水环境生态修复产业发展行动建议

水环境生态修复产业发展行动建议

现有污水处理能力不能满足需求的城市和县城，要加快补齐处理能力缺口。新城区配合城市开发同步推进污水收集处理设施建设。大中型城市污水处理设施建设规模可适度超前。京津冀、长三角、粤港澳大湾区、南水北调工程沿线、长江经济带城市和县城，黄河干流沿线城市实现生活污水集中处理能力全覆盖。统筹规划、有序建设，稳步推进建制镇污水处理设施建设，适当预留发展空间，宜集中则集中，宜分散则分散。加快推进长江经济带重点镇污水收集处理能力建设。长江流域及以南地区，分类施策降低合流制管网溢流污染，因地制宜推进合流制溢流污水快速净化设施建设。十四五期间，新增污水处理能力2000万立方米/日。关于污泥无害化处置。新建污水处理厂必须有明确的污泥处置途径。鼓励采用热水解、厌氧消化、好氧发酵、干化等方式进行无害化处理。鼓励采用污泥和餐厨、厨余废弃物共建处理设施方式，提升城市有机废弃物综合处置水平。开展协同处置污泥设施建设时，应充分考虑当地现有污泥处置设施运行情况及工艺使用情况。环保行业的概况（一）污泥处理行业概况由于我国过去长期存在重水轻泥问题，导致污水处理设施建设较快而污泥处理处置设施相对滞后。近年来，围绕减量化、稳定化、无害化、资源化的基本原则，我国污泥处理处置技术已取得了一定的进展，我国在污泥处理处置方面的政策和标准也在逐步完善，污泥处理行业逐步发展。但是环保督察发现，我国多地仍存在污泥处理能力不足、违规处置等问题，污泥仍是困扰我国众多城市的环保难题。1、污泥处理行业的产业链体系行业为环境治理业中的污泥处理行业，上游主要包括污泥处理所需的设备制造、工程材料、原料供应、能源供应、运输服务等。下游客户根据污泥的来源主要包括生活污水处理单位、工业污水处理企业、市政运维部门、城市管理部门等。随着环保要求的逐渐严格，各地对污泥处理处置的要求逐步提高，行业发展前景向好。上游行业设备制造、工程材料、化工原料、能源以及运输服务等的价格会直接影响污泥处理的成本，从而影响行业整体的利润。污泥处理行业的下游主要为各地的生活污水处理单位、工业污水处理单位、市政运维部门和城市管理部门等有污泥处理需求的单位或部门。污泥处理行业处理的污泥主要由下游污水处理单位产生，下游行业的污水处理规模、污水处理工艺以及出水标准的变化将会直接影响污泥产生量以及污泥的性质，从而将对污泥处理行业产生较为明显的影响。同时，由于污泥处理处置是污水处理的必需环节，污水处理行业的长期稳定发展亦离不开污泥处理行业。2、污泥处理主要技术概述当前，污泥处理技术仍处于发展阶段，我国逐渐形成了以热干化、机械脱水、厌氧消化和好氧发酵等为主的污泥处理技术路线。热干化技术是指通过污泥与热媒之间的传热作用，脱除污泥中水分的工艺过程，主要包括间接干化和直接干化。国内较常用的是间接加热的方式，这一技术能够将污泥含水率降至较低水平、减量化效果明显。热干化处理产生的干泥通常用于焚烧处置。机械脱水是以过滤介质（多孔性材质）两面的压力差作为推动力，使污泥中的水分（称滤液）强制通过过滤介质，固体颗粒（称泥饼）被截留在介质上，从而达到脱水目的。其原理是以过滤介质两面的压力差或固体密度差作为推动力，使污泥中的固体颗粒与水分离，从而达到脱水的目的。为进一步降低污泥含水率，行业内企业在机械脱水的基础上衍生出二大类污泥减量化技术的发展方向：1）提升机械设备性能；2）改变污泥脱水性能。据此，可将机械脱水技术细分为常规机械脱水和深度脱水。国内污水处理厂常用的机械脱水设备有离心机、带式压滤机和板框压滤机等。一般情况下，污泥经常规机械脱水后的含水率只能达到80%左右，通过提高压滤机压力等方式通常也难以将污泥含水率降至60%以下，距离满足后续处置利用所需含水率尚有较大差距。深度脱水技术主要以生物技术、化学药剂调理、热水解等方式改变污泥性质，以改善污泥脱水性能，然后通过常规机械方式脱水。