随着我国的社会经济和城市化的发展，城市污水的产生及其数量在不断增长。下表为中国国家环保总局发表的《2006年中国环境状况公报》中对2001-2006年废水排放统计数据。可以看出，近年来废水排放量逐年提高。根据有关预测，中国城市污水量在未来的20年还会有较大的增长，2020年污水排放量将达到536×108m3/d。

项目	废水排放量（亿吨）
年度	合计	工业	城市生活
2001	432.9	202.6	230.3
2002	439.5	207.2	232.3
2003	460.0	212.4	247.6
2004	482.4	221.1	261.3
2005	524.5	243.1	281.4
2006	537.0	239.5	297.5

        城市污水处理率逐步提高，伴随产生了大量剩余污泥。随着污水处理厂运行效率逐渐提高和新的污水处理厂逐步建成，我国城市干污泥的每年排放量估计最终将达到840万吨左右（折合含水率80%的湿污泥4200万吨），占我国年总固体废弃物排放量的3.2％。

        实际上，我国目前生活污水处理率仅达到污水排放总量的32%。根据我国国民经济发展计划和水污染防治规划中城市污水处理规划要求：到2010年，我国城市污水处理率建制镇不低于50％，设市城市不低于60％，重点城市不低于70％，尚需建设污水处理厂约1000座。由此可见，我国污水处理量和污泥处理量将大大增加。此外，在水环境治理过程中，江河湖泊疏浚等也会产生大量的污泥。

        污泥含水率高、易腐败、有恶臭，含有重金属、“三致”有机污染物等有毒化学物质和病原微生物，随意堆放会存在较高的二次污染风险。我国污泥处理起步较晚，早期建设的污水处理厂存在“重水轻泥”的现象，往往尽可能地简化、甚至忽略污泥处理处置单元，污泥的处理方式是外运、简单填埋或堆放。

        污泥的简单填埋很容易造成二次污染。露天堆放的污泥经风吹雨淋，产生高温或其他化学反应，能杀灭土壤微生物，破坏土壤结构，使土壤丧失腐解能力。污泥有机物被微生物分解释放出有害气体、尘埃，加重大气污染。污泥含有大量的病原菌，主要有肠道细菌、蠕虫寄生虫及病毒三大类，大部分被结合在污泥颗粒物上浓缩，其数量比污水中的要高得多。更严重的是，如果里面的重金属被吸食，像铅、镉等过量，还可能通过鱼、虾等食物链，重新回到“餐桌”上，极大危害人民身体健康。

        早期由于产生的污泥量较少，污泥处理的问题还不突出。随着许多大中型污水处理厂的建设，一个中等规模城市每天几百吨甚至上千吨的污泥不论天气好坏随时需要清理和处置，再加上城市化进程的加快使原来消纳污泥的农田变成了城区，污泥处理的难题在一些大城市开始出现，并向中小城市蔓延。由于缺乏污泥无害化处置设施，在我国某些城市，需要将污水处理厂的污泥拉到上百公里的郊区进行堆放，甚至还发生过污水处理厂将污泥偷偷倒进河系和水源的报道，在社会上造成了恶劣的影响。

        目前，污泥无害化处置已经成为在城镇水污染控制与治理过程中非解决不可、刻不容缓的重大问题。迫切需要寻找能够稳定、清洁、大规模处理污泥的技术手段，以有效处理我国面临的大量污泥无害化资源化处理的难题。

        欧洲国家目前污泥的主要处置方式为农用、填埋和焚烧。卫生填埋操作相对简单，但是其侵占土地严重，如果防渗技术不够，将导致潜在的土壤和地下水污染。污泥卫生填埋始于20世纪60年代，污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等，对处理技术标准要求越来越高（例如德国从2000年起，要求填埋污泥的有机物含量小于5％），许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。1992年欧盟大约40％的污泥采用填埋处置，近年来污泥填埋处置所占比例越来越小，例如英国污泥填埋比例由1980年的27％下降到2005年的6%。

        美国污泥的主要处置方法是循环利用，而污泥填埋的比例正逐步下降，美国许多地区已经禁止污泥土地填埋。据美国环保局估计，今后几十年内美国6500个填埋场将有5000个被关闭。

