污泥资源化的环境能源经济效益评估以湖北省襄阳市鱼梁洲污泥甲烷捕获实践为例工作论文 I 2015年 11 月 I 1免责声明“工作论文”包括初步的研究、分析、结果和意见。“工作论文”用于促进讨论，征求反馈，对新事物的争论施加影响。多数工作论文最终将以其他形式发表，内容可能会修改。引用建议付晓天、钟丽锦 . 污泥资源化的环境能源经济效益评估以湖北省襄阳市鱼梁洲污泥甲烷捕获实践为例 . 北京世界资源研究所 2015. http//污泥资源化的环境能源经济效益评估以湖北省襄阳市鱼梁洲污泥甲烷捕获实践为例执行摘要中国污水处理设施数量以及污水处理量的迅速增长带来了污泥产量的激增。预计到 2015 年全国城镇污水处理厂的污泥年产量将超过 3000 万吨（按含水率 80 计）。污泥二次污染及其存在的显著温室气体效益已经引起广泛关注，成为全球性环境问题。但是污泥也是一种放置错误的资源，通过妥善处置污泥可以有效将污泥从废物转化为资源进行利用。污泥的有效及可持续处理是众多国家在快速城镇化进程中所面临的共同挑战。经济合作与发展组织国家的许多城市针对污泥能源化和资源化利用已有诸多实践。其中采用厌氧消化技术 “ 捕获 ” 污泥中的可利用物质，避免由此带来的二次污染成为最有效的解决方案之一。中国湖北襄阳市在鱼梁州项目中通过“高温水解 高浓度厌氧消化 甲烷 CH4 捕获利用 ” 技术路线对污泥和餐厨垃圾进行协同处理，对上述理念进行了有益尝试。研究表明，当污泥项目能够很好的协调政府 企业 投资者三方关系时，这一模式将给当地带来显著的经济效益。襄阳的实践证明了一个中等城市如何成功实现 “污泥全消纳、能量全平衡、资源全回收、过程全绿色、费用可接受 ” 的多效目标，探索出一条有效的污泥资源化途径。世界资源研究所对该项目进行 “ 环境 能源 经济 ” 效益综合评估，总结其经验，以期为更多城市的建设和环境管理部门提供决策依据，为污泥项目的规划、运营和投资提供可行借鉴，并为其他发展中国家提供经验。“环境能源经济”效益综合评估结果环境效益 鱼梁州项目污泥通过鸟粪石法和厌氧氨氧化法，可有效实现氮 N、磷 P 营养物质的回收再利用，其中执行摘要 cutive Summary.前言 .污泥资源化以及“环境能源经济”效益评估框架 .污泥资源化利用的发展趋势国际经验 环境能源经济（3E）效益评估框架 .鱼梁洲项目概况 .鱼梁洲项目环境效益评价 鱼梁洲项目物质流分析 .鱼梁洲项目的脱氮除磷 鱼梁洲项目能源效益与温室气体减排评价 .鱼梁洲项目与其它处置方式的碳平衡、温室气体减排效益比较 .鱼梁洲项目的能源管理措施 .鱼梁洲项目其它资源化效益评价 .鱼梁洲项目经济效益评价 鱼梁洲项目运营模式与融资机制 鱼梁洲项目的政府补贴 鱼梁洲项目成本分析 主要发现 .注释 参考文献 .124446688899111313131315161719目录付晓天 钟丽锦 著工作论文EnvironmEntal-EnErgy-Economic BEnEfit assEssmEnt for sludgE-to-EnErgy a casE study of capturing mEthanE from sludgE in Xiangyang, huBEi provincE2 IRapid urbanization in China has generated substantial quantities of liquid wastes in municipalities, and along with it massive investments in wastewater conveyance and disposal. This increase in the number of wastewater treatment plants WWTPs needed to treat the generated wastewater has led to the emergence of a significant volume of sludge, as the byproduct of the treatment process. It is estimated that China’s municipal wastewater treatment plants will have produced over 30 million tons of sludge 80 water content by 2015, making secondary pollution not just a downstream environmental problem, but also a significant global environmental opportunity to capture significant amounts of greenhouse gas emissions that are also generated through the process. The problem of effective and sustainable solutions for sludge disposal has been a challenge in all countries witnessing rapid urbanization. Cities in the OECD countries have invested in various technologies aimed at recycling sludge into compost, energy and biochar. Among the various options tried out has been the idea of ‘capturing’ the