之比小於3.5時，可形成自燃[9]。北京市污泥有機物含量在45% 以下，因此使污泥維持自燃焚燒的水分含量應小於61.2%。朱南文總結了幾種國外污泥熱乾燥技術，可以將污泥乾燥至10%含水率[10]。污泥焚燒綜合成本隨乾燥程度動態變化，干化程度越高，干化能耗升高，焚燒設備及運行費用隨之下降。簡化起見，本文以污泥保持熱量平衡燃燒為估算前提，不再進行高水分下加入重油的成本估算。因此污泥焚燒的干化目標定為：60%和10%。
表1 北京市填埋場概況[11]及離污水處理廠的最近距離
Table 1 Description of landfill sites and wastewater treatment plants
填埋場 填埋場位置 處理規模/(t?d-1) 預計關閉時間 最近的污水處理廠 最近直線距離/km 1)
北神樹 通縣次渠鄉 980 2006 高碑店 20
安定 大興區安定鄉 700 2006 小紅門 36
六里屯 海淀區永豐屯鄉 1500 2017 清河 15
高安屯 朝陽區樓梓庄鄉 1000 2018 高碑店 15
阿蘇衛 昌平區小湯山鄉 2000 2012 清河、北小河 40
焦家坡 門頭溝區永定鎮 600 2011 盧溝橋 15
1) 最近距離數據為作者實測
綜上所述，污泥的處理處置方式計有：堆肥，分別乾燥至含水80%、30% 時填埋，乾燥至含水
60%、10%時焚燒。
1.3 填埋成本
填埋成本＝能耗成本+運輸成本+填埋場成本+設備折價成本
能耗成本＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×150×α×Pele
運輸成本＝0.65×L /(1-ηe)
填埋場成本＝βPf /(1-ηe)
設備折價＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×180×α× 0.17×104/8000
其中，η0、ηe分別為處理處置始、末的含水率；Pele為電價，￥/(kW?h)；L為運輸距離，km；α為土建及人工配套費指數，1.3；β為體積系數，含水率≥68%時在1.4~1.6之間，取1.5，含水率＜68%時取1；Pf為填埋場填埋價格，40~60￥/t，取52￥/t。
污泥填埋運輸距離：北京市現有填埋場容量不足以滿足生活垃圾處置需求，即使規劃中的填埋場建成之後，富餘填埋能力也很有限，污泥填埋需另外覓地新建填埋場。隨著城市發展及填埋場地質條件要求，運輸距離也將越來越遠，參照表1，污泥
填埋的運輸距離將在40 km以上，因此在估算今後的填埋成本時，分別取50、100 km作為近期及遠期填埋場運輸距離。
1.4 堆肥成本及收益
城市污泥經過堆肥無害化處理之後進行土地利用，是國際上普遍採用的處理處置方式。強制通風靜態垛堆肥處理是泥堆肥主流技術，其處理成本與污泥初始含水率、處理規模、堆肥廠與污水處理廠之間距離以及設備原產地等因素相關。堆肥廠宜建在污水處理廠周圍，運輸成本計為0，堆肥成本主要由鼓風、烘乾、篩分能耗，調理劑及設備折價成本組成。目前，堆肥產品的市場銷售價格為350~500￥/t，扣除15％含水率後取500￥/t DS。
利用CTB堆肥自動控制系統[12,13]進行強制通風靜態垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥廠的應用結果表明，當污泥含水率不高於80%時，鼓風能耗在40~60 (kW?h)/t DS之間，取60 (kW?h)/t DS。CTB調理劑價格為300 ￥/t，損耗率一般為5% [14]。經過10~14 d堆肥，污泥干物質減量30%，含水45%。採用熱乾燥技術烘乾至含水15%，脫水負荷0.45 t/t DS；調理劑在烘乾前篩分後自然晾乾，需篩分能耗；篩分負荷共9.3 t/t DS，篩分能力1 t/h，功率3 kW。全程能耗95 (kW?h)/t DS，考慮到未知能耗，取100 (kW?h)/t DS。
設備折價：處理干污泥能力為 0.3×104 t/a的污泥堆肥廠設備投資約700萬￥，設備折價182 ￥/t DS（含佔地成本），取200￥/t DS。
1.5 焚燒成本
