時間：2024-01-27 16:31:13
序論：在您撰寫污泥處理目的時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
關鍵詞： 污泥處理處置，污泥干化，轉盤式干化機，循環(huán)經(jīng)濟模式。
中圖分類號：[TU992.3] 文獻標識碼：A文章編號：
Abstract: our way out of the sludge has a very prominent, the relevant state departments are actively carry out of sludge treatment and disposal of research and related technologies develop policies work. In this paper, the sludge treatment and disposal of linfen city in project planning ideas, according to harmless and recycling and low carbon energy saving to the principle of combining, and according to local conditions, scientific selection of technical route and the construction project, meet the country's energy consumption and pollution reduction in overall requirements of strategies, realize the comprehensive utilization of sludge treatment and disposal, to finally realize the sludge "zero emission of recycle economy mode.
Keywords: sludge disposal, the sludge drying, turn disc dry HuaJi, recycle economy mode
1. 合理安全處理處置污泥的必要性
作為污水處理過程中的副產(chǎn)物，污水處理廠產(chǎn)生的污泥富含寄生蟲卵、病原體、病毒、重金屬等，具有較強的污染性質(zhì)，如果隨意棄置，這些污染物質(zhì)會通過雨水沖刷、地表滲入、空氣擴散等多種途徑進入地表水、地下水、大氣、食物鏈直至人體本身，嚴重威脅生態(tài)環(huán)境和人體健康。脫水后的污泥含水率仍較高，一般在75%以上，這部分水份難以焚燒，運輸成本高，堆放占地面積大，直接填埋則會使填埋場提前報廢。污泥散發(fā)出的惡臭和排放氣體是污染嚴重的溫室氣體，可能影響相當大的一片周邊壞境。
根據(jù)估算，我國目前城市污水處理廠每年排放的污泥量（干重）大約為130萬噸，而且年增長率大于10%，特別是在我國城市化水平較高的城市與地區(qū)，污泥出路問題已經(jīng)十分突出。如果城市污水全部得到處理，每年將產(chǎn)生污泥量（干重）約為840萬噸，占我國總固體廢棄物的3.2%。在經(jīng)濟發(fā)達的國家，污泥處理處置是城市污染控制中極為重要的環(huán)節(jié)，其投資約占污水處理廠總投資的50%～70%。而我國用于污泥處理處置的投資約占污水處理廠總投資的20～50%，可以看出，污泥處理處置處于滯后狀態(tài)。現(xiàn)在許多污水處理廠對污泥的做法僅僅是通過簡單的濃縮、脫水處理后就直接外運堆放或填埋，遠未達到安全處理處置的要求。國家有關部門正積極開展污泥處理處置的研究和相關技術政策的制訂工作，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部與中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會于2011年下發(fā)了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術指南》（試行）。
可以看出，在“十二五”期間，我國的環(huán)保重點將放在污泥處理處置等方面，因此合理安全處理處置污泥符合我國環(huán)保設施建設規(guī)劃的要求 。
2．本項目污泥處理處置方式的選擇
污泥處理時為滿足污泥最終處置方式的要求，對污泥進行以"減量化、穩(wěn)定化、無害化"為目標的全過程。一般包括濃縮、脫水、厭氧消化、好氧消化、石灰穩(wěn)定、堆肥、干化和焚燒等。污泥處置是污泥處理后的消納過程，一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚燒。污泥處置制約著污泥的處理方式，因此在確定污泥處理目標前首先需確定本項目的污泥處置方式。
對于本項目而言，厭氧消化、好氧堆肥及焚燒工藝雖然可取得一定的減量化、穩(wěn)定化及無害化效果，繼而實現(xiàn)資源化目標，但厭氧消化后含水率高，體積大，臭味重，所以對于農(nóng)田和綠地施肥利用率較少。好氧堆肥存在資源化途徑較少且受地域影響較大，占地較大，堆肥后產(chǎn)品量較大處理困難等問題。污泥石灰穩(wěn)定脫水方法是一種新的污泥處理方式，適合有長期大量回填土要求的地區(qū)，應用受到一定的限制。焚燒雖為最徹底的處理方式，但也存在其投資費用高，后繼資源化途徑少等因素。