various byproducts of the anerobic digestion process before they end up polluting the land, water and atmosphere. Xiangyang City of Hubei Province is perhaps the first developing country city that tested out such a process by investing in a “high temperature thermal hydrolysis highly concentrated anaerobic digestion methane CH4 capture and utilization” pathway through which co-digested sludge and kitchen waste have been rendered harmless to the local, regional and global environment. In fact, the research indicates that the economic benefits to the local community are significant, once the project design harmonizes the interests of the city government, the investor and the financier. 96 的氮和 98 的磷可以通过生物炭土的方式被再利用。能源效益 鱼梁州项目预计在 21 年的合同运行期中可处置22.7 万吨污泥和餐厨垃圾的混合物，共产生 1.3 万吨二氧化碳当量 CO2e 排放。与填埋和焚烧处理技术进行比较，将分别减少 80 万吨和 22 万吨二氧化碳当量排放。污泥处置资源化效益 鱼梁洲项目日产生物炭土（ Biochar）55-60 吨，如果全部用于种植苗木，则 2 年污泥处理生产的生物炭土需要种植 43.2 万株树苗进行消纳，占地 80 万平方米（约 1200 亩）。采用生命周期分析方法对 “ 移动森林 ”的固碳能力进行动态估算，苗木 2 年后定植开始形成显著固碳效应，则项目 21 年树木固碳能力将达到 75.1 万吨。经济效益 鱼梁洲项目得到了德国复兴银行（ Bank aus Verantwortung，简称 KFW）和中国进出口银行优惠低息贷款，建立了 “ 政府 - 银行 - 企业 ” 三赢的合作模式，保证项目的可持续稳定运营；政府较高水平的补贴支持；同时通过捕获甲烷生产车用压缩天然气（ Compressed Natural Gas, 简称 CNG），利用生物炭土培植苗木，均为项目提供了良好的收益前景。主要发现鱼梁州项目成功实现了污染物的全消纳、资源的全回收以及能源平衡，实现污泥稳定化、无害化、减量化、资源化目标通过 “ 高温水解 厌氧消化 重金属硫化 甲烷捕获利用 生物炭土 ” 的技术路线，鱼梁州项目成功实现了碳（ C）、氮、磷等营养物质的充分回收和利用。因为氮、磷等营养物质被充分回收利用，最大程度上避免了水体污染。同时，鱼梁州项目在 21年的运营周期中，不仅可以实现 98 的过程温室气体减排，而且预计将产生约 4500 万立方米车用压缩天然气，可替代近 6 万立方米车用汽油，实现约 14 万吨二氧化碳当量的额外减排。政府与市场的共同支持可以有效解决污泥处置融资困境鱼梁洲污泥项目以 BOO Build-Own-Operate 合同的方式很好地实现了政府与市场资金的结合，条件优惠的低息长期贷款很好地解决了项目建设初期的投资资金需求，也降低了项目的融资成本。鱼梁洲污泥项目由于需要同时处理襄阳城区每天产生的新鲜污泥以及被长期堆置的 30 万吨陈旧污泥，所以政府提供了相对较高的补贴，但是该模式目前正被安徽、湖南等地方所采用，对于仅考虑新鲜污泥的项目而言，政府需要提供的补贴较低，减轻了政府的支付压力。以市场理念指导污泥处置路线选择，变污泥废物为生产原料，可以有效实现经济效益鱼梁州项目不仅消纳了环境污染物，同时还利用资源物质生产车用压缩天然气、生物炭土、苗木等经济产品，建立了较为完善的产品链。通过鱼梁州项目的成功实施可以看到，结合市场需求选择产品链的设计以及处置路线是实现项目资金流可持续的重要因素。cutivE Summary污泥资源化的环境能源经济效益评估以湖北省襄阳市鱼梁洲污泥甲烷捕获实践为例工作论文 I 2015年 11 月 I 3The Xiangyang case study documents how a mid-sized city in China has successfully accomplished multidimensional goals of not only complete treatment of sludge, but also achieve renewable energy generation, and resource recovery through a cost effective green treatment process. The World Resources Institute was invited to independently review the energy, environmental and economic benefits of the Xiangyang case, and this paper summarizes Xiangyang’s experiences, and provides insights on how other cities in China and in other