行业内常见的深度脱水技术系通过添加无机物与絮凝剂（如铁盐+石灰调理）的方式，结合高压压滤机等机械设备，将其称为传统深度脱水，其中部分企业可将污泥含水率降至60%左右。厌氧消化技术是指利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机物质，有效实现污泥稳定化的一种污泥处理工艺。在消化过程中会产生沼气，可以回收生物质能源，实现资源化，还可通过降解有机物，使污泥稳定化，避免腐臭以及在运输和最终处置过程中对环境造成不利影响。好氧发酵技术通常是指高温好氧发酵，是通过好氧微生物的生物代谢作用，使污泥中有机物转化成稳定的腐殖质的过程。代谢过程中产生热量，可使堆料层温度升高至55℃以上，可有效杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种籽，并使水分蒸发，实现污泥减量化、无害化和稳定化。随着环保要求的不断提高，传统、单一的污泥处理技术逐渐难以满足当前的污泥处理处置需求。因此，针对不同污泥项目，行业内部分企业选择采用单一技术路线并对其进行优化，另一部分企业选择将多种技术进行整合以达到更佳的处理效果与更高的处理效率，如目前行业内为平衡经济性与减量化效果而采用的机械脱水+热干化两段式污泥处理技术，即在机械脱水后再进行二次干化。组合型污泥处理技术与单一型污泥处理技术相比，虽然有利于发挥多种技术的优势，但通常也存在处理环节较多、设备复杂程度相对较高、处理过程能量损耗较大等不足。因此，对于具体污泥处理项目，仍需结合污泥处理目标、项目规模、区域特点等因素因地制宜的确定污泥处理技术方案。（二）水环境生态修复行业概况1、我国水环境生态修复基本情况根据生态环境部发布的《2021中国生态环境状况公报》，2021年全国地表水监测的3，632个水质断面中，Ⅳ类、Ⅴ类以及劣Ⅴ类占比为15．2%，部分区域仍存在黑臭水体。河流流域方面，监测的3，117个水质断面中，Ⅳ类、Ⅴ类以及劣Ⅴ类水质断面合计占比13%，其中劣Ⅴ类占比0．9%。湖泊（水库）方面，在全国210个开展水质监测的重要湖泊（水库）中，Ⅳ类、Ⅴ类以及劣Ⅴ类合计占27．1%，其中劣Ⅴ类占比5．2%。我国河流和湖泊的水质逐年改善，但部分地区仍存在水体污染问题。黑臭水体治理是水环境生态修复的重要部分。根据生态环境部通报信息，截至2019年底，全国295个地级及以上城市（不含州、盟）共有黑臭水体2，899个，消除数量2，513个，消除比例86．7%。其中，36个重点城市（直辖市、省会城市、计划单列市）有黑臭水体1，063个，消除数量1，023个，消除比例96．2%；259个其他地级城市有黑臭水体1，836个，消除数量1，490个，消除比例81．2%。全国共有57个城市黑臭水体消除比例低于80%。整体来看我国城市黑臭水体治理取得积极进展。与此同时，仍有部分城市黑臭水体治理进度滞后，主要存在消除比率不达标、水体返黑返臭、污水管网设计不合理、污水直排、污水处理收集系统效能低等问题。2、水环境生态修复技术概况水环境生态修复技术是改善水质以及对水体进行修复的一项重要技术，在河道治理过程中对该技术进行合理利用，一方面可以为水生生物创造良好的生存空间，另一方面还可以促进水生态系统的保护与建立，使水体自身的净化能力得到有效的恢复和提高，促进水环境的可持续发展。河流生态修复是指利用生态系统原理，采取各种方法修复受损伤的水体生态系统中的生物群体及结构，重建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的主要功能，并能使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。城市河道水环境受城市中人们生活及城市工业发展的影响，更容易受到污染。同时，城市河道的水环境不仅与人类的生活息息相关，而且关系到城市的整体建设规划和经济发展，因此加强城市河道生态修复势在必行。