考慮到焚燒廢氣排放等問題，外運30 km以上焚燒為佳，取30 km；焚燒按干物質減量60%，燒余物需運至填埋場填埋，運輸距離取50 km。參考表3可知，乾燥至10%焚燒成本較乾燥至60%低。乾燥程度越高，焚燒廠佔地面積也越小，因此焚燒前以干化至10%為宜。
1.6 干化農用成本
未經穩定化處理污泥存在施用安全危險，考慮到干化的穩定效果較差，安全性有限，不再估算。
2 討論與分析
2.1 處理成本和經濟效益
表2 處理處置1 t城市污泥(干質量)所需的成本及其效益
Table 2 Comparison of the estimated cost and benefit of sewage sludge treated and/or disposed by different ways
填 埋
干化 運輸 填埋 綜合成本/￥
目標 能耗/￥ 設備折價/￥ 距離/km 運費/￥ 填土比例 費用/￥
80% 0 0 50 163 50% 390 5531)，5532)
30% 2091)，4182) 178 50 46 0 74 5071)，7162)
80% 0 0 100 325 50% 390 7151)，7152)
30% 2091)，4182) 178 100 93 0 74 5541)，7632)
焚燒
干化 焚 燒 燒余物 綜合成本/￥
目標 能耗/￥ 設備折價/￥ 運行/￥ 設備折價/￥ NaOH/￥ 運費/￥ 填埋/￥
60% 1461)，2932) 124 60 365 128 13 20 8561)，10022)
10% 2281)，4552) 193 27 162 128 13 20 7711)，9982)
堆 肥
能耗/￥ 設備折價/￥ 調理劑損耗/￥ 總成本/￥ 銷售/￥ 總效益/￥
391)，782) 200 75 3141)，3532) 410 961)，572)
1) 電價取0.30 ￥/(kW?h)；2) 電價取0.60 ￥/(kW?h)
各種處理方式處理成本估算過程及結果如表2所示。由表2可知，污泥處理處置以堆肥方式成本
最低，約300~350￥/t DS；填埋方式約500~760￥/t DS。焚燒方式成本最高，約800~1000￥/t DS。堆肥成本低於填埋方式，顯著低於焚燒方式，隨運輸距離增加填埋成本顯著高於堆肥成本。此外，污泥焚燒處理一次性投資大，運行維護費用最高。
各種處理方式中，污泥填埋沒有資源回收，效益為零；考慮到污泥熱值水平，回收焚燒熱能可能性較低，對凈效益影響不大；污泥干化可以起到脫水的效果，但穩定化的效果有限，加之干化過程中容易產生爆炸和肥效緩慢等問題，不宜提倡；在產品銷售良好情況下，按電價不同，堆肥處理可以盈利50~100￥/t DS。
2.2 各種處理處置技術的優缺點
現有的大部分填埋場設計建造標准低、缺乏污染控制措施，存在穩定性差等問題，導致散發氣體和臭味，污染地下水，不能保證填埋垃圾的安全，只是延緩污染但沒有最終消除污染。一些國家為了把上述問題降低到最小程度，制定了待處理污泥物理特性的最低標准，使污泥填埋的處理成本大大增加。例如德國要求填埋污泥干基含量不低於35%。為避免污泥中有機物分解造成的地下水污染，1992年德國發布了《城市廢棄物控制和處置技術綱要》，要求從2005年起，任何被填埋處理的物質其有機物含量不超過5% [15]，這意味著污泥即便是經過乾燥也不滿足填埋的要求。污泥填埋面臨填埋場地、公眾及法規等多重壓力，填埋成本將逐步升高，近年來國外污泥填埋處理方式比例越來越小[6]。
是否推廣堆肥處理城市污泥，首先應切實評估施用污泥堆肥的潛在環境風險。杜兵等[16]研究表明，同國外相比北京市某典型污水處理廠酚類、酞酸酯類、多環芳烴類均處於污染程度較低的水平。堆肥處理的持續高溫可以確保殺滅病菌，保證污泥的農用安全。陳同斌等[17]對中國城市污泥的重金屬含量及其變化趨勢的研究結果表明，我國城市污泥中平均含量普遍較低，金屬含量基本未超過農用標准[18]，且呈現逐漸下降的趨勢。近年相關研究也證明：科學合理地進行城市污泥農用不會造成土壤和農產品的重金屬污染問題[19]。我國城市污泥的土地利用重金屬環境風險並不像人們想像的那樣嚴重。
