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　01.項目概況
　　（1）項目基本情況
　　大連夏家河污泥處理廠位于大連市甘井子區革鎮堡鎮夏家河村，南側毗鄰夏家河污水處理廠，北側是土羊高速公路。該項目是大連市政府為建設國家環保模范城，徹底解決城市污水處理廠污泥環境污染、廢物綜合利用、變廢為寶的循環經濟項目，也是我國第一個采用BOT方式建設的城市集中式污泥處理廠，亦是國內首個采用厭氧發酵/工業化生物制氣工藝降解有機廢物的示范項目。項目規劃占地面積4.11公頃，一期征地2.47公頃，年處理污泥等可降解有機廢物總量超過25萬噸，日供凈化生物質燃氣（天然氣標準）約20000立方米。

大連夏家河污泥處理廠項目全景
　　（2）建設內容和規模
　　項目設計日處理市政污泥600噸/天，餐廚垃圾200噸/天，城肥100噸/天。
　　（3）社會資本方概況
　　2006年，本項目通過公開招標確定由大連東泰產業廢棄物處理有限公司投資建設。大連東泰產業廢物處理有限公司成立于1991年，是國內較早開展廢棄物集中處理的專業公司之一，獲得國家環保總局頒發的《固體廢物處理設施運營資質》及大連市環保局頒發《危險廢棄物經營許可證》，并于2002年1月30日正式通過了ISO14001國際管理體系的認證。現擁有職工300余人，固定資產6000多萬元，主要從事固體廢物的收集、處理、處置及再生利用；環保技術咨詢，“三廢”處理工藝設計；企業相關物業管理，環境污染治理。
　　2007年3月2日大連東泰產業廢棄物處理有限公司，大連力達環境工程有限公司共同出資成立了項目公司——大連東泰有機廢物處理有限公司，注冊資金4000萬元。項目公司現有員工60余人，是大連夏家河污泥處理廠項目的運營單位。經營范圍包括：市政污泥、有機垃圾的收集與無害化處理及再生產品的生產和銷售。公司以建設生物質有機廢物集中式厭氧消化/生物制氣集成化處理技術應用示范基地為目標，在厭氧消化預處理技術、協同厭氧消化處理技術等領域進行突破，在沼氣凈化提純技術；生物質燃氣混配、高壓輸送技術；沼液高效脫氮處理技術，沼渣綜合利用等方向進行探索，實現了從污染治理到產物利用的完成技術路徑，形成一整套集成化處理技術，水平先進、成熟、可靠，處于國內、國際領先水平，且均已實現產業化應用，投資少，占地省，運行成本低，可在城市、農村等多地進行復制和推廣。
　　（4）項目進展
　　大連夏家河污泥處理廠是大連市唯一一家專門從事市政污泥、餐廚垃圾等城市可降解有機廢物集中處理的工廠。項目于2007年11月開工建設，2009年2月完成土建、設備安裝，2009年4月29日投料試運行。目前主要承擔大連市主城區20多家污水處理廠污泥、市內五區餐廚垃圾、城肥等可降解有機廢物集中處理任務，可降解有機廢物經厭氧消化后產生固、液、氣三態產物。氣態產物（沼氣）經凈化提純并入城市燃氣管網，作為城市居民生活的補充能源進行利用，在國際尚屬首例；液態產物（沼液）采用短程硝化——厭氧氨氧化聯合工藝進行脫氮處理，實現高氮廢水的達標排放。這是厭氧氨氧化技術在國內首次實現產業化應用，在國際上仍處于領先水平，解決了厭氧消化技術高含氮廢水難處理的瓶頸問題；固態產物（沼渣）富含氮磷鉀等營養成分，可廣泛用于土壤改良、園林綠化的基質用土，亦可替代粘土作為生產水泥的原料之一。
　　項目已經連續穩定運行12年，累計處理可降解有機廢物總量超過200萬噸。2019年，項目累計處理可降解有機廢物總量超過35萬噸，累計外送凈化生物質燃氣量815萬立方米。
　　02.運行模式
　　（1）建設運營模式
　　項目采用BOT的運營模式，特許經營期包括：特許經營建設期，期限為12個月；特許經營收費期：期限為特許運營收費期之日起20年。在特許經營期內，大連市城建局（2018年機關事業單位改革后，調整為大連市市政公用事業服務中心）獲得大連市人民政府授權管理此項目，有權簽署有關協議，并履行協議義務。大連市城建局（目前由大連市市政公用事業服務中心）授予大連東泰有機廢物處理有限公司行使從事夏家河污泥處理廠項目的權利，該公司享有項目的工程設計、建設、運營維護、收取污泥處理費的權利。
　　在特許經營期內，項目的全部設備和設施等相關財產均由大連東泰有機廢物處理有限公司投資，其財產的所有權和運營權在特許經營期內歸該公司所有。項目融資需要時，可按約定條件質押污泥處理廠項目的部分或全部運營收費權。大連東泰有機廢物處理有限公司享受特許經營期內的排它性原則。
　　項目交易模式見下圖所示：