developing countries facing similar challenges can address their sludge disposal problems in a sustainable manner.the environmental-energy-economic benefits of Xiangyang projectEnvironmental benefit Using struvite sediments and anaerobic ammonium oxidation Anammox, Yu Liang Zhou project has the capacity to recover 96 of the nitrogen N and 98 of the phosphorous P into biochar.Energy benefit it is estimated that 227,000 tons of sludge and kitchen waste can be co-digested with 13,000 tons of CO2e emission during the 21-year contracted period of operation. Compared to landfill and incineration, the project may reduce 800,000 tons and 220,000 tons of CO2e emissions respectively.Reclamation benefit the project has a daily biochar production of 55-60 tons. If the biochar is used for planting trees, 432,000 saplings one sapling can consume 100 kilograms of biochar soil and 800,000 m2of land approximately 1200 mu will be needed to consume the biochar produced in 2 years. According to the estimation of life cycle analysis, the carbon sink capacity of trees planted will reach 751,000 tons during the 21 years of operation period.Economic benefit the project received political support from the municipal government, and low-interest loans from international financial organization and the Export-Import Bank of China. This “government-bank-enterprise” partnership was key in working out long-term contractual agreements that ensured a harmonization of interests between the local government which wanted to eliminate pollution from sludge, the financing entity which offered concessional financing as a means of bridging any financial viability gap, and the enterprise which was interested in running a sustainable commercial operation through the production of compressed natural gas CNG by capturing CH4and the sale of biochar for urban forestry programs.Key findingsXiangyang project successfully achieve the goals of financial viability of the enterprise, sludge stabilization through pollutant reduction, resource recovery, close to zero net carbon emission from the wastewater system, and renewable energy generation in the cityUsing the technical route as “high temperature hydrolysis anaerobic digestion heavy metal vulcanization methane capture and utilization biochar soil”, the project successfully recovered and reutilized the nutrients C, N, P and etc. in sludge, avoiding the secondary pollution of water bodies. During the 21 years of operation