        近年来，随着污泥农用标准（如合成有机物和重金属含量）日益严格的趋势，许多国家，如德国、意大利、丹麦等污泥农用的比例不断降低。

国家	年份	焚烧 %	农用  %	填埋和其他 %
美国	1998	60	18	22
加拿大	2000	43	10	47
德国	2001	66	8	26
法国	2001	55	27	18
英国	2002	55	20	25
芬兰	2000	92	8	0
丹麦	1998	67	8	27
瑞典	2002	67	33	0
挪威	2002	55	45	0
西班牙	2000	53	39	8
日本	2003	55	9	36

        发达国家的经验证明，以焚烧为核心的处理方法是较为彻底的处置方法，这是因为焚烧法与其它方法相比具有突出的优点：

        （1）焚烧可以使剩余污泥的体积减少到最小化，因而最终需要处置的物质很少，焚烧灰可以被综合利用，制成有用的产品，是相对比较安全的污泥处置方式。

        （2）焚烧污泥处理速度快，不需要长期储存。

        （3）污泥可就地焚烧，不需要长距离运输。

        （4）可以回收能量，用于污泥自身的干化和发电供热。

        （5）能够使有机物全部碳化并燃烧完全，杀死病原体，环境污染物排放可控。

        自1962年德国率先建议并开始运行了欧洲第一座污泥焚烧厂以来，焚烧的污泥量大幅度增加。在国外，特别是欧洲和日本采用焚烧法已得到了广泛的应用，在日本，污泥焚烧处理已经占污泥处理总量的50％以上。2005年欧盟采用焚烧处理污泥的比例提高到了38%。

        目前，污泥焚烧技术主要有多膛式、炉排式、回转式及流化床等，目前最新发展的焚烧技术还有熔融处理技术。

项 目	流化床炉	多段耙床炉	回转窑
焚烧效率，％	98.5	90-93.5	-
灰烬中残余未燃尽物，％	0.2-1	5-15	5-15
热效率，％	67	53-67	-
建设费，万元/（吨/天）	55-65	70-75	100
占地面积，m2	35	50	100
炉子寿命，a	15	10	5
耗电量，（kW.h）/t	l.2	1	-
加温时间，h	-	2-4	2-4

        相对而言，流化床有独特的优势。流化床污泥焚烧炉可广泛地用来处理各种污泥。对于难以在多膛炉、回转式焚烧炉上焚烧的污泥采用流化床焚烧技术是很合适的。流化床焚烧炉的优点主要表现在如下几个方面：

        ①操作方便、运行稳定。流化床床料为石英砂，给入的污泥量只占床料的小部分，蓄热量大，因而避免了床的急冷急热现象，使燃烧稳定。污泥的干化、着火、燃烧与后燃烧几乎同时进行，无需复杂的调整，燃烧控制容易，并易于实现自动化，能在极短时间内完成起动或停止，因此可实现连续燃烧。

        ②耐久性好，使用寿命长。炉内没有机械运动部件，故使用寿命长。由于燃烧均匀，不会产生局部过热现象，锅炉为箱式结构，与耐火材料的热膨胀相适应，因此在一定程度上避免了耐火材料的损坏。

        ③可采取全面的防二次污染的措施，对污泥焚烧时产生的有害物质进行处理。如不加任何附加设备，仅以流化床所特有的中温燃烧方式就可把NOx含量降到400ppm以下，此外还可以实现炉内石灰石脱硫。

        ④流化床焚烧炉的炉渣呈干态排出，有利于炉渣的综合利用。

        ⑤流化床焚烧炉由于炉内燃烧强度和传热强度高，相同污泥处理量的流化床炉体积比炉排炉要小，故而投资省，适用于大型化发展。

        ⑥燃料适应性广，床内混合均匀，燃烬度高，使污泥容积大大减少。

        由于具有其他炉型不可比拟的优点，流化床污泥焚烧炉在国际上得到了较好的应用。在过去的20年中污泥的焚烧量大幅增加，据不完全统计，在需要焚烧的污泥中约65%以上的污泥是通过流化床焚烧炉实施焚烧处理的。

        目前中国污泥的各种处置方法中，农用约占44.8%，填埋约占31%，其它处置约占10.35%，另有大约13.8%的城市污泥未经任何处理，就重新回到了自然界中，成为重要的污染源。如果把未经无毒无害化处理，就被农用和填埋的部分算上，我国城市污泥的二次污染问题，还要严重得多。