而無論是填埋、焚燒、農(nóng)業(yè)利用還是工業(yè)利用，污泥干化都是重要的一步。污泥干化是污泥處置最基本的步驟，通過干化加焚燒全系統(tǒng)的建設和運營，可以徹底解決污泥問題，無需為污泥顆粒另外尋找途徑，同時可以回收一些能量，但是單獨的污泥焚燒運行成本較高，所以可以考慮干化后的污泥通過臨汾熱電廠與煤混燒，既能實現(xiàn)污泥的減量化、資源化，又不需要建造單獨的焚燒系統(tǒng)和配置單獨的管理人員，是污泥處置的較好的一條途徑。
污泥的熱干化處理采用熱能進行，可將污泥從含水率80%降低到60%甚至10%以下，減量50%～78%。主要優(yōu)點是占地相對較小，減量效率高，處置出路較具靈活性。熱干化是最有效的減量方式，從目前國際上污泥處理處置的趨勢看，由于其能耗方面的支出低于直接焚燒，而效率遠遠高于堆肥和風干，所以，熱干化目前已成為一種發(fā)展最快且最適合于城市污水處理廠污泥大規(guī)模減量要求，并可加以后繼利用的處理形式。污泥不管是作為建材利用、土地利用還是焚燒，首先都需要進行干化處理。干化工藝可以作為任一處置策略的中間步驟，適合目前處置多樣化導向的要求。污泥干化處理后可與煤混燒，熱電廠一般要求的污泥含固率為50%-60%，另外還存在作為綠化用土、垃圾填埋場覆蓋土添加料等多種可能。近年來，污泥低溫、中溫干化工藝的普遍應用，使得設備投入及處理成本大為降低，可利用的熱源范圍不斷擴大，使得大量的低品質(zhì)熱源得以充分利用，符合節(jié)能減排政策要求，干化工藝的減量化、穩(wěn)定化、無害化效果顯著及后繼資源化途徑成多樣化方式。
污泥干化具有以下特點：
1）顯著兼容各種污泥，經(jīng)過烘干處理后的污泥其含水率可減至5%～40%，體積可減少2~5倍，實現(xiàn)了污泥的減量。
2）在干燥的過程中，可以有效的殺滅各種有害菌，其產(chǎn)品無臭和無病原體，使處理后的污泥更宜被接受。
3）產(chǎn)品適用于多種途徑的最終處置，可根據(jù)泥質(zhì)情況，用于制作復合肥、建筑材料、土壤改良劑、工程回填土、替代能源等。
4）污泥的熱干燥過程可快速實現(xiàn)污泥的減量化，過程中通常不外加其它輔助物料進入污泥，因此對污泥的性質(zhì)，尤其是污泥的熱值等方面影響極小。
臨汾市現(xiàn)已建成污水處理廠兩座，臨汾郭村污水處理廠設計總規(guī)模為7萬m3/d，臨汾第二污水處理廠設計總規(guī)模為8萬m3/d，均未考慮污泥處理處置措施，污泥經(jīng)濃縮脫水后外運到垃圾處理場作填埋處理。根據(jù)兩座污水處理廠最終設計規(guī)模和進出水水質(zhì)預計每天將共產(chǎn)生約279噸（含水率80%）污泥。直接填埋一方面占用了垃圾處理場大量的填埋庫容，另一方面也會造成垃圾處理場滲濾液排放及沼氣收集系統(tǒng)的堵塞，不利于垃圾處理場沼氣的資源化利用。如果進行污泥干化，干化后的污泥仍含有一定的熱值，可作為臨汾市熱電廠的低熱值燃料，增加發(fā)電量。這樣干化污泥的含水率應低于35%可與煤混燒。因此污泥干化處理即要達到含水率的要求，又要保證在污泥處理過程中盡可能不使污泥的熱值降低，也即盡可能不使干污泥中的有機物含量降低，無機物的含量增加。一方面污泥干化后（含水率35%）的低位熱值約為1300kcal/kg，可與發(fā)電廠的煤混燒發(fā)電。另一方面干化后的污泥根據(jù)有關資料顯示其橫向剪切強度及臭氣濃度均可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》（GB/T 23485-2009）中用作覆蓋土添加料的泥質(zhì)指標的要求。因此干化后污泥，可不再作為垃圾進行衛(wèi)生填埋，而是可以作為垃圾處理場的覆蓋土添加料進行填埋處理，即可作為污泥應急處置的備選方案。
3．本項目污泥干化方式的確定
本污泥干化項目處理規(guī)模為279t/d（按80%含水率計）。目前暫按普通污泥泥質(zhì)考慮，進泥含水率為80%，進泥中有機物含量為55%。根據(jù)調(diào)研，目前可接納污泥的主要為臨汾熱電廠，與煤混燒發(fā)電。干化后污泥含水率小于35%，另外還存在作為綠化用土、垃圾填埋場覆蓋土添加料等多種可能。
干化后污泥含水率為35%，其低位熱值為1,200-1,800Kcal/kg，與煤混燒可增加熱電廠的發(fā)電量。污泥干化項目可利用臨汾市熱電廠的蒸汽作為熱源，從而達到互惠互利，既解決了污泥的處置問題，又適當降低了工程運行的成本。因而本工程的建設既達到了節(jié)能減排及以廢治廢的目標，又實現(xiàn)了工程的循經(jīng)濟，雙方的共贏的可持續(xù)發(fā)展。本工程惡臭污染物排放廠界標準按二類區(qū)執(zhí)行《惡臭污染物排放標準》GBl4554-93的二級標準。廠內(nèi)排放的廢水、污水通過污水管線可送到污水處理廠進行處理。
污泥干化處理工程主要包括以下系統(tǒng)：污泥接受儲存和干化系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)有熱源系統(tǒng)，臭氣處理系統(tǒng)以及其它輔助系統(tǒng)等。污水處理廠的脫水污泥輸送到污泥干化項目處，進行計量后，卸至接料倉內(nèi)，經(jīng)卸料螺旋和污泥泵送至污泥干化機。本項目污泥干化可采用的熱源為臨汾市熱電廠提供的1MPa飽和蒸汽。
