如何让生活污水厂污泥变废为宝，创造最大的经济效益

一、城镇污水厂污泥处置现况

根据数据显示，我国城镇污水处理厂规模位居世界第一。截至2022年，建成并投入运营的已逾4600座，日处理量超过2亿立方米，约占全球规模1/5。污水处理厂也随伴产生大量污泥，2021年全国污泥产量已突破7000万吨(含水率约80%)，且逐年增加趋势，预计2025年全国污泥产量将突破 9000万吨。目前主要有四类处理方式：填埋、能源干化焚烧、厌氧发酵及好氧发酵(如下表一分析)。能源干化焚烧是现阶段的主流方案，但其最大的劣势是投资成本及能耗过高，一方面，对于财政较不宽裕的城市造成不菲的压力；另一方面，由于是高耗能高碳排放方式，与国际间提出的双碳（碳达峰，碳中和）环保目标相悖。在于财政、环保与国际形象三重压力下，我国产业界必须寻求(或开发)真正能够减排节能且创造实质经济效益的方案。也因此在十四五期间，中央下发《污泥无害化处里和资源化利用实施方案》、《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》等通知，重视污泥问题，污泥处置正处于政策红利期。

 

 

表一、城镇污水处理厂污泥处置方案分析

	优点	缺点	备注
填埋	简单、易行、成本低	需大面积，且有渗漏液及可燃性气体产生，造成污染环境及气爆的危险性	现今社会用地日趋紧张及环保意识高涨，填埋的方式已逐渐被禁止
干化焚烧	迅速達到大量減量及無害化；建材利用	高温、高能耗，设备及运行成本高；热值低难产生经济效益	目前主流方案，但成本过大，造成国家财政负担
厌氧发酵	将污染物放置密闭不透气空间，暂时解决臭味问题；沼气利用	发酵时间长，即便发酵完全依然液体状态，不利后续利用；热值低难产生经济效益	占地广、处理时间长、无法产生经济效益、遗留后续处置难题，无法推广实施
好氧发酵	易行、成本低；做为农用、绿化种植土、矿山生态修复、非农用盐碱地及砂化地改良等	国内业界认为其缺点：发酵时间长、占地广、长期臭味污染	造成缺点的主因是发酵技术水平不足；若能克服技术问题，是唯一可实现资源化利用产生经济效益之方案

 

二、我国(有机肥)好氧发酵技术与市场分析

表二、固体有机肥原料分类

分类	原料
禽畜粪	各类禽畜，如猪、鸡、牛、鸭、羊及鹅等粪便
动物性	包括，屠宰场下脚料、屠宰场废弃物（羽毛、皮毛、废弃内脏等）、动物食品加工厂污泥、肉类及水产市场废弃物等
植物性	农业废弃物（稻秆、杂草、树叶、树皮、木屑、蔗渣、食用菌废料及花生壳等）、植物食品加工厂副产物（豆饼渣、食品污泥及中药渣等）、果菜市场废弃物（果皮、蔬菜叶、腐烂水果及蔬菜等）
都市有机垃圾及污水厂污泥	主要是厨余，包括，家庭、餐厅、学校、监狱、医院及军队等所产生之厨余；及污水厂污泥

固体有机污染源主要包含上表四类。其中畜禽粪约38亿吨/年，粮食作物秸秆约9.4亿吨/年(玉米、稻谷、小麦)，餐厨垃圾约1.27亿吨/年 ，城市生活污水厂污泥约0.7亿吨/年 ，总量近50亿吨/年。

这些有机污染源主要无害化及资源化的途径是靠发酵技术转换成用于农业的有机肥料。由于每年庞大的有机污染源造成生态环保困扰，我国这几年来大力支持有机肥产业，几年内由三千余家增至8.6万家(2021年资料)。但目前全国总产量仅约5500万吨/年 ，若以四吨固体有机污染物制成一吨成品计算，则经由有机肥厂共计处理约2.2亿吨/年，占比仅为总量的4.4%，显露我国有机肥厂严重不足的现况。有机肥厂市场需求庞大且明确，多年来国家政策倾斜与大力支持，为何产业发展却远不及市场需求？究其原因在于我国有机肥技术水平落后，无法跟上产业的要求，如下表分析。

表三、有机肥技术比较

		传统技术	发酵罐	高效有机肥技术 （我方）
				系统一	系统二
发酵时间		2~4个月	7~15天	21~30天	8小时
成本	厂房	大	1/3	1/2	1/5~1/10
	运行	低	高	低	中
	设备	低	3 倍上	1.5~2 倍	2~2.5 倍
环境		脏乱臭	尚可	发酵香气	小而精、发酵香气
品质		劣品充斥市场	优	优	优
国标(NY/T  525-2021)		难达腐熟度指标	达标	达标	达标

传统技术肥厂，占地面积大、经济效益低、脏乱臭，劣质品充斥却占国内市场份额约95%，而导致其产业发展窒碍难行，无法解决当前严重的农牧、城市污泥有机污染物之环保问题。我方发酵技术系统二，制程仅需8小时，且不但能及时除臭还会发散发酵香气，是唯一能符合城镇污水厂污泥原位处置，变废为宝，制成农用或园林绿化种植土，并达到具备经济效益的资源再生利用要求之方案。