我国在河道生态修复方面的研究起步较晚，经过多年的研究与实践，取得了一定的进步。当前我国常用的河道生态修复技术包括：水量生态修复技术、河流连通性修复技术、水质生态修复技术和水生生物修复技术。强化城镇污水处理设施弱项，提升处理能力现有污水处理能力不能满足需求的城市和县城，要加快补齐处理能力缺口。新城区配合城市开发同步推进污水收集处理设施建设。大中型城市污水处理设施建设规模可适度超前。京津冀、长三角、粤港澳大湾区、南水北调工程沿线、长江经济带城市和县城，黄河干流沿线城市实现生活污水集中处理能力全覆盖。统筹规划、有序建设，稳步推进建制镇污水处理设施建设，适当预留发展空间，宜集中则集中，宜分散则分散。加快推进长江经济带重点镇污水收集处理能力建设。长江流域及以南地区，分类施策降低合流制管网溢流污染，因地制宜推进合流制溢流污水快速净化设施建设。十四五期间，新增污水处理能力2000万立方米/日。充分考量城镇人口规模、自然和地理条件、空间布局和产业发展，以及污水收集管网建设和污水资源化利用需求，合理规划城镇污水处理厂布局、规模及服务范围。人口密集、污水排放量大的地区宜以集中处理方式为主，人口少、相对分散，以及短期内集中处理设施难以覆盖的地区，合理建设分布式、小型化污水处理设施。建制镇因地制宜采取就近集中联建、城旁接管等方式建设污水处理设施，推广生物+生态污水处理技术。长三角和粤港澳大湾区城市，京津冀、长江干流和南水北调工程沿线地级及以上城市，黄河流域省会城市，计划单列市可对城镇污水处理厂提出更严格的污染物排放管控要求。水环境敏感地区污水处理基本达到一级A排放标准。其他地区因地制宜科学确定排放标准，不宜盲目提标。靠近居民区和环境敏感区的污水厂应建设除臭设施并保证除臭效果。在完成片区管网排查修复改造的前提下，实施合流制溢流污水快速净化设施建设，高效去除可沉积颗粒物和漂浮物，有效削减城市水污染物总量，促进水环境质量长效保持。加强再生利用设施建设，推进污水资源化利用结合现有污水处理设施提标升级扩能改造，系统规划城镇污水再生利用设施，合理确定再生水利用方向，推动实现分质、分对象供水，优水优用。在重点排污口下游、河流入湖口、支流入干流处，因地制宜实施区域再生水循环利用工程。缺水城市新城区要提前规划布局再生水管网，有序开展建设。以黄河流域地级及以上城市为重点，在京津冀、长江经济带、黄河流域、南水北调工程沿线、西北干旱地区、沿海缺水地区建设污水资源化利用示范城市，规划建设配套基础设施，实现再生水规模化利用。建设资源能源标杆再生水厂。鼓励从污水中提取氮磷等物质。十四五期间，新建、改建和扩建再生水生产能力不少于1500万立方米/日。水质型缺水地区优先将达标排放水转化为可利用的水资源就近回补自然水体。资源型缺水地区推广再生水用于工业用水和市政杂用的同时，鼓励将再生水用于河湖湿地生态补水。有条件地区结合本地水资源利用、水环境提升、水生态改善需求，因地制宜通过人工湿地、深度净化工程等措施，优化城镇污水处理厂出水水质，提升城镇污水资源化利用水平。推进工业生产、园林绿化、道路清洗、车辆冲洗、建筑施工等领域优先使用再生水。鼓励工业园区与市政再生水生产运营单位合作，推广点对点供水。环保行业面临的机遇（一）政策利好环保行业发展污泥违规排放的处罚标准逐步提高，倒逼企业增加环保投入。《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等法律法规陆续出台，对污泥产生企业的乱排行为从违规层次上升到了违法层次，进一步加强对乱排的整治惩罚力度，促进行业健康发展。随着对污泥管理趋严，污泥产生单位的污泥处理需求将进一步扩大。收费政策保障行业发展。《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》等文件中要求完善污水处理收费政策，规范各地污水处理收费标准，确保污水处理和污泥处理处置设施正常运营并合理盈利。