目前污泥干化根據(jù)熱媒是否與污泥直接接觸可分為二類：一類是用燃燒煙氣直接進行干化，另一類是用蒸汽或熱油等熱介質(zhì)進行間接干化。
(1) 直接干化：將高溫煙道氣直接引入干燥器，通過氣體與濕物料的接觸、對流進行換熱。這種做法的特點是熱量利用的效率高，但是如果化的物料具有污染物性質(zhì)，也將帶來排放問題，因高溫煙道氣的進入是持續(xù)的，因此也造成同等流量的、與物料有過直接接觸的廢氣必須經(jīng)特殊處理后排放，代表設備有轉鼓、帶式、流化床等干化方式，由于本工程采用蒸汽作為熱源，因此該方式不適用于本工程。
(2) 間接干化：將高溫煙道氣的熱量通過熱交換器，傳給某種介質(zhì)，這些介質(zhì)可能是導熱油、蒸汽或者空氣。介質(zhì)在一個封閉的回路中循環(huán)，與化的物料沒有接觸。熱量被部分利用后的煙道氣正常排放。代表設備有轉盤式、薄層、帶式等等干化方式。
污泥干化根據(jù)運行溫度的高低大致可分為兩類：一類是采用帶式低、中溫干化，另一類是利用熱爐進行高溫干化。
第一類干化工藝主要適用于氣溫較高的地區(qū)，能耗為電能及熱能，其特點是干化設備相對較少，干化度調(diào)節(jié)靈活，可間隙性連續(xù)運行，但占地相對較大、適合用于處理量較小的情況，不適用于本項目。
第二類干化工藝適用于各類物料的干化，不受地區(qū)和氣候的影響，自動化程度較高，運行較穩(wěn)定可靠，能量消耗主要為電能及熱能，運行費用相對較高，適用于較大處理量的情況。目前污泥熱爐干化工藝有帶式干化工藝、轉筒干化工藝（屬直接干化方式）、污泥“珍珠工藝”、流化床干化工藝、臥式轉盤干化工藝、渦輪薄層干化工藝及組合式兩級干化工藝等。其中全干化的有：流化床干化、轉盤干化、帶式干化、組合式兩級干化，半干化方式有：轉盤干化、帶式干化。
污泥處理處置途徑較多，而不同處置途徑對污泥干化度的要求也不盡相同，本項目干化后污泥主要途徑為運至發(fā)電廠與煤混燒發(fā)電，含水率要求小于35%，屬半干化。從上面分析可知，通常用于半干化的工藝有：轉盤干化和帶式干化兩種形式。
帶式干化機：
帶式干化機由若干個獨立的單元段組成。每個單元段包括循環(huán)風機、加熱裝置、單獨或公用的新鮮空氣抽入系統(tǒng)和尾氣排出系統(tǒng)。對干燥介質(zhì)數(shù)量、溫度、濕度和尾氣循環(huán)量操作參數(shù)，可進行獨立控制，從而保證帶式干化機工作的可靠性和操作條件的優(yōu)化。帶式干化機操作靈活，濕物進料，干燥過程在完全密封的箱體內(nèi)進行，勞動條件較好，避免了粉塵的外泄。但其缺點是占地面積相對較大，能耗相對較高，臭氣處理量也較大。
帶式干化機結構簡圖
轉盤式干化機
轉盤式干化機主體由一個圓筒形的外殼和一組中心貫穿的轉盤組成。轉盤組是中空的，熱水蒸氣從這里流過，把熱量通過轉盤間接傳輸給污泥。污泥在轉盤與外殼之間流過，接受轉盤傳遞的熱，蒸發(fā)水分。污泥水分形成的水蒸氣聚集在轉盤上方的穹頂里，被少量的通風帶出干燥機。轉盤有兩個作用：一是它給污泥提供足夠大的換熱面積；二是它緩慢轉動，它上面的小瓣片推動污泥向指定的方向流動并起到很好的攪拌作用。轉盤式干化機具有能耗較小，占地小，設備數(shù)量少的優(yōu)點。其主要缺點是污泥與槳葉有接觸，因此存在磨損現(xiàn)象，要求采用優(yōu)質(zhì)鋼材或特殊耐磨鋼材。
轉盤式干化機結構簡圖
通過比較分析，本污泥干化項目采用轉盤式干化機。因為轉盤式干化機是一種傳導式干燥機，傳熱媒質(zhì)與物料不直接接觸，而通過固定的傳熱面換熱。比起對流傳熱方式，這種方法工藝氣體量小得多，粉塵少甚至無粉塵，固體與氣體不混合，輔助設備少，系統(tǒng)簡潔，更節(jié)省熱能和電能。轉盤式干化機運行可靠，年工作時間在8000小時以上，維護量很小。由于采用傳導式換熱工藝，轉盤式干化機安全性能非常優(yōu)異，粉塵含量低，氧濃度低，熱介質(zhì)溫度一般不超過200°C。值得一提的是，當轉盤式干化機半干化（出泥含固率范圍35%－45%）時，則不需考慮安全問題，因為半干化工藝本身不可能形成自燃或粉塵爆炸的條件。
轉盤式干化機的特點如下：
1. 設置空氣補給口使尾氣排放更加順暢，系統(tǒng)負荷變小。
2. 可靠性高，持續(xù)運行性好，可晝夜運轉，適用于長時間大處理量的物料干燥。
3. 運行時氧含量、溫度和粉塵量低，安全性好。
4. 臥式轉盤干化機每個豎立轉盤的左右兩面?zhèn)鳠?，傳熱面積大，結構緊湊，外形尺寸小。
5. 輔助設備少，系統(tǒng)簡單。
6. 可采用低溫熱源（≤180℃）加熱，轉盤上的污泥在停車時不會過熱。
7. 所需輔助空氣少，尾氣處理設備小。
8. 臥式轉盤干化機可應用于半干化工藝，也可應用于全干化工藝。
9. 可采用蒸汽，導熱油等多種傳熱介質(zhì)。
10. 機身上部的蓋子可以完全打開，便于保養(yǎng)。
11. 維修少，持續(xù)運行性好，可晝夜運轉，保證每年8000 小時運行。
12. 停電狀態(tài)能夠緊急啟動，運行穩(wěn)定。
13. 構造牢固，持久耐用。
4．本項目污泥干化工藝設計
4.1系統(tǒng)設計
轉盤式污泥干化系統(tǒng)圖