焚燒減量最為顯著，含水80%的污泥焚燒後減容率超過90%。然而，污泥含有多種有機物，焚燒時會產生大量有害物質，如二惡英、二氧化硫、鹽酸等，受國內焚燒技術的限制，二惡英污染問題尚未很好解決，重金屬煙霧與燃燒灰燼也可能造成二次污染。此外，焚燒浪費了污泥中的營養物質。對比三種處理處置方式，污泥焚燒佔地面積最小，但綜合成本最高，設備維護要求高，環保風險較大，這些不利之處都限制了污泥焚燒技術的廣泛應用。
綜上所述，堆肥處理實現污泥的資源化利用，科學合理施用下可以保證衛生安全及重金屬安全，同時較為經濟可行，是污泥處理處置技術的主要發展方向。但是，從市場銷售的角度來看，污泥堆肥產品的銷售渠道有待改善。各種處理方式優缺點概括於表3（下頁）。
2.3 電價影響及政府補貼
電價影響到污泥處理處置成本。電價從0.60￥/(kW?h)降低到0.30 ￥/(kW?h)，各種處理方式的綜合成本分別降低40~230 ￥/t DS。如電價取至用電低谷期電價或者更低，成本可以進一步降低。
表3 各種處理處置技術優缺點對比
Table 3 Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge
處理處置方式 收支平衡/(￥?t-1) 1) 技術難度 場地要求 能否資源化 無害化程度
填埋 -507~ -763 簡單 大 不能 延緩污染, 沒有最終消除污染風險
堆肥 57~96 較簡單 較小 能 重金屬低於農用標准時可以達到無害化要求
焚燒 -771~ -1000 技術設備要求高 小 不能 尾氣可能帶來二次污染
1) 運輸距離100 km、電價0.60 ￥/(kw?h)時, 以80%含水率填埋成本略低於30%含水率填埋, 但其佔地為後者5.25倍, 綜合考慮採取30%填埋
污泥含水80%及60%下填埋佔地分別為30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通過補貼如降低電價等調控手段，將污水處理投入合理分配到其中的污泥處理單元，可以降低污泥處理單元的焚燒成本、填埋佔地，降低堆肥成本。政府補貼可以發揮經濟杠桿作用，調控污泥處理行業投入產出狀況，有利於污泥處理處置行業的健康發展。總之，污泥處理處置應該有適宜的政府補貼。
3 結論
（1）污泥堆肥成本隨電價變化約300~350 ￥/t DS，堆肥銷售可以補償部分處理成本，使污泥堆肥達到微利水平。合理施用堆肥可以提供養分和有機質，是污泥處理處置技術的重要方向。
（2）污泥填埋操作簡單，但其成本約500~760 ￥/t DS，高於堆肥處理。考慮到土地資源日益稀缺及二次污染問題，且從發達國家的經驗來看污泥填埋將逐步受到限制，因此其應用比例應逐漸減少。
（3）污泥焚燒減量效果最明顯，但其初始投資及運行費用最高，綜合成本約771~1000 ￥/t DS。其設備維護復雜，如果對尾氣處理不當會造成二次污染。
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❻ 關於污水處理廠污泥處置的申請報告模板
城市污泥同處理處置式本效益析
——北京市例
張義安高 定陳同斌*鄭砥李艷霞
科院理科與資源研究所環境修復北京 100101
摘要：北京市例估算同電價及運輸距離填埋、焚燒及堆肥等式城市污泥處理處置本基礎討論各種處理處置案前景展望北京市污泥處理處置路污泥填埋定期內主要處理處置式所佔比例逐漸降；堆肥經濟較行處理處置式適合力推廣；隨著經濟實力與技術水平提高焚燒適用於別特殊點同析政府補貼污泥處理處置效益影響
關鍵詞：城市污泥；處理處置本；填埋；焚燒；堆肥
圖類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-2175（2006）02-0234-05
城市污泥污水處理副產物含水率97%計算體積占處理污水0.3%~0.5%[1]深度處理產泥量增加50%~100%目前我每排放干污泥約1.3×106 t並約10%速率增加
北京市全區域規劃污水排放量330×104 m3/d其2003市區污水排放量約230×104 m3/d[2]規劃建設14座污水處理廠2015污水處理能力預計超320×104 m3/d處理率超90%2008北京市新增9座水處理廠深度處理能力由目前1×104 m3/d提高47.6×104 m3/d屆每產含水率 80% 城市污泥超80×104 m3北京市污水處理廠——高碑店污水處理廠污泥外運運輸費用佔全廠運行費用1/3[3]