period, the project can not only reduce 98 of the GHG emissions, but also produce 45 million m3of CNG to replace 60,000 m3gasoline, 140,000 tons of CO2e extra reduction.Joint support from the government and market is efficient in solving the funding challenge of sludge projectThe successful implementation of a BOO Build-Own-Operate contracting arrangement validated the importance of cooperation between the local government and the private sector. A key factor in enabling these green investments to take place was the availability of a low-interest with longer tenor because this lowered the financial cost of the project. In addition, as Xiangyang project needs to treat 300,000 tons of old sludge, the organic matter of which is relative low, the local government provided a relatively high level of subsidy. However, in Anhui and Hunan Province, where the projects only treat daily produced sludge by the same treatment technology, the level of subsidies is lower and it will relieve the financial pressure of the local governments.The “market perspective” treatment roadmap 4 Ifor sludge ensures the economic benefit of the projectXiangyang project demonstrated the importance of designing a complete value chain of a sludge project by means of recovering CNG from sludge and using biochar for arboriculture. Taking the market needs as the priority while selecting sludge treatment technology ensured the sustainability of the capital flow of the project. However, the design of concessional financing terms and operating subsidies remain key for project success as this class of projects aimed at mitigating environmental concerns have difficulty passing the market test.前言2013 年 7 月，财新网以一篇题为 “ 污水白处理了 ” 的封面报道揭露了中国众多城市将污水处理厂污泥外运偷排，导致二次污染的普遍现象1，引起社会和公众的极大争议。一直以来，城镇污水处理厂污泥问题在我国长期受到忽视，北京、上海、广州、合肥等大中城市都曾因为污泥随意倾倒而引发环境污染和环境纠纷事件2。污泥是污水处理厂生化反应的副产物，其有机物含量高、易腐烂，有强烈臭味，且含有寄生虫卵、病原微生物、重金属元素3和盐类等难降解的有毒有害物质，如不加以妥善处理而任意堆弃排放，就会给大气环境、地表水和地下水带来二次污染，直接威胁环境安全和公众健康（明银安等，2007）4。在我国城镇污水处理厂建设发展初期，污水处理量有限，污泥的产生量较小，导致污泥的处置问题被长期忽视。为解决日益严峻的水污染问题，自 “ 十一五 ” 时期开始，我国就加快了污水处理设施的建设速度。截至 2014 年 5 月，全国有超过 3800 座污水处理厂投入运营，总投资达 3.86 万亿元；另有约 1600 座污水处理厂在建设中，计划投资超 1200 亿元5。污水处理设施数量以及污水处理量的迅速增长带来了污泥产量的激增。预计 2015年全国城镇污水处理厂的污泥年产量将超过 3000 万吨（按含水率 80 计）6，较 2013 年将增加 15.4。不恰当的污泥处置方式给环境带来严重的二次污染，如加入大量化学药剂的深度脱水对后续处置和利用的不利影响； 70左右的污泥填埋处置对土地、水体、空气的污染；开始兴起的污泥焚烧对综合因素缺少充分评价，包括烟气污染、能源消耗和飞灰的处置代价等。污水处理厂污泥的二次污染已经成为中国快速城镇化发展过程中的重要环境问题之一。与此同时，污泥逸散的沼气主要成分为甲烷（ CH4），其所具有的显著温室气体效应增加了全球气候变化的风险。