工藝流程如下：污水處理廠脫水污泥輸送至本項目污泥接料倉中，再由污泥泵送至干化機進行干化處理。干化熱源來自臨汾熱電廠的蒸汽。經(jīng)過污泥干化機后的污泥由出料口出料，可輸送至臨汾熱電廠與煤進行混燒。干化污泥所排放的尾氣主要是水蒸汽，但也含有副產(chǎn)品氣體和溶解在污泥水中的氣體。尾氣被送至噴淋塔，通過噴淋和冷凝液循環(huán)冷凝，釋放出的廢水約為193t/d，可排放到市政污水管道至污水處理系統(tǒng)進行處理。干化后的剩余氣體將通過引風機抽離噴淋塔，與濕污泥接料倉間及干化車間內(nèi)產(chǎn)生的惡臭氣體等一起進行化學除臭及生物除臭。本項目的噪聲來自各類機泵，如泥泵、風機等，噪音滿足 (GB12348-2008)的要求。
4.2工藝及設備參數(shù)：
工藝參數(shù)：
進泥：污泥量279t/d，污泥含水率80%
出泥：污泥量86t/d，污泥含水率35%
干化機蒸發(fā)水量：193 t/d，8t/h
1)濕污泥料倉
污泥倉為方形或柱形碳鋼結構，碳鋼防腐。污泥倉由倉體、液壓站、液壓缸等部分組成，矩形大口徑出料口位于底部。倉頂蓋板設有進料口，即可自動進料又無污染。
有效容積：100m3；
數(shù)量：3臺；
單體規(guī)格：Φ6700×3500mm。
額定功率： 22kw。
破拱功能：移動滑架可防止污泥起拱、板結等現(xiàn)象的發(fā)生。
附件：料位顯示，控制柜，并有事故報警和系統(tǒng)緊急停功能。
2)污泥輸送泵
濕污泥料倉的預壓螺旋輔助喂料給螺桿泵。螺桿泵配備一個矩形進料斗和增大橫截面的物料擠壓區(qū)，同時帶有直徑和長度增大的帶狀進料推進螺旋。開放料斗的長度可以根據(jù)相應的工況條件作調(diào)整。螺桿泵采用變頻調(diào)速、雙軸變螺距齒形結構，可以根據(jù)設定給料壓力自動調(diào)整輸送量。
數(shù)量：6臺；
功率：15kw；
流量：4.5t/hr；
3)轉盤干化機
污泥干化系統(tǒng)設置3臺轉盤式干化機，單機干化能力為100t/d（含水率由80%至35％）。干化機變頻調(diào)速控制，干化用蒸汽為熱電廠1MPa的飽和蒸汽。
數(shù)量：3臺；
裝機功率：90kw；
傳熱面積：411m2；
全容量：26m3；
干化方式：間接傳熱；
4)冷凝器
尾氣中含有大量水蒸汽，降溫放熱量較大，因此采用高效換熱器對尾氣進行冷凝。
5)除臭單元
5-1）生物除臭
生物除臭過濾裝置，總面積為100m2，濾料高1.8m，停留時間3s，采用無機（20%）及有機混合濾料（80%）。
單速離心風機數(shù)量：2套
風量：8000 m3/h
風壓：3360Pa
功率：17KW
5-2）化學除臭
采用化學吸收塔除臭系統(tǒng)，進氣房里的臭氣由風機送到除臭系統(tǒng)，臭氣處理系統(tǒng)有2組尺寸相同的塔，每組處理系統(tǒng)由1個酸塔、1個堿塔組成。每組系統(tǒng)塔的酸塔和堿塔結構相同。在滌洗塔中，臭味分子從氣體轉變成液體并發(fā)生化學反應生成無機物。
新建NaOH儲藥罐1座，有效容積6m3。
新建H2O2儲藥罐1座，有效容積7m3。
新建H2SO4儲藥罐1座，有效容積6m3。
6)蒸汽鍋爐
配套一套蒸汽鍋爐作為備用。
4.3本項目直接建設費用及運行成本
本項目直接建設費用（即一類費用約為6773.80萬元）,其中土建費用約為1414.00萬元，設備購置費用約為4793.80萬元，安裝費用約為566.00萬元。單位生產(chǎn)成本約為213元/噸，單位經(jīng)營成本約為165元/噸。
5. 本項目運行穩(wěn)定性及效益分析
1) 工藝配置和技術能力
工藝配置上，干化系統(tǒng)3套，無備用線，當一條線檢修時，可以適當降低干化后污水的含固率，至少可滿足污泥填埋的要求。
技術能力上，污泥干化技術成熟，可以在進料污泥含水率有變化的情況下，通過調(diào)節(jié)進入干化機物料的污泥泵轉速，確保干化后污泥含水率在35%左右，滿足干化后污泥與煤混燒的要求。
2) 運行穩(wěn)定維護方案
在任何工況下，系統(tǒng)都能全自動運行，包括啟動和停車，也包括緊急停車。一旦系統(tǒng)停車，能在很短的時間內(nèi)重新啟動并達到設計能力。運行維護采用集中控制方式，對污泥干化系統(tǒng)、臭氣處理系統(tǒng)等，采用PROFIBUS總線系統(tǒng)進行集中監(jiān)視和控制。
3） 環(huán)境效益
其可利用低品位熱源的特點，可充分利用熱電廠等其它可產(chǎn)生廢熱的工廠的廢熱源，減少污泥干化對高品質(zhì)熱源的需求，降低運行成本，從而符合國家節(jié)能減排及循環(huán)經(jīng)濟的要求。熱電廠焚燒干化后污泥，每年相當于約5810噸標準煤（干化后污泥的熱值按1,300kcal/kg計）的發(fā)電量，相當于每年可減少二氧化碳排量約15810噸，實現(xiàn)減排。
4） 經(jīng)濟效益
本項目污泥的資源化產(chǎn)生經(jīng)濟效益主要表現(xiàn)在：每年可為熱電廠提供相當于約5810噸發(fā)電量的標準煤，按800元/噸煤計算，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益約465萬元。
6. 結論
城市污水處理廠產(chǎn)生污泥的處理處置與污泥資源化相結合，是解決污泥的最佳出路之一。首先實現(xiàn)污泥處理處置的“減量化、穩(wěn)定化及無害化”目標，在積累污泥資源化產(chǎn)品及市場經(jīng)驗后，實現(xiàn)處置污泥的全面資源化，最終實現(xiàn)污泥“零排放”的循環(huán)經(jīng)濟模式。