 

◎污泥发酵前后对比。(1)左边为发酵成品，质地蓬松，黑褐色；右边为发酵前，为淡褐色。 (2)加入水后的变化，左边为发酵成品，水溶液含发酵后产生的可溶性有机质(腐殖质)，呈现褐色，并因有丰富菌相，水面产生微小气泡；右边为发酵前污泥，水溶液清澈。

三、污泥发酵成品处置问题

（一）法规面

城镇生活污水厂污泥主要是从人群、居家的马桶及厨房等排出的污水，在污水池处理（机械分离、微生物、过滤、沉淀、药剂…）后，再经絮凝、浓缩、压滤及干化等过程所得的固形物（一般含水率80 %以下）。其含高量有机质(30~60%)及植物营养成分(氮磷钾含量3.0~8.0%)，因此是理想的有机肥原料，过去也有一大部分是送至有机肥厂再经发酵工艺制成“商品有机肥”。但自2021年农业农村部发布NY/T 525-2021（有机肥料行业标准），明文禁止城镇污泥做为商品有机肥原料，其中最重要的原因是担忧城镇污泥含有较高量有毒有害物质。但GB 4284-2018（农用污泥污染物控制标准），允许污泥用于农用及GB/T 23486—2009（城镇污水厂污泥处置园林绿化用泥质），污水处理厂污泥用于园林绿化的泥质标准。依据以上相关标准，我国目前在法规上对城镇污泥的土地或农业利用可归纳三个重点：（1）NY/T 525-2021，城镇污泥禁止做为“商品有机肥原料”制成“商品有机肥”销售(如合法合规工厂做出可在超市贩卖含合规包装袋的面条)；（2）GB 4284-2018，允许污泥用于农用(如小作坊自产无正规包装袋的面条)；(3) GB/T 23486—2009，污水处理厂污泥可用于不会进入人类食物链的园林绿化用途。但若深究，可发现这些标准中尚存在强制性或推荐性差异。NY/T 525-2021为农业农村部订定的推荐性(含T字母)行业标准，其强制性标准为NY 525-2012。强制性及推荐性标准差异主要如下：

	说明
强制性	具备法律、行政法规效力必须强制执行；违反者将依法追就当事人法律责任。
推荐性	所规定的技术内容和要求，是鼓励当事人自愿采用的指导性标准，无强制执行的法律效力。它的执行主要依赖经济手段或市场需求调节；若推荐性标准在各方达成共识将其纳入经济合同中，才能赋予其法律约束力。

有机肥料强制性标准NY 525-2012，并无禁止使用城镇污水厂污泥为其原料，故只要使用方同意或在包装袋载明，便能合法合规使用。附加说明，NY/T 525-2021亦增加对腐熟度的技术要求，但若执行这项标准，则市售有机肥产品将超过80%(甚或90%)以上无法达标，故其仅能为推荐性标准。

表四、各标准之重金属限值比较

重金属	NY/T 525-2021 （有机肥料）	GB 4284-2018 (农用污泥污染物控制标准)		GB/T 23486-2009 （城镇污水厂污泥处置园林绿化用泥质）
		A级	B级	土壤 pH＜6.5	土壤 pH≥6.5
镉	≤3	＜3	＜15	＜5	＜20
汞	≤2	＜3	＜15	＜5	＜15
铅	≤50	＜300	＜1000	＜300	＜1000
铬	≤150	＜500	＜1000	＜600	＜1000
砷	≤15	＜30	＜75	＜75	＜75
镍	---	＜100	＜200	＜100	＜200
铜	---	＜500	＜1500	＜800	＜1500
锌	---	＜1200	＜3000	＜2000	＜4000
发布 机构	农业农村部	国家质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会		国家质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会

注：单位：mg/kg(以干基计)。NY/T 525-2021仅对镉、汞、铅、铬及砷五种重金属设定限值。GB 4284-2018  A级允许使用范围，耕地、园地及牧草地；B级允许使用范围，园地、牧草地、不种植食用农作物的耕地。

◎污水厂污泥经发酵制成品的检测报告。(1)重金属(共8种)含量皆达国标（包含有机肥NY/T 525-2021、农用污泥GB 4284-2018、园林绿化用GB/T 2346-2009）；(2)腐熟度（种子发芽指数）达国标（包含有机肥NY/T 525-2021、园林绿化用GB/T 2346-2009）。

◎红色虚线内为施用有机肥(约一个月)，与未施用对比，有明显生长状态优势。

（二）市场面

制程8小时(当天产生的污泥当天处理)，且能及时除臭的技术水平，可将污泥发酵厂直接建设在城镇污水厂内进行污泥原位处置，这样便能减少运输成本与碳足迹，达到更高的经济与环保效益；再者亦可以扩大其功能与价值，同时处理市政绿化养护产生的枯枝叶等有机植物废弃物，搭配污泥进行发酵，变废为宝，制成农用或园林绿化种植土。如此操作，便能将原本消耗财政预算的环保费用，转换成具备经济效益的商品；而业者只要能获取合理利润，可让利于使用者，以达到生态环境、业者、政府及使用者多赢的局面！