城市污泥量產已引起益嚴峻二污染並城市污水處理行業瓶頸污泥處理處置率低其非重要原投資運行本面限制目前止未見關於同污泥處理處置案經濟析導致同單位設計員案選擇存較盲目性本文北京例幾種典型城市污泥處理處置式進行經濟析便城市污泥處理處置技術選擇提供參考依據
1 城市污泥處理處置本估算
1.1 估算
1 t干污泥（DS）計算基準綜合本＝運行本+設備折價本運行本目前較熟處理處置式進行估算
北京市污泥機械脫水效通80%左右各案本估算涉及或包括焚燒、運輸、填埋等3流程；設備折價本取15 a使用限折舊7%社利率10%即折價17%設備工作數8000 h計設備折價＝設備價格×指數×0.17/8000
1.2 估算細則
（1）單位本
填埋：垃圾衛填埋本約60~70 ￥/t污泥填埋按照壓實垃圾∶土∶污泥容重比0.8∶1∶1污泥填埋本48~56 ￥/t取52￥/t
干化：乾燥能耗與脫水量比燃氣加熱效率85%、鍋爐熱效率70%、程熱損失5%水蒸發能耗150 (kW?h)/t每除1 t水設備投資180×104￥[4]
焚燒：目前採用流化床技術每h焚燒1 t干化污泥設備本528×104￥污泥按干質量減量60%焚燒運行費用24￥/t煙氣處理消耗NaOH量約37 kg/t折價約128￥/t [5]
電價：北京市工業電價高峰期、平段區、低谷期別0.278、0.488、0.725￥/(kW?h)按同補貼案電價設定0.30、0.60￥/(kW?h)
運費：北京市運輸價格0.45~0.65￥/(t?km)間污泥特殊固體廢物需特殊箱式貨車運送價格處於高端另外近運輸價格漲趨勢運費取0.65 ￥/(t?km)
外干化及焚燒均按設備本添加30%物耗工管理費及土建配套費
（2）污泥含水率
污泥機質水含量較高填埋存系列問題前主要關土力性能含水率高於68% 需按m(土)∶m(污泥)＝0.4~0.6比例混入土 [6-8]含水率降低污泥性狀存突變填埋脫水目標設定80%、30%
含水率污泥焚燒處理關鍵素機質含量高、含水率低利於維持自燃降低污泥含水率降低污泥焚燒設備及處理費用至關重要般污泥含水率降至與揮發物含量比於3.5形自燃[9]北京市污泥機物含量45% 使污泥維持自燃焚燒水含量應於61.2%朱南文總結幾種外污泥熱乾燥技術污泥乾燥至10%含水率[10]污泥焚燒綜合本隨乾燥程度態變化干化程度越高幹化能耗升高焚燒設備及運行費用隨降簡化起見本文污泥保持熱量平衡燃燒估算前提再進行高水加入重油本估算污泥焚燒干化目標定：60%10%
表1 北京市填埋場概況[11]及離污水處理廠近距離
Table 1 Description of landfill sites and wastewater treatment plants
填埋場 填埋場位置 處理規模/(t?d-1) 預計關閉間 近污水處理廠 近直線距離/km 1)
北神樹 通縣渠鄉 980 2006 高碑店 20
安定 興區安定鄉 700 2006 紅門 36
六屯 海淀區永豐屯鄉 1500 2017 清河 15
高安屯 朝陽區樓梓庄鄉 1000 2018 高碑店 15
阿蘇衛 昌平區湯山鄉 2000 2012 清河、北河 40
焦家坡 門溝區永定鎮 600 2011 盧溝橋 15
1) 近距離數據作者實測
綜所述污泥處理處置式計：堆肥別乾燥至含水80%、30% 填埋乾燥至含水
60%、10%焚燒
1.3 填埋本
填埋本＝能耗本+運輸本+填埋場本+設備折價本
能耗本＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×150×α×Pele
運輸本＝0.65×L /(1-ηe)
填埋場本＝βPf /(1-ηe)
設備折價＝[1/(1－η0)－1/(1－ηe)]×180×α× 0.17×104/8000
其η0、ηe別處理處置始、末含水率；Pele電價￥/(kW?h)；L運輸距離km；α土建及工配套費指數1.3；β體積系數含水率≥68%1.4~1.6間取1.5含水率＜68%取1；Pf填埋場填埋價格40~60￥/t取52￥/t