參考文獻：
1.《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術指南（試行）》（住房和城鄉(xiāng)建設部、國家發(fā)展和改革委員會，二一一年三月）
2.《深圳市循環(huán)經(jīng)濟污泥干化項目》（中國給水排水2008年04期）
關鍵詞：市政污泥 下水道掏挖污泥 干化焚燒
一、引言
近年來，隨著國家經(jīng)濟和社會的發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴重，人們已經(jīng)認識到樹立科學發(fā)展觀的重要性，人與自然必須協(xié)調(diào)發(fā)展。作為水環(huán)境治理的重要組成部份——城市污水處理得到政府和社會各界的高度重視，新的污水廠不斷建設，污水處理率大幅提高。目前，我市已建成了六大排水系統(tǒng)（紀莊子、咸陽路、北倉、雙林、趙沽里、張貴莊等排水系統(tǒng)）擔負著天津市中心市區(qū)污水排放的重任。而市政污泥作為城市排水系統(tǒng)的副產(chǎn)品，它容量大、不穩(wěn)定、易腐敗、有惡臭，如不加以妥善處理和處置，將造成堆放和排放區(qū)周圍環(huán)境的二次污染，更有甚者，將其任意施與農(nóng)業(yè)，導致農(nóng)作物污染土地受到不可逆轉的中毒危害，一直以來未得到足夠重視，其最終處置問題已突現(xiàn)出來。在我市中心市區(qū)，污泥能否得到及時而適當?shù)奶幚砼c處置，已成為影響污水處理廠正常運行、是否從根本上產(chǎn)生環(huán)境效益的重要因素。因此，全面了解污泥處理處置技術及市政污泥處理處置的現(xiàn)狀與問題，力求提出適合的對策，是近期污泥處置工作的重點。
二、背景
天津市區(qū)污水廠污泥處理處置的現(xiàn)狀及存在的問題
1. 現(xiàn)狀
天津市現(xiàn)有六大排污系統(tǒng)，中心市區(qū)年排污泥量近40多萬立方米，每一。排污系統(tǒng)擬各建處理廠一座，現(xiàn)已建成并投入生產(chǎn)的城市污水處理廠為2座，其他處理廠正在興建之中。
總體來說，天津市污泥來源包括三個方面：
（1）污水廠的脫水污泥（包括紀莊子污水處理廠（330 m3/d）、東郊污水處理廠（300 m3/d）及新建的咸陽路污水廠（320 m3/d）和北倉污水廠（64 m3/d），這4座污水處理廠均采用二級生化處理、污泥中溫消化工藝 ，污泥最終處置方法均為外運堆存，4座污水處理廠日產(chǎn)污泥總量為1014 m3（含水率75%）。
（2）天津市全市下水道的掏挖污泥每天約200立方米（含水率75%）；
（3）河道污泥。
2.目前存在的問題
天津市市政污泥 （每天約200噸濕污泥）處置問題多年來一直未能得到解決，目前存在的問題主要有以下幾個方面：
1.天津市城市污水廠污泥現(xiàn)采用簡單的濃縮、脫水技術處理，均沒有進行減量化、無害化和穩(wěn)定化處理，這顯然不符合國家關于污泥處理處置的戰(zhàn)略思想，也與天津這個大都市的環(huán)境政策不符，因此結合現(xiàn)狀對污泥進行“三化”處理已成為各污水廠面臨的主要問題；
2. 近年來，郊縣農(nóng)民更加習慣于施用化學肥料，致使污泥出路越來越不暢；
3.中心城區(qū)下水道污泥均由各市政單位（污水廠、市屬排水所、區(qū)屬排水所）分別處置，且又受到地理等條件限制造成污泥分散堆放，污水處理廠污泥和管道污泥的處理與處置沒有形成統(tǒng)一的規(guī)劃；
4.各排水所污泥堆放點大多無固定場地，隨機傾倒現(xiàn)象較為嚴重；無正式協(xié)議，屬自行亂堆亂放；
5.目前污泥只通過各種渠道遠運至城郊荒地傾倒，每年僅場地補償費用支出約100萬元，同時污泥堆放點的污泥均為露天存放，傾倒地點未做任何衛(wèi)生處理，其中部分污泥存放點周圍有大片居民區(qū)，污泥堆放對居民生活造成一定的影響。污泥也給城郊的原生環(huán)境和次生環(huán)境帶來了嚴重的二次污染。近年來，連可供污泥傾倒的場地也日趨緊張起來。
6.儲泥點遠離城區(qū)，大多分布在外環(huán)線以外、城市遠郊區(qū)附近，使得污泥運輸費用較高，再加之沿途泄露，給城市景觀造成了損害。
三、市政污泥處理的主要目的及處置方式的研究
1.污泥處理的目的
如前所訴，天津市城市污水廠污泥現(xiàn)采用簡單的濃縮、脫水技術處理，均沒有進行減量化、無害化和穩(wěn)定化的處理。由此可以看出污泥處理的主要目的：一是穩(wěn)定化，通過處理使污泥停止降解，使污泥穩(wěn)定化，從而避免二次污染；二是無害化，殺滅寄生蟲卵和病原微生物；三是減量化，減少污泥最終處置的體積，降低污泥處理及最終處置費用；四是資源化和最終處置，在處理污泥的同時實現(xiàn)化害為利、循環(huán)利用、保護環(huán)境的目的。
這一目的可以通過對污泥的處理與處置來實現(xiàn)的。目前，國內(nèi)外污泥處理與處置的方法很多，一般采用濃縮、消化、脫水、干化、有效利用(主要為農(nóng)用)、填埋及焚燒等不同的處理、處置方法，或用其中某幾個方法組合處置，而污泥的最終出路不外是部分或全部資源化利用或以某種形式回到環(huán)境中去，當今世界各國廣泛采用的污泥處置方法有污泥的土地利用、污泥的填埋、 污泥的熱處置以及對污泥制動物飼料、包埋處理以及焚燒灰制磚等處置方法.