        我国污泥处理技术目前以农用和填埋为主。但污泥用于农用最重要的是使用安全问题。由于污泥中含有大量致病细菌，富集了重金属，而且在脱水过程中又加入了化学药剂，因此污泥肥料的功效性和无害性尚待进一步研究。此外，污泥农用对土地和地下水的影响往往要几十年时间才能显现，因此对污泥的土地利用需要极其慎重。对于填埋，由于污泥中含有大量有害物质，还具有水份含量高、易堵塞填埋场渗滤管等缺点，以致像杭州、深圳等地的填埋场已经禁止接纳污水污泥。最近几年来，国内也出现了污泥建材化利用（如制砖）的研究，但是处理量较小，而且由于建材产品的质量难以认定，销路成为制约因素。在广州建立的污泥制砖项目目前已经关闭并停止运行。

        国内许多城市如上海、常州、杭州、深圳、珠海、重庆等地都相继开展了污泥干化焚烧的前期工作。但是，由于缺乏技术支撑，污泥干化焚烧技术还没有进入大规模推广应用的阶段，目前还面临以下几个方面的技术问题：

        （1）缺乏技术成熟、具有自主知识产权、经济环保的污泥干化焚烧技术

        近年来，我国部分城市已经在污泥焚烧方面进行尝试。代表性的例子为采用进口的污泥干化系统和在已有的燃煤锅炉上直接掺烧湿污泥，但两种方式都存在着技术或经济的问题，不能形成污泥干化焚烧的主流技术。如采用进口流化床低温干化系统对污泥进行干化，设备投资高，运行成本在250-300元/吨湿污泥，这样的成本对于中国大部分城市都显得太高。一些城市尝试将不超过总燃料量5%的湿污泥直接掺入循环流化床燃煤锅炉混烧。由于污泥含水量大、热值低，需要增加煤的消耗量。同时，锅炉炉膛温度降低、烟气量增加，不仅增加风机电耗，而且目前各地污水处理工艺多样、污水污泥组分复杂，污泥中含有的有害组分会导致尾部受热面腐蚀和二次污染物的潜在排放，对原有电厂运行和周边环境造成影响。此外，这种方式污泥处理量不能太大，对于动辄污泥日产生量达到几百乃至上千吨的大中城市而言，难以满足要求。加之目前中国尚无相应的污泥燃烧锅炉排放标准，从环境保护和能源利用综合考虑，目前的研究积累还不足以支撑大规模工业性推广应用，只能在个别合适的项目中因地制宜，慎重实施。

        （2）污泥干化焚烧处置系统设计水平低

        在污泥干化焚烧处理集成技术方面，中国还缺乏深入研究和实践经验。由于污泥的热值低、灰分高，污泥焚烧系统中给料系统、焚烧锅炉、尾气处理系统和辅机的选配等都需要进行特殊设计和考虑。特别是对于高效节能的污泥干化技术、污泥焚烧技术和污泥干化焚烧过程中污染物控制等方面，国家还需要投入更多的力量，给予足够的重视和支持。

        （3）缺乏污泥无害化处置的技术规范和标准

        目前中国尚未对污泥无害化处置的技术要求进行规范，对焚烧后尾气的排放标准也没有规定，这样造成相关部门对污泥无害化项目难以认定和规范，严重限制了污泥焚烧技术的发展。目前污泥焚烧的污染物排放标准主要参照生活垃圾焚烧污染物控制标准，但是由于污泥的组成与生活垃圾有较大差异，因此还应考虑制定适合污泥焚烧的专门标准。

        （4）污泥无害化处置投入低，缺口大

        国内污泥处理投资只占污水处理厂总投资的20％~50%，存在着重水轻泥的倾向，而发达国家污泥处理投资要占总投资的50％~70％。按我国目前已建、在建污水处理厂吨水能力投资1500~2000元，运行费用0.8~1.4元/吨测算，需投资1000亿元，每年还需运行费用补贴300亿元。

        正是由于我国发展污泥干化焚烧处置技术较晚，导致我国在这方面与发达国家存在较大差距。目前的现实情况是，由于土地的限制，许多沿海发达城市都希望通过干化焚烧的方法处置污水厂污泥，但是目前国内还缺乏一个成熟、可靠、经济、环保的技术路线来进行大规模推广和应用，也缺乏可供大部分城市可以借鉴的示范工程。因此，面对目前对污泥无害化处置的迫切要求，我国在污泥干化焚烧处置的工艺最佳配置选择、降低投资和运行成本、关键设备技术开发和污染物控制等重要技术环节亟需科技的支撑。