但值得注意的是，污泥更是放置错误的资源，在污泥厌氧消化过程中产生的甲烷可以作为城市发展的清洁能源，由此可见，对污泥进行妥善处置和资源化利用势在必行。面临污泥困境，众多城市都在努力探索有效的解决方案。2011 年，湖北襄阳市为了解决污泥造成的恶臭和水污染问题，保障南水北调工程水源安全，选择了 “ 高温水解 高浓度厌氧消化 甲烷捕获利用 ” 技术路线对污泥和餐厨垃圾进行协同处理，经过两年多的尝试，取得了很好的效果。不仅实现了襄阳市每天新增污泥的全部处置，还逐步消纳了堆置的陈旧污泥，实现了 “ 污泥全消纳、能量全平衡、资源全回收、过程全绿色、费用可接受 ”的多效目标，探索出了一条有效的污泥资源化途径。为了帮助更多城市更好地解决城镇污水处理厂的污泥困境，实现城市 “ 资源 废物 ” 闭环管理，世界资源研究所对湖北襄阳市的污泥资源化项目进行了 “ 环境 能源 经济 ” 效益综合评估，总结其经验，以期为更多城市的建设和环境管理部门提供决策依据，并为污泥项目的规划、运营和投资提供可行的借鉴模式。同时，本文的研究结果还可为其他发展中国家的污泥和城镇有机废物处理提供经验。污泥资源化以及“环境能源经济”效益评估框架污泥资源化利用的发展趋势国际经验污水处理厂污泥的主要成分为具有反应活性的有机物，这是污泥可以资源化利用的基本条件。目前常见的污泥资源化利用途径包括农林利用7、建材利用8和能源回收。而利用污泥的可生化性，通过厌氧菌分解产生沼气（主要成分为甲烷）9，对甲烷进行捕获、提纯后制成清洁能源，是国际上目前较为推荐的污泥资源化的重要途径。欧美国家的污泥处理处置经历了从填埋到土地利用、焚烧、再到 “ 厌氧消化 土地利用 ” 的过程。焚烧由于减量化高、处置效果彻底，曾经是欧美国家较为青睐的污泥处置路线，但是，焚烧过程伴有剧毒物质和有害气体产生，需要专门设备对尾气进行处理，且投资及运行维护成本显著高于其他工艺（ Cao, 2013）10。以美国为例，为了进一步降低污泥焚烧的排放，美国国家环境保护局（ U.S. Environment Protection Agency，简称 EPA）于污泥资源化的环境能源经济效益评估以湖北省襄阳市鱼梁洲污泥甲烷捕获实践为例工作论文 I 2015年 11 月 I 52015 年 4 月提出了一项新的 “ 污泥焚烧排放指南 ” 计划，强制对污泥焚烧设备的烟气排放进行进一步控制，这将带来污泥焚烧成本的上升11。为了实现更好的污泥处理处置效果同时降低成本，各国不断探寻更经济、更具有环境资源效益的处理方式。目前，越来越多的欧美国家选择厌氧消化或好氧发酵技术对污泥进行稳定化和无害化处理，并从政策上予以鼓励和支持。专栏 1 对英国厌氧消化相关政策发展历程进行了介绍。由于厌氧消化在实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化、资源化，以及减少温室气体排放方面具有显著优势，欧美国家采用厌氧消化对污泥进行处理处置的项目越来越多（表 1 列举了近年来欧美国家一些典型厌氧消化装置的建设运行情况），由此带来的能源产量也逐年增长。欧美国家的污泥厌氧消化处理处置主要有两大趋势。一是将热水解（王治军等， 2005）18作为厌氧消化的预处理环节。热水解可以显著改善污泥的脱水和厌氧消化性能，实现高效率厌氧消化，将污泥中的有机物充分转化为沼气，近年来越来越多地被欧美国家采用，并取得了良好效果。例如，波兰 Bydgoszcz 的Kapusciska 污水处理厂热水解厌氧消化后污泥含固率从 20 提高到 31，减少了近一半体积；又如，爱尔兰都柏林的 Ringsend污水处理厂热水解消化项目中单位池容产气量提高到 3.5 立方米/ 日，是通常情况的 3.5 倍19。二是将污水处理厂污泥和餐厨垃圾、农场畜禽粪便等有机废物进行混合消化处理（见图 1）。由于餐厨垃圾和农场畜禽粪便有机质含量较高，与污泥进行混合消化，在实现污泥稳定化、无害化处理的同时，还能够提高产气率和项目的经济效益。英国政府提出，到 2020 年可再生能源在能源消费结构中所占比例至少达到 15，而通过厌氧消化从废弃物中回收能源是实现这一目标的主要手段。英国政府提出，在不可避免地产生污泥和餐厨垃圾的情况下，厌氧消化由于具有减少填埋、产生可再生能源、沼渣可作为肥料这三大优点，成为“最佳环境选择”12。为了促进这一技术在英国的发展，英国环境、食品和农村事务部 Department for Environment, Food Rural Affairs，简称 DEFRA 于 2011 年 6 月发布“厌氧消化战略及行动计划”13，设立金额为 1000 万英镑的政府贷款支持新建厌氧消化设备。鼓励政策的发布带动了厌氧消化能源回收在英国的发展，从2009年到2013年，英国通过厌氧消化处置污泥和畜禽 \ 餐厨废弃物项目的年产能从 5576GWh 提升至6637GWh，提高了 19，其中污泥项目的产能规模从 604GWh 扩大到 761GWh，增加了 2614。专栏 1 英国厌氧消化相关政策发展历程表 1图 1欧美国家典型污泥厌氧消化装置运行情况污泥和有机废物混合消化甲烷捕获及其应用示意图说明 na 表示数据缺失来源（ a） iEa Bioenergy-country reports15；（ b） Epa, 201016；（ c） Biogas opportunities roadmap factsheet17来源威立雅水务国家 年份厌氧消化装置产生能源进料为污泥进料为餐厨垃圾 / 农场废物/ 或混合消化座数 座数 吉瓦时 / 年美国b2010 na 162 4530美国c2013 na 239 na英国a2013 146 143 1509瑞典a2013 465 147 1118德国a2013 1400 8220 27730韩国a2013 38 44 2578巴西a2013 5 13 7637法国a2013 85 251 