關鍵詞: 污泥 減量化 無害化 污泥處理 污泥處置 方法探究
引言
目前,我國污水處理廠每年排放的污泥量(干重)約 140 萬噸,且以每年10%以上的速度增長。污泥產(chǎn)生的環(huán)境污染問題日益突出,已造成極大的安全隱患、環(huán)境壓力和經(jīng)濟負擔。由于污泥中含有大量的重金屬物質(zhì)、病原菌等有毒有害物質(zhì),如果這些污泥得不到安全、環(huán)保處理處置,就會對環(huán)境造成較大危害。因此,采用切實可行的對污泥處理處置技術,按照污泥處理、處置工藝 “減量化、穩(wěn)定化、無害化”原則,加強污泥處理處置的全過程管理,并在堅持“安全、環(huán)?！钡脑瓌t下,實現(xiàn)污泥的綜合利用,回收和利用污泥中的能源、氮磷等資源物質(zhì),從而達到節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟的目的。
1.城市污水處理廠的污泥
1.1 污泥的特性
一般污水處理廠產(chǎn)生的污泥為含水量在75～99%不等的固體或流體狀物質(zhì)。其中的固體成分主要由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體及絮凝所用藥劑等組成,是一種以有機成分為主,組分復雜的混合物,其中包含有潛在利用價值的有機質(zhì)、氮(N)、磷(P)、鉀(K)和各種微量元素。
⑴ 物理特性
污泥組成為水中懸浮固體經(jīng)不同方式膠結凝聚而成,結構松散,形狀不規(guī)則,比表面積與孔隙率極高(孔隙率常大于99%),含水量高,脫水性差。外觀上具有類似絨毛的分支與網(wǎng)狀結構。
⑵ 化學特性
生物污泥以微生物為主體,同時包括混入生活污水泥沙、纖維、動植物殘體等固體顆粒以及可能吸附的有機物、金屬、病菌、蟲卵等物質(zhì)。污泥中也含有植物生長發(fā)育所需的氮、磷、鉀及維持植物正常生長發(fā)育的多種微量元素和能改良土壤結構的有機質(zhì)。
⑶ 污泥中水分的存在形式及其性質(zhì)
污泥中的水分有四種形態(tài):表面吸附水、間隙水、毛細結合水和內(nèi)部結合水。表面張力作用吸附的水分為表面吸附水。間隙水一般要占污泥中總含水量的65%～85%,這部分水是污泥濃縮的主要對象。毛細結合水:濃縮作用不能將毛細結合水分離, 分離毛細結合水需要有較高的機械作用力和能量,如真空過濾、壓力過濾、離心分離和擠壓可去除這部分水分。各類毛細結合水約占污泥中總含水量的 15%~25%。內(nèi)部結合水:指包含在污泥中微生物細胞體內(nèi)的水分,含量多少與污泥中微生物細胞體所占的比例有關。去除這部分水分必須破壞細胞膜,使細胞液滲出,由內(nèi)部結合水變?yōu)橥獠恳后w。內(nèi)部結合水一般只占污泥中總含水量的10%左右。
1.2 污泥對環(huán)境的危害
污泥有機物含量高、易腐爛,有強烈的臭味,并且含有寄生蟲卵、病原微生物和銅、鋅、鉻、汞等重金屬以及鹽類、多氯聯(lián)苯、二英、放射性核素等難降解的有毒有害物質(zhì),如不加以妥善處理,任意排放,將會造成二次污染;污泥對環(huán)境的二次污染還包括污泥鹽份的污染和氮、磷等養(yǎng)分的污染。污泥鹽分含鹽量較高,會明顯提高土壤電導率,破壞植物養(yǎng)分平衡,抑制植物對養(yǎng)分的吸收,甚至 對植物根系造成直接的傷害;在降雨量較大地區(qū)且土質(zhì)疏松土地上大量施用富含氮、磷等的污泥之后,當有機物的分解速度大于植物對氮、磷的吸收速度時,氮、磷等養(yǎng)分就 有可能隨水流失而進入地表水體造成水體的富營養(yǎng)化,進入地下引起地下水的污染。
2.城市污水處理廠的污泥處理
2.1污泥處理
根據(jù)污泥所在處理單元不同,采用的不同的方法達到污泥減量化的目的。在污水處理單元操作過程中產(chǎn)生的污泥通過減容、減量、穩(wěn)定以及無害化的過程稱為污泥處理。污泥處理工藝單元主要包括污泥濃縮、脫水、消化(厭氧消化和好氧消化)、堆肥、干化等工藝過程。
2.1.1城市污泥處理的減量化方法
2.1.1.1調(diào)整污水處理工藝實現(xiàn)污泥減量化
在污水處理過程中,可以通過調(diào)整污水處理工藝,增設污泥濃縮池或適當增加污泥濃度和延長污泥齡,使污泥自身氧化分解的能力增強,減少微生物的數(shù)量,達到污泥減量化的目的。
2.1.1.2利用膜處理裝置化技術實現(xiàn)污泥減量化
污水處理中的活性污泥微生物一般由細菌(菌膠團)、真菌、原生動物和后生動物等組成,其中以細菌為主,且種類繁多。微型動物中以固著類纖毛蟲為主,如鐘蟲、蓋纖蟲、累枝蟲等原生動物,以細菌為食料;后生動物如纖毛蟲、線蟲、輪蟲等,以細菌、原生動物為食料。采用填料裝置化設施,在氧化溝、二沉池中設置利于原生動物和后生動物寄生的生物膜,利用生物接觸氧化法技術,減少污泥的產(chǎn)量。通過膜裝置化技術在氧化溝、二沉池中的應用,使活性污泥中的微生物通過系統(tǒng)內(nèi)部的生物鏈的物質(zhì)循環(huán),消化部分污泥,達到污泥減量化的目的。
2.1.1.3利用臭氧技術或超聲波實現(xiàn)污泥減量化