污泥填埋運輸距離：北京市現填埋場容量足滿足垃圾處置需求即使規劃填埋場建富餘填埋能力限污泥填埋需另外覓新建填埋場隨著城市發展及填埋場質條件要求運輸距離越越遠參照表1污泥
填埋運輸距離40 km估算今填埋本別取50、100 km作近期及遠期填埋場運輸距離
1.4 堆肥本及收益
城市污泥經堆肥害化處理進行土利用際普遍採用處理處置式強制通風靜態垛堆肥處理泥堆肥主流技術其處理本與污泥初始含水率、處理規模、堆肥廠與污水處理廠間距離及設備原產等素相關堆肥廠宜建污水處理廠周圍運輸本計0堆肥本主要由鼓風、烘乾、篩能耗調理劑及設備折價本組目前堆肥產品市場銷售價格350~500￥/t扣除15％含水率取500￥/t DS
利用CTB堆肥自控制系統[12,13]進行強制通風靜態垛堆肥河南省漯河市城市污泥堆肥廠應用結表明污泥含水率高於80%鼓風能耗40~60 (kW?h)/t DS間取60 (kW?h)/t DSCTB調理劑價格300 ￥/t損耗率般5% [14]經10~14 d堆肥污泥干物質減量30%含水45%採用熱乾燥技術烘乾至含水15%脫水負荷0.45 t/t DS；調理劑烘乾前篩自晾乾需篩能耗；篩負荷共9.3 t/t DS篩能力1 t/h功率3 kW全程能耗95 (kW?h)/t DS考慮未知能耗取100 (kW?h)/t DS
設備折價：處理干污泥能力 0.3×104 t/a污泥堆肥廠設備投資約700萬￥設備折價182 ￥/t DS（含占本）取200￥/t DS
1.5 焚燒本
考慮焚燒廢氣排放等問題外運30 km焚燒佳取30 km；焚燒按干物質減量60%燒余物需運至填埋場填埋運輸距離取50 km參考表3知乾燥至10%焚燒本較乾燥至60%低乾燥程度越高焚燒廠占面積越焚燒前干化至10%宜
1.6 干化農用本
未經穩定化處理污泥存施用安全危險考慮干化穩定效較差安全性限再估算
2 討論與析
2.1 處理本經濟效益
表2 處理處置1 t城市污泥(干質量)所需本及其效益
Table 2 Comparison of the estimated cost and benefit of sewage sludge treated and/or disposed by different ways
填 埋
干化 運輸 填埋 綜合本/￥
目標 能耗/￥ 設備折價/￥ 距離/km 運費/￥ 填土比例 費用/￥
80% 0 0 50 163 50% 390 5531)5532)
30% 2091)4182) 178 50 46 0 74 5071)7162)
80% 0 0 100 325 50% 390 7151)7152)
30% 2091)4182) 178 100 93 0 74 5541)7632)
焚燒
干化 焚 燒 燒余物 綜合本/￥
目標 能耗/￥ 設備折價/￥ 運行/￥ 設備折價/￥ NaOH/￥ 運費/￥ 填埋/￥
60% 1461)2932) 124 60 365 128 13 20 8561)10022)
10% 2281)4552) 193 27 162 128 13 20 7711)9982)
堆 肥
能耗/￥ 設備折價/￥ 調理劑損耗/￥ 總本/￥ 銷售/￥ 總效益/￥
391)782) 200 75 3141)3532) 410 961)572)
1) 電價取0.30 ￥/(kW?h)；2) 電價取0.60 ￥/(kW?h)
各種處理式處理本估算程及結表2所示由表2知污泥處理處置堆肥式本
低約300~350￥/t DS；填埋式約500~760￥/t DS焚燒式本高約800~1000￥/t DS堆肥本低於填埋式顯著低於焚燒式隨運輸距離增加填埋本顯著高於堆肥本外污泥焚燒處理性投資運行維護費用高
各種處理式污泥填埋沒資源收效益零；考慮污泥熱值水平收焚燒熱能能性較低凈效益影響；污泥干化起脫水效穩定化效限加干化程容易產爆炸肥效緩慢等問題宜提倡；產品銷售良情況按電價同堆肥處理盈利50~100￥/t DS
2.2 各種處理處置技術優缺點
現部填埋場設計建造標准低、缺乏污染控制措施存穩定性差等問題導致散發氣體臭味污染水能保證填埋垃圾安全延緩污染沒終消除污染些家述問題降低程度制定待處理污泥物理特性低標准使污泥填埋處理本增加例德要求填埋污泥干基含量低於35%避免污泥機物解造水污染1992德發布《城市廢棄物控制處置技術綱要》要求2005起任何填埋處理物質其機物含量超5% [15]意味著污泥即便經乾燥滿足填埋要求污泥填埋面臨填埋場、公眾及規等重壓力填埋本逐步升高近外污泥填埋處理式比例越越[6]
