2017年4月13-15日，由中国国际贸易促进委员会建设行业分会主办，《水工业市场》杂志承办的“2017(第12届)水处理行业热点技术论坛”在京召开(详情：“2017(第12届)水处理行业热点技术论坛” 在京隆重揭幕)，天津市市政工程设计研究总院副总工程师赵乐军在会上做了主题报告，报告主要围绕污泥厌氧消化背景、典型案例、存在的问题和改进措施等内容展开。
赵乐军，目前担任天津市市政工程设计研究总院副总工程师兼企业重点实验室常务副主任，正高级工程师、注册公用设备工程师，注册咨询工程师。从事给水排水工程设计和研究工作20余年，主编《城市污水再生利用规划设计》专著一册、发表学术论文60余篇、获得专利授权10余项。任住建部市政给水排水标准化技术委员会委员、中国土木工程学会水工业分会第五届理事会理事、中国土木工程学会水工业分会机械设备专业委员会秘书长。
天津市市政工程设计研究总院副总工程师赵乐军
污泥厌氧消化背景
2015年12月12日，全球195个缔约方国家通过了《巴黎协定》——历史上首个关于气候变化的全球性协定。2016年3月31日，国家主席习近平在华盛顿会议中心会见美国总统奥巴马，宣布中美两国将签署《巴黎协定》。《巴黎协定》确定：“把全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于2℃之内，并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上1.5℃之内”。
中国在巴黎大会召开前提交的国家自主贡献文件中，提出将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值，并争取尽早实现，2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右，森林蓄积量比2005年增加45亿立方米左右。荷兰、新加坡、美国、日本等国家近年来先后提出面向2030年达到碳中和或者能量自给的目标。
我国以曲久辉院士为代表的六位专家也提出“中国污水处理概念厂”的理念。目标是：建设一座(批)面向2030-2040年、具备一定规模的城市污水处理厂、引领国际污水处理行业的技术方向，带动这个行业的跨越式发展。中国污水处理概念厂至少需要以下四个方向的追求：使出水水质满足水环境变化和水资源可持续循环利用的需要;大幅提高污水处理厂能源自给率，在有适度外源有机废物协同处理的情况下，做到零能耗 ;追求物质合理循环，减少对外部化学品的依赖与消耗 ;建设感官舒适、建筑和谐、环境互通、社区友好的污水处理厂。具体措施和阶段目标是：在提标改造的基础上，以高效厌氧消化等成熟技术进行能量回收，污水处理能源自给率就可达到60%以上，甚至实现了完全能源自给。
2014年底，我国污水处理总量476亿立米，总耗电约128.5亿，约占全国全社会用电量55233亿千瓦时的0.2%。污水处理耗电量较大，降低污水处理的能耗，提高能量自给率十分必要。
典型案例
美国东湾市政公用管区污水厂实例
美国东湾市政公用管区污水厂是目前世界范围内比较好的污水处理厂，污水处理量22.7万吨/日，与我国污水处理厂不同，该厂用了1700吨来自食品厂的高有机质含量废水，配合厌氧消化，实现了电力完全自给，并达到自给量的120%。
希博伊根污水处理厂工艺流程图
美国希博伊根污水处理厂采用了初沉池和水解酸化池配合厌氧消化，还有一部分外援的高浓度食品有机废水，实现了产电量与耗电量比值达90% ~ 115%，基本上实现能量自给。
奥地利斯特拉斯(Strass)污水处理厂
该厂污水处理量为17000～38000m3/d，采用的工艺是传统的AB法。2005年，该厂实现了碳中和的运行目标，剩余污泥通过厌氧消化和热电联产实现了108%的能源自给率，同时，该厂将剩余污泥与厨余垃圾协同消化，能源自给率达到200%，可以向厂外输出一半所产生的能量。
青岛麦岛污水处理厂工艺流程
青岛麦岛污水处理厂工是天津市市政工程设计研究总院和上海市政院联合设计的。目前日处理污水 10.7 万吨，日产湿污泥 600 立方米。经中温消化，日产沼气 1 万到 1.5 万立方米。通过两台油气两用锅炉和四台500千瓦发电机组，每日稳定发电量可达到16800千瓦时，可满足厂区运营用电的50% - 70%。
纵观国内外实现超过50%以上能量自给率的污水处理厂，几个关机环节不可或缺：厌氧消化、热电联产以及一些外援有机物。
我国污泥厌氧消化问题
1.采用厌氧消化工艺的污水处理厂少。
我国开始建设污水处理厂迄今已有30年，第一个十年里，超过10%的污水处理厂建设了厌氧消化系统;第二个十年有3%左右的污水处理厂建设了厌氧消化系统;第三个十年里，建设厌氧消化系统处理厂已不足3%。
厌氧消化系统建设不多的原因：国家的技术政策导向;建设单位认为管理复杂;设计院认识不够，在工艺比选阶段，没有认真推荐;《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中虽然明确提出了污泥中有机物降解率>40%的要求，但在实际监管中并未完全执行。
2.有机质含量低，厌氧消化效率低。
我国污泥有机物含量偏低，全国平均仅为45%左右，远远低于国外75% - 85%的平均有机物含量。而保守估计，厌氧消化进泥有机质含量不应低于60%，否则很难实现其经济指标。这也是我国部分厌氧消化池停运的主要原因之一。
而我国污泥有机物含量偏低的原因有以下几点：饮食习惯和生活水平(非主要因素);污水未进处理厂之前，化粪池会去除20%-50%的有机物;污水利用管道进行输送的过程中，地下水渗入问题严重，导致有机污水被稀释;多数污水处理厂不设初沉池，进入厌氧消化系统的大部分是剩余污泥，采用延时曝气的工艺后，大量的有机质在耗氧阶段被消耗掉。
因此我国普遍污泥厌氧消化效率低，我国某污水处理厂污泥厌氧消化池进泥泥质较为稳定，消化池运行稳定，产气量高，单位污泥产气量高，但污泥有机质去除率较低，普遍低于40%。
3.怕麻烦停止方案推荐;怕麻烦停止建设;怕有安全风险停止运营。
“三停”也是我国污泥厌氧消化存在的重要问题：怕麻烦停止方案推荐;怕麻烦停止建设;怕有安全风险停止运营。
改进措施
对于以上问题，我们应当采取的措施：争取外援支持，提供像餐厨垃圾、粪便等沼气以外的有机物质;污水厂方面要减少污水处理和污泥处理处置过程中的能量自身消耗;目前，无论我国还是国外，使污水处理厂实现能量自给率都还没有革命性的工艺，在使用的都是一些改进性的工艺，但是能将这些改进工艺做好，实现60%以上的能量自给率还是很有希望的。
此外，推进雨污分流;讨论化粪池存在的必要，在污水收集处理设施完善的地区取消化粪池;提高管网系统保障能力，降低地下水渗入量;继续改进技术政策，鼓励实现能量中和也是非常重要的。
(本文为《水工业市场》根据赵乐军在“2017(第12届)水处理行业热点技术论坛”讲话整理。)
原标题：TMEDI赵乐军：我国污泥厌氧消化存在的问题及改进措施