利用紫外線高級氧化功能而發(fā)展起來的光化學氧化和光催化氧化都是近年來新興的水處理技術。光化學氧化法是在光的作用下進行化學反應,采用臭氧或過氧化氫作為氧化劑,在紫外線的照射下使污染物氧化分解,從而達到水中污染物質(zhì)的高效降解。臭氧是一種強氧化劑,能破壞存在于空氣中或水中的微生物的細胞壁,使微生物立刻死亡。通過在回流污泥中,利用臭氧發(fā)生器加入一定量的臭氧或紫外線照射,可使部分污泥分解再利用,達到污泥減量化的目的。超聲波使得污泥中的部分細胞體受熱膨脹而破裂,釋放出蛋白質(zhì)和膠質(zhì)、礦物質(zhì)以及細胞膜碎片,使部分污泥分解再利用,從而達到污泥減量化的目的。
2.1.1.4采用污泥干化處理、污泥消化、污泥發(fā)酵技術實現(xiàn)污泥減量化
脫水后剩余污泥污泥的干化處理,一是通過晾曬蒸發(fā)水分,是最簡單的減量方法,但所需場地大,且受天氣的影響太大,不適合大規(guī)模的處理污泥;二是在污泥產(chǎn)生量比較大,且難以有效利用其它熱源的情況下,采用干化焚燒方式可稱為可行技術。污水污泥干化,最好是利用回收的焚燒熱量,在裝置正常運行工況條件下,通常不需要添加輔助燃料(如:在此情況下,除開機、停機和偶爾使用輔助燃料維持燃燒溫度)。
通過污泥的消化降解,建設污泥厭氧發(fā)酵池,由于建設費用高,運行不安全,運行費用高,再則厭氧后的污泥還需進一步處理,以達到進一步減量化和穩(wěn)定化的目的。因此,大、中型城鎮(zhèn)污水處理廠應優(yōu)先選用厭氧消化工藝處理污泥,產(chǎn)生的沼氣宜優(yōu)先考慮綜合利用;有條件進行土地園林利用的小型城鎮(zhèn)污水處理廠可優(yōu)先考慮選用好氧堆肥處理工藝。
通過污泥的好氧發(fā)酵,建陽光大棚發(fā)酵池、靜態(tài)發(fā)酵池或使用立式發(fā)酵器、臥式發(fā)酵器,可以把含水率60%左右含量的污泥降到20%-30%,很好的達到減量的目的,且通過高溫發(fā)酵,分解內(nèi)部的高分子有機物、纖維素、木質(zhì)素,增加有機質(zhì)含量,對污泥中的細菌、病毒、蛔蟲卵進行了高效滅活,起到了污泥穩(wěn)定化、無害化的處置目的。
2.1.1.5通過污泥焚燒實現(xiàn)其減量化、無害化的目的
另外,通過污泥焚燒,也可實現(xiàn)其減量化、無害化的目的。建設專門的污泥焚燒廠,對產(chǎn)生的城市污泥進行高溫焚燒,廢渣可用來制磚或填路;也可對現(xiàn)有的熱電廠、火電廠進行改造,把污泥當做添加料進行焚燒,可節(jié)約大部分投資。因此,污泥熱干化工藝宜選在就近可持續(xù)穩(wěn)定獲得余熱熱源的地方,如:污泥消化池、生活垃圾焚燒發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、水泥廠等,利用其廢熱、煙氣余熱作為干化熱源。不宜單獨設置污泥干化設施,也不宜選用優(yōu)質(zhì)一次能源作為熱源。由于污泥燃燒產(chǎn)生Hg、二英等,影響鎮(zhèn)內(nèi)生活空氣質(zhì)量,不宜采用自然干化技術。
2.1.1.6污泥處理從污泥的穩(wěn)定化、無害化著手。
2.1.1.6.1污泥處理穩(wěn)定化原理概述.
好氧發(fā)酵是在有氧條件下,好氧微生物對廢棄物進行分解、轉化并生產(chǎn)出發(fā)酵產(chǎn)品的過程。微生物通過自身的生命活動,把一部分被吸收的有機物分解成簡單的無機物,同時釋放出可供微生物生長活動所需的能量,而另一部分有機物則被合成新的細胞質(zhì),使微生物不斷生長繁殖,產(chǎn)生出更多的生物體的過程。在有機物生化降解的同時,伴有熱量產(chǎn)生,因發(fā)酵工藝中該熱能不會全部散發(fā)到環(huán)境中,就必然造成發(fā)酵物料的溫度升高,這樣就會使一些不耐高溫的病原菌及蟲卵死亡,而達到無害化的目的。
2.1.1.6.2城市污泥處理的好氧發(fā)酵工藝應達到的技術指標
好氧發(fā)酵后污泥的含水率 35～45%;
污泥的有機物降解率>50%;
蠕蟲卵死亡率>95%;
糞大腸菌群菌值>0.01;
種子發(fā)芽指數(shù)≥75%。
在污泥處理工藝選擇上應遵循“減量化、穩(wěn)定化、無害化”原則,遵循源頭削減和全過程控制,并加強有毒有害物質(zhì)的源頭控制。根據(jù)污泥最終安全處置要求和污泥特性,選擇適宜的污水和污泥處理工藝,在安全、環(huán)保的前提下實現(xiàn)污泥的妥善處置。
只要污泥中的重金屬不超標,利用好氧發(fā)酵堆肥法處置污泥,無論從污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化哪方面考慮,無異議是一種優(yōu)良的污泥處置方式。
2.2.最佳工藝技術路線的選擇
在污泥處理工藝選擇上應遵循“減量化、穩(wěn)定化、無害化”原則,遵循源頭削減和全過程控制,并加強有毒有害物質(zhì)的源頭控制。根據(jù)污泥最終安全處置要求和污泥特性,選擇適宜的污水和污泥處理工藝,在安全、環(huán)保的前提下實現(xiàn)污泥的妥善處置。同時,國家鼓勵回收和利用污泥中的能源和資源,達到節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟的目的。
統(tǒng)一技術路線,因地制宜確定污泥處置方式,以往,由于污泥處理處置技術路線的不統(tǒng)一造成了很多建設運營方面的混亂,明確對污泥處置的技術路線,就是綜合考慮污泥泥質(zhì)特征、地理位置、環(huán)境條件和經(jīng)濟社會發(fā)展水平等因素,因地制宜地確定污泥處置方式。鼓勵采用土地利用方式處置符合標準的污泥。污泥土地利用主要包括園林綠化、土地改良、農(nóng)用等,泥質(zhì)不但應符合相關標準,還需進行場地環(huán)境影響評價和環(huán)境風險評估。