na丹麦a2013 57 97 9126 I环境 能源 经济（ 3E）效益评估框架为了全面了解污泥资源化的环境效益、能源效益和经济效益，本研究以污泥处理处置 “ 四化 ”（即无害化、稳定化、减量化和资源化）目标作为评价标准，基于物质流分析（ Material Flow Analysis，简称 MFA） （黄和平， 2007）20建立污泥资源化的“ 环境 能源 经济（ Environment-Energy-Economic，简称3E） ” 效益评估框架，对污泥处理处置全过程（即污泥产生运输 污泥处理处置 沼渣 / 沼气 / 沼液处理和利用）的环境效益、能源效益、经济成本效益等三个方面进行系统的量化分析和评估，为决策者在选择污泥处理处置技术路线提供决策依据 环境效益 通过分析污泥处理处置过程中的物质转换与迁移路径（如碳（ C）、氮（ N）、磷（ P）、重金属），评估环境污染物去除的效果。能源效益 通过分析污泥处理处置全过程中的能源消耗环节、能耗和能源利用，评估从污泥中恢复能源的潜力及其温室气体减排效果。经济成本效益 分析污泥处理处置的经济投入、成本和收益，评估项目可持续运营所必需的经济要素（如政府补贴、融资机制等）。处理规模鱼梁洲项目位于鱼梁洲污水处理厂内，占地 45 亩，设计规模 300 吨 / 日（折合年处理污泥约 11 万吨）。其中处理污泥 （日处理量为 180 ～ 220 吨，启动期内日处理量为 10 吨左右）包括鱼梁洲污水处理厂和观音阁污水处理厂的日产新鲜污泥（有机质含量 40 ～ 60，含水率 80），其中，鱼梁洲污水处理厂的新鲜污泥产量占总日产量的 80。堆置陈旧污泥（有机质含量 35 ～ 42）鱼梁洲已经堆置的 15 万吨陈旧污泥。餐厨垃圾 （有机质含量 80 ～ 90，日处理量为 80 ～ 120吨），陈旧污泥处置完毕之后，鱼梁洲项目将加大对餐厨垃圾的处理量。鱼梁洲项目概况襄阳市位于湖北省西北部，地处长江支流汉江中游；鱼梁洲则位于襄阳市中心地带，处于众多重要水系（汉江、小清河、唐白河）之中（襄阳地理位置见图 2）。截至 2013 年，襄阳市全市常住人口 559.1 万人，城镇化率达到 54.821，人均地区生产总值为 8117 美元（ 2013 年当年价），步入中上等收入标准22，其中，中心城区面积 337.8 平方公里，人口约 79 万人（ 2013 年）23。襄阳市城区生活污水目前主要由鱼梁洲污水处理厂（ 30 万立方米 / 日）和观音阁污水处理厂（ 10 万立方米 / 日）进行处理。日产 180 ～ 220 吨污泥（以含水率 80 计），年污泥产生量为6.5 ～ 8 万吨。随着东津新区的发展，规划中的东津新区污水处理厂（总规模 30 万立方米 / 日）一期工程（ 10 万立方米 / 日）预计于 2020年投运，届时全市污泥日产量预计将达到 270吨 /日，年污泥产生量为 10 万吨24。鱼梁洲污水处理厂曾建设日处理规模为 30 吨的污泥干化设备对污泥进行处理，但由于处理过程中产生大量臭气，遭到市民多次投诉和强烈反对，因此没有通过环保验收，导致产生的污泥全部堆置在鱼梁洲上，造成严重的二次污染。为了解决污泥难题， 2011 年 4 月襄阳市开工建设 “ 襄阳市污水处理厂污泥综合处置示范项目 ”（以下简称 “ 鱼梁洲项目 ”），处理襄阳市区及周边污水处理厂产生的污泥和餐厨垃圾。图 2 襄阳地理位置示意图污泥资源化的环境能源经济效益评估以湖北省襄阳市鱼梁洲污泥甲烷捕获实践为例工作论文 I 2015年 11 月 I 7处理技术鱼梁洲项目对污泥和餐厨垃圾进行集中收运后，采用 “ 高温热水解（ 170℃） 中温厌氧消化（ 40℃）25” 工艺进行处理。污泥产品鱼梁洲项目的污泥产品包括车用压缩天然气（ Compressed Natural Gas, 简称CNG） 6000 立方米 / 日；配套建设一座 220 万立方米 / 日的压缩天然气加气站；图 3 鱼梁洲项目流程图来源国新天汇生物炭土（ Biochar） 55 ～ 60 吨 / 日（含水率 40）；移动森林 利用生物炭土以容器苗形式种植 “ 移动森林 ”。运营模式鱼梁洲项目由湖北国新天汇能源有限公司以 BOO（ Build-Own-Operate）模式负责建设和运营，特许经营期为 23 年（含 2年建设期），于 2011 年 11 月试运行， 2012 年 3 月正式进入商业运行。图 3 所示为鱼梁洲项目流程图。8 I鱼梁洲项目环境效益评价鱼梁洲项目物流分析污泥中的碳、氮、磷和重金属等物质以不同形态存在，会对环境产生不同的影响，形成污染或者成为有用的资源。例如碳在填埋和厌氧消化处置过程中会部分转化为温室效应显著的沼气（由甲烷和二氧化碳（ CO2）构成），由甲烷和二氧化碳构成，如果对沼气加以利用，那么可以成为效率很高的燃料；此外，氮、磷等物质在污泥处置过程中主要富集于高浓度渗滤液中，如果随意排放，则将带来二次污染和污水处理设施投资的浪费，而采用一定措施可将其转化为可利用的营养物质，替代化肥的使用。由此，本章节利用物质流分析思路研究鱼梁洲项目全过程中图 4 鱼梁洲项目碳、氮、磷物流图碳、氮、磷形态的转化，以及重金属物质的转化迁移，进而评估鱼梁洲项目可能带来的环境影响和环境效益。图 4 描述了鱼梁洲项目工艺流程中碳、氮、磷在反应过程中的迁移转化。在厌氧消化过程中，污泥中的碳部分以固态留存在沼渣中，部分转化为沼气；氮、磷经过回收部分以固态进入沼渣，部分留存在沼液中，另有少部分氮转化成氮气（ N2）排放到空气中。鱼梁洲项目的脱氮除磷污水处理过程中，部分氮和大部分磷经过生化反应后会转移到污泥当中。通常，污泥消化沼液中总氮浓度可达 300 ～ 2000毫克 / 升，总磷浓度可达 70 ～ 200 毫克 / 升（中华人民共和国住房和城乡建设部， 2012）26，远远高于畜禽粪便（ 2010 年我国产生的畜禽