　　交易模式圖
　　（2）資金籌措
　　大連夏家河污泥處理廠項目注冊資金4000萬元，總投資接近20000萬元，其中：銀行貸款8641.5萬元，年利率6.84％，貸款年限10年，其余為企業自籌。項目股權結構見下表所示：
　　表1.股權結構情況表

（3）回報機制
　　項目回報機制以“政府付費”為主，即項目的收入（成本及收益），是通過政府財政預算安排，每年從財政預算資金中固定支付給項目公司用于日常經營及正常利潤的費用。
　　此外，項目公司通過售賣生物質燃氣產品，也能帶來穩定的經濟收益，此部分收益約占總收入的30%。
　　03.借鑒價值
　　我國每年產生可降解有機廢物44億噸，其中，污泥約2200萬噸，餐廚垃圾約6000萬噸，禽畜糞便約39億噸，農作物秸稈約7億噸，若將所有有機廢物厭氧消化處理，則每年可產生3000億m3沼氣，占我國一次能源消耗的6%，同時可提供超過4億噸有機肥料，生物質能開發前景廣闊。截至2019年末，中國城鎮化率達到60.6%，其中，百萬人口以上城市130座，超大城市39座。一方面，這些城市人口密集，亟待解決可降解有機廢物的處理處置問題；另一方面，城市化程度高，土地資源緊張，比較適合建立集中式可降解有機廢物處理中心。可降解有機廢物集中式厭氧消化處理技術節能投資和運行成本，實現資源的綜合利用，具有良好的經濟、社會、環境效益，推廣及應用前景廣闊。
　　大連夏家河污泥處理廠項目自2009年投產運行至今，已連續穩定運行了12年之久，實現了從污染治理到產物利用的完成技術路徑，形成一套穩定的集中式厭氧消化集成化處理技術。投資少，占地省，運行成本低，利用綠色技術美化城市環境，同時幫政府解決污染治理的難題。項目的實施，既能改善生態環境，又能帶來可觀的經濟效益，在污泥、濕垃圾等生物質能源廢物的綜合治理領域打造示范，且整套集成技術可在城市、小城鎮等多地進行復制和推廣。
　　（1）可生物降解有機廢物集中式一體化處理模式
　　大連夏家河污泥處理廠項目采用厭氧消化/工業化生物制氣工藝，對市政污水處理廠污泥、餐廚垃圾、過期食品等各種固態、液態可生物降解的有機廢物進行集中式一體化處理，解決了城市各種有機廢物分散處理造成的投資浪費、運行管理費用高等弊端。利用現有設施合并處理多種生物質有機廢物，同時解決多種污染物治理問題，改善環境的同時節省投資，在國內屬于首創，項目的建成及穩定運行成為國家環保產業典范。
　　（2）生產清潔能源、節能減排
　　能源是現代化建設的重要基礎和動力，項目積極響應國家“十四五”時期全面構建清潔低碳、安全高效的能源體系的目標，將市政污泥、餐廚垃圾等有機廢物進行“減量化、穩定化、無害化、資源化”處理，產生新的清潔能源生物質燃氣，節能減排，變廢為寶，惠民利用。
　　項目年處理可降解有機廢物總量超過25萬噸。每年減排甲烷約0.54萬噸，減排二氧化碳約12萬噸。日產凈化生物質燃氣超過20000立方米，通過城市燃氣管網輸送至千家萬戶作為城市燃氣的補充氣源，供居民日常用氣使用，該氣量可滿足每天5萬戶居民的用氣需求，約占大連市居民用氣總量的5%。據統計數據顯示，大連市未收集的餐廚垃圾量約為800~1000噸/天，若這部分餐廚垃圾全部采用集中式厭氧消化/生物制氣的方式處理，則日產凈化生物質燃氣量將超過50000立方米，可滿足12萬戶城市居民的用氣需求，社會效益顯著。
　　厭氧消化技術利用微生物的新陳代謝作用將能源作物（如污泥、易腐垃圾、糞便）等有機物分解，產生生物甲烷，該技術在滿足能源需求上發揮著重要作用。利用厭氧消化技術處理可降解有機廢物，提純氣態產物沼氣獲取的生物質燃氣，可以作為一種新能源替代石油天然氣導入城市供氣體系內，這一能源替代體制有效地緩解了當前能源緊缺的困境，解決城市居民用氣需求。為新能源開發以及可持續發展戰略的貫徹開辟了新的道路，同時還對節能減排提升能源經濟效益亦有杰出的貢獻。

　厭氧消化反應裝置
　　（3）先進成熟的集成化工藝處理技術
　　項目自主研發了針對不同種類物料的專用預處理技術；協同厭氧消化處理技術；沼氣凈化提純技術；生物質燃氣（天然氣標準）混配、高壓輸送技術；高氮含量廢水高效脫氮處理技術；沼渣資源化利用技術等。整套集成化處理技術水平先進、成熟、可靠，處于國內、國際領先水平，且均已實現產業化應用，其中：