3.城市污水處理廠的污泥處置
污泥處置以自然或人工方式使經(jīng)處理后的污泥或污泥產(chǎn)品污泥能夠達到長期穩(wěn)定綜合利用的方式來處置和消納污泥,并對生態(tài)環(huán)境無不良影響的最終消納方式是污泥處置的過程。污泥處置主要包括土地利用、污泥農(nóng)用、填埋和焚燒以及綜合利用(建材利用)等。
3.1 污泥處理處置工藝
一般而言,在污水處理廠內(nèi)污泥經(jīng)過預處理(濃縮、脫水及相關輔助設施)后,在廠內(nèi)(或廠外)根據(jù)后續(xù)處置的不同,采用不同的處理方式,主要處置污泥的方式有土地利用、焚燒等。
3.1.1污泥土地利用方式
污泥土地利用的方式主要包括城市園林綠化、苗圃、林地利用以及土壤修復及改良。污泥城市園林綠化指處理后的污泥用于行道樹、灌木、花卉、草坪等栽培過程中作為肥料、基質(zhì)和營養(yǎng)土。
苗圃及林地利用是將處理后的污泥用于為城市綠化提供幼樹、苗、草坪、花卉的生產(chǎn)基地的介質(zhì)土以及大片的林地等。
土壤修復及改良堆肥處理后的污泥用于嚴重擾動土地的改良,包括采煤場,各種采礦業(yè)開采場(金屬礦、粘土礦、砂子的采掘場等)、矸石場、露天礦坑、尾礦堆、取土坑、城市垃圾填埋場等。粉煤灰堆積場以及森林采伐地,森林火災毀壞地,滑坡和其它天然災害需要恢復植被的土地等。
3.1.2污泥的焚燒
污泥焚燒最佳可行技術主要技術關鍵內(nèi)容為“干化+焚燒”技術,同時包含污泥預處理過程、煙氣處理、煙氣余熱利用、廢水收集處理以及灰渣、飛灰收集處理環(huán)境管理實踐等相關內(nèi)容。
污泥焚燒關鍵技術包含:干燥器、干污泥貯存?zhèn)}、焚燒爐、煙氣處理系統(tǒng)、煙氣再循環(huán)系統(tǒng)、廢水收集處理系統(tǒng)、灰渣、飛灰收集處理系統(tǒng)等。
4. 結論
污水處理廠通過脫水后的剩余污泥,含水率在80%左右,長期放置不但占用大量的土地,而且會厭氧消化,產(chǎn)生的廢水影響地下水質(zhì),散發(fā)的氣味影響空氣質(zhì)量,同時,又造成細菌在空氣中的傳播。嚴重的可能會造成二次污染,與我們的環(huán)境治理背道而馳。所以,污泥的穩(wěn)定化、無害化處理和處置非常重要,不能簡單的一埋了事,2004年發(fā)生的“SARS”事件應在我們環(huán)保人耳邊警鐘長鳴!因此,對污水處理廠污泥的穩(wěn)定化、無害化處置,連同污泥的減量化處置一并考慮,找到最適合本身污水廠污泥處置的最佳技術路線和途徑,結合資源化的目的,以達到共贏的效果。
關鍵詞：污泥；污泥處置；深度脫水
中圖分類號：X511
前言
改革開放以來，中國的城市化進程明顯加快，城鎮(zhèn)人口急劇增長，2002年至2011年，我國城鎮(zhèn)化率以平均每年1.35個百分點的速度發(fā)展，城鎮(zhèn)人口平均每年增長約2096萬人，2011年，城鎮(zhèn)人口比重達到51.27%。隨著城市人口的增加，城鎮(zhèn)污水處理廠也進入了一個快速發(fā)展的階段，據(jù)統(tǒng)計,截至2010年，全國已建污水處理廠約為2832座,污水日處理能力達1.25億立方米[1]，城鎮(zhèn)污水處理廠在改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，防治水污染方面起到了巨大的作用，但隨之而來的剩余污泥問題也日顯突出[2]，據(jù)估算2010年全國污泥產(chǎn)生量約為2280萬噸(含水率為80%) ,且多數(shù)的污水處理廠尚無污泥無害化處理措施，剩余污泥問題亟待解決。
1污泥處理現(xiàn)狀
1.1 我國污泥處理現(xiàn)狀
污泥處置的目標是實現(xiàn)減量化、無害化、資源化。由于我國污水處理廠在建設過程中存在著“重水輕泥”的現(xiàn)象，大部分污水處理廠未將污泥處置措施納入設計、建設，往往僅僅配備了污泥脫水車間，脫水后的污泥含水率一般都大于80%，后續(xù)處理處置不到位，在運輸、處置中易造成污染物跑、冒、滴、漏，導致二次污染，使得已投運的污水處理廠的環(huán)境及減排效益大打折扣[3]。
2 污泥處理技術[4-8]
2.1 污泥濃縮
污泥濃縮是污泥處理的第一步，是通過沉降、氣浮、離心等方法降低剩余污泥的含水率及體積，污泥濃縮主要減少的是細胞間的間隙水，對細胞的胞內(nèi)水難以起效，濃縮后的污泥含水率一般在96%左右。
2.2 污泥脫水
經(jīng)過濃縮的剩余污泥通過添加絮凝劑等，減少污泥與水的親和力，有效的達到泥水分離效果。后再經(jīng)帶式、板框和離心等脫水機的壓濾作用達到脫水目的。
2.2.1 板框污泥脫水機
將污泥通過高壓泵注入板框中進行擠壓，通過高壓的方式使污泥內(nèi)的水排出，達到脫水目的。此種方式的優(yōu)勢在于投入較少，且脫水泥餅含水率較低，處理效果比較理想，劣勢在于脫水機的濾布容易堵塞，需經(jīng)常清洗，人工成本較高，難以實現(xiàn)連續(xù)高效運行。
2.2.2 帶式污泥脫水機
兩條濾布中間夾帶著剩余污泥，通過輥壓筒的擠壓作用，將剩余污泥中的毛細水排出，從而實現(xiàn)污泥脫水。此種方式的優(yōu)勢在于技術相對成熟，運行費用較低，管理比較簡單，也是目前使用最為普遍的，劣勢在于濾布易堵塞，需要大量的清洗