产业政策为污泥处理处置企业的运营和技术发展提供了支持。新时代生态文明建设要求环保行业加速发展。随着2016年《十三五生态环境保护规划》的出台，国家对污泥处理行业重视程度进一步提高，量化处理目标再度提升，污泥处理行业有望迎来跨越式发展。（二）环保行业发展空间大我国城镇人口比重呈逐年上升的态势，城镇化率的提高必然带来城镇污水、垃圾、污泥等产量的增加，从而带来全国整体市政基础设施需求增量的释放。同时，城镇化推进的过程中，一线城市对中小城市发展的辐射带动作用也日益增大，中小城市基础设施、公共服务等补短板工程将进一步落实，中小城市污泥处理行业市场空间也将逐步扩大。我国城镇污水年处理量持续增长，随之而来的污泥产生量也连年增长，2011年到2019年城镇污水处理厂污泥的产生量年复合增速达到10．9%。随着环保标准的不断提高未来污泥产生量还会进一步增长。在政策的带动以及污泥处理技术的发展下，我国污泥治理速度不断加快，污泥处理处置市场规模也实现了明显增长。据前瞻产业研究院数据预测，2024年我国污泥处理处置市场规模将超过900亿元。污泥处理行业处置目标污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化，鼓励回收和利用污泥中的能源和资源，坚持在安全、环保和经济的前提下实现污泥的处理处置和综合利用，达到节能减排和发展循环经济的目的。减量化处理的目的是大幅缩减污泥的质量和体积。污泥中水分的减少，污泥的形态会逐步从半流动状变化到粘滞状、塑性性状、半干固体状直到纯固体状，含水率较低的污泥有利于运输、贮存和后续处置。随着含水率的下降，污泥的重量不断减小。同时，污泥脱水过程呈现边际效益递减的特点，即随着含水率的下降，含水率每下降10%，从污泥中脱除水分量的增速不断减缓。同时，随着含水率的下降，进一步脱水减量的难度也不断增大。因此，在实际生产经营过程中，为提高污泥处理处置全过程的经济性，通常认为将污泥脱水减量至满足后续处置要求的含水率即可。通常而言，湿污泥处理处置过程是能量净损耗的过程，高耗能导致的高成本是污泥处理处置项目运营过程中面临的一大难题，特别是当含水率为55%-65%时，污泥处于粘滞区，一方面，此时的污泥难以仅通过机械压榨进一步脱水减量，污泥含水率仍然较高，体积和重量仍较大，后续处置过程所需能耗较大；另一方面，污泥粘性大，输送和处置过程所需的能耗较高。因此在处置之前将污泥的含水率降至粘滞区以下，有利于减少处置过程的能耗和成本。此外，若无法在污泥处理环节大幅减小污泥的质量和体积，将会面临污泥难以存放、运输困难以及易造成二次污染的问题，且不论后续采取何种处置方式，都会增加污泥处置过程所需的人工、设备、投资和运行成本。因此，污泥的减量化是污泥处理处置过程中必要的步骤。污泥的稳定化和无害化是指降解污泥中的易腐有机物质，减少或固化、钝化重金属成分，消除恶臭异味，杀灭污泥中的细菌、寄生虫卵、病毒及病原体等，减轻或消除污泥对环境可能造成的二次污染。资源化是指将污泥经合适工艺处理后，使其转化为可以利用的资源。污泥资源化利用主要包括物质回收或转换与能量转换，主要有以下形式：能源利用、土地利用和建材利用。能源利用主要包括污泥燃料化利用和污泥沼气利用。土地利用主要包括污泥农用、林业利用和园林利用。建材利用主要包括污泥制砖、污泥制陶粒和污泥制水泥。污泥四化之中，无害化处理是基本要求，减量化处理是基础，稳定化处理是核心，而资源化利用是终极目标，是实现循环经济和生态文明建设的重要举措，是污泥处理处置技术发展的重要目标和未来继续前进的动力与方向。《十四五城镇污水处理及资源化利用发展规划》明确指出要积极推进污泥资源化利用，鼓励污泥能量资源回收利用。在双碳目标下，探索污泥资源化利用技术是污泥处理处置行业创新突破和产能减碳的发展方向