否推廣堆肥處理城市污泥首先應切實評估施用污泥堆肥潛環境風險杜兵等[16]研究表明同外相比北京市某典型污水處理廠酚類、酞酸酯類、環芳烴類均處於污染程度較低水平堆肥處理持續高溫確保殺滅病菌保證污泥農用安全陳同斌等[17]城市污泥重金屬含量及其變化趨勢研究結表明我城市污泥平均含量普遍較低金屬含量基本未超農用標准[18]且呈現逐漸降趨勢近相關研究證明：科合理進行城市污泥農用造土壤農產品重金屬污染問題[19]我城市污泥土利用重金屬環境風險並像想像嚴重
焚燒減量顯著含水80%污泥焚燒減容率超90%污泥含種機物焚燒產量害物質二惡英、二氧化硫、鹽酸等受內焚燒技術限制二惡英污染問題尚未解決重金屬煙霧與燃燒灰燼能造二污染外焚燒浪費污泥營養物質比三種處理處置式污泥焚燒占面積綜合本高設備維護要求高環保風險較些利處都限制污泥焚燒技術廣泛應用
綜所述堆肥處理實現污泥資源化利用科合理施用保證衛安全及重金屬安全同較經濟行污泥處理處置技術主要發展向市場銷售角度看污泥堆肥產品銷售渠道待改善各種處理式優缺點概括於表3（頁）
2.3 電價影響及政府補貼
電價影響污泥處理處置本電價0.60￥/(kW?h)降低0.30 ￥/(kW?h)各種處理式綜合本別降低40~230 ￥/t DS電價取至用電低谷期電價或者更低本進步降低
表3 各種處理處置技術優缺點比
Table 3 Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge
處理處置式 收支平衡/(￥?t-1) 1) 技術難度 場要求 能否資源化 害化程度
填埋 -507~ -763 簡單 能 延緩污染, 沒終消除污染風險
堆肥 57~96 較簡單 較 能 重金屬低於農用標准達害化要求
焚燒 -771~ -1000 技術設備要求高 能 尾氣能帶二污染
1) 運輸距離100 km、電價0.60 ￥/(kw?h), 80%含水率填埋本略低於30%含水率填埋, 其占者5.25倍, 綜合考慮採取30%填埋
污泥含水80%及60%填埋占別30%填埋5.25倍、1.75倍政府通補貼降低電價等調控手段污水處理投入合理配其污泥處理單元降低污泥處理單元焚燒本、填埋占降低堆肥本政府補貼發揮經濟杠桿作用調控污泥處理行業投入產狀況利於污泥處理處置行業健康發展總污泥處理處置應該適宜政府補貼
3 結論
（1）污泥堆肥本隨電價變化約300~350 ￥/t DS堆肥銷售補償部處理本使污泥堆肥達微利水平合理施用堆肥提供養機質污泥處理處置技術重要向
（2）污泥填埋操作簡單其本約500~760 ￥/t DS高於堆肥處理考慮土資源益稀缺及二污染問題且發達家經驗看污泥填埋逐步受限制其應用比例應逐漸減少
（3）污泥焚燒減量效明顯其初始投資及運行費用高綜合本約771~1000 ￥/t DS其設備維護復雜尾氣處理造二污染
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❼ 方華的主要成果
已在相關學術領域公開發表論文二十餘篇；獲「上海同濟高廷耀環保科技發展基金會」第二屆「青年博士傑出人才獎學金」；現主持省教育廳課題1項、省環境工程重點實驗室開放課題1項、校科研基金課題1項、校教改課題1項。
❽ 鄭正的榮譽獎勵
[1] 江蘇省首屆中青年科技獎（1990）
[2] 江蘇省有突出貢獻中青年專家（1996）
[3] 江蘇省「333人才工程」國家級學科帶頭人培養對象（1997）
[4] 國務院政府特殊津貼（2002）
[5] 農業部科技進步三等獎（1988）
[6] 江蘇省科技進步三等獎（1992）
[7] 農業部科技進步三等獎（1993）
[8] 江蘇省科技進步二等獎（1995）
[9] 國家科技進步二等獎（1996）
[10] 江蘇省科技進步二等獎（2006）
博士生校外獲獎
課題組郭照冰、張繼彪、馮景偉曾分別獲得第一屆（2004年）、第四屆（2007年）、第五屆（2008年）上海同濟高廷耀環保科技發展基金會「青年博士生傑出人才獎學金」。