　　生物質燃氣凈化裝置
　　預處理技術主要針對不同種類生物質能源物料的物理特性，研究最有效的預處理方式，加快水解酸化速度，以促進有機質降解進程，縮短物料停留時間，從而提高系統處理能力。
　　協同厭氧消化處理技術是根據不同物料組合方式優化和改進協同厭氧消化過程，通過控制工藝參數的控制使厭氧反應系統始終處于利于甲烷菌菌群生存代謝的最優勢環境條件，從而促進產氣。通過生產裝備及PLC控制系統的技術升級，以保證設備與物料的匹配性最佳，以提高可降解有機廢物的處理效率。
　　沼氣凈化提純、生物質燃氣混配及高壓輸送技術可滿足次高壓城市天然氣管網輸氣要求，實現生物質燃氣的高值利用。
　　高氮含量廢水高效脫氮處理技術、沼渣資源化利用技術則是在沼液、沼渣的綜合利用方面進行攻關探索，為生物質廢物集中處理技術的發展攻克難關。沼液是厭氧消化后產生的殘余液體，總固體含量小于1%。其產量大、經過厭氧工藝處理后仍然含有較高的污染物，特別是氨氮含量過高，遠遠超過了排放標準。若采用傳統物化法存在運行費用高、效能低下的特點；采用普通的硝化反硝化工藝，存在反硝化碳源不足的問題。項目提出采用同步亞硝化-厭氧氨氧化-反硝化聯合脫氮工藝對沼液進行無害化處理：在厭氧的條件下利用NH4+-N作為電子供體，NO2-N作為電子受體，經過氧化還原作用將其轉為N2的過程。項目日處理沼液量可達1000噸。與傳統的生物脫氮工藝相比，該工藝不僅節省25% 的曝氣量，無需外加有機碳源，可適用于低C/N比廢水，對于該類水體的生物脫氮處理具有重要意義，掀起了廢水脫氮的一場新革命，經聯合工藝處理后的沼液輸送至大連夏家河污水處理廠進行深度處理，從而最終實現沼液的達標排放。沼渣是沼氣工程的副產品，其營養成分豐富，養分含量全面，被認為是一種優質高效的土壤改良劑和有機肥料。生物質可降解有機廢物經厭氧消化穩定化、無害化處理后，產生的沼渣滿足《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》GB/T23486 的規定和有關標準，根據《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南》要求，沼渣可經自然晾曬后混拌黃土作為土壤改良劑、基肥或園林綠化用土進行利用。此方式不需要大量物料及土地資源消耗，便可實現污泥等有機廢物中有機質及營養元素的高效利用，實現能量的有效回收。此外，項目產生的沼渣與粘土成份接近，亦可替代粘土作為生產水泥的原料，用于建筑行業。

高氮含量廢水高效脫氮處理技術掛膜填料
　　04.獲得的主要榮譽
　　2010年大連東泰有機廢物處理有限公司被評為“大連市信息技術推廣應用工作先進集體”；2011年大連夏家河污泥處理廠項目被認定為國家重點環境保護實用技術示范工程；國家第一批城鎮污水處理廠污泥處理處置示范項目等榮譽。2011年底項目成功注冊聯合國CDM減排項目。公司曾獲得2009 年、2010年、2013年大連市科技計劃項目資金資助。2014年項目入選遼寧省節能減排技術目錄；獲得第一屆大連市科技創業大賽成長組二等獎。2015年公司首次認定為高新技術企業。2016年項目實施過程中研發的《應用于污泥厭氧消化系統的控制》專利獲大連市專利獎勵；項目獲得大連市科技進步獎；同年項目被評為2016年大連市“十佳環境治理工程”；大連東泰有機廢物處理有限公司被評為大連市節能環保工作先進單位。2017年在本項目研究的基礎上開展的《城鎮污泥高效干化與清潔能源利用關鍵技術研發及應用》項目獲得遼寧省科技進步二等獎。2018年再次認定為高新技術企業。2019年獲得大連市企業技術中心榮譽稱號。
　　同時，為保證公司在生物質能源厭氧消化領域的技術創新性、延展性不斷提升，公司組建了由碩士、專業技術人員、行業資深專家組成的研發團隊。主導或參與研發的多項新技術和新工藝已經應用于許多工程上，全面參與工程項目工藝研發、工程調試、試運行和運營。經過近幾年的技術研發，公司已取得二十余項知識產權成果。先后與大連理工大學、大連工業大學等科研院所開展技術合作，積累了豐富的科研經驗，全力推動公司技術研發和科技創新進程。2018年由項目衍生的《生物質有機廢物廚余垃圾合并污泥資源化利用技術的研究》項目入選大連市重點研發項目；《厭氧消化沼液無害化處理及資源化利用技術的研究》項目入選甘井子區重點研發項目。2019年《市政污泥預處理破壁技術的研究》項目入選甘井子區重點攻關項目。
來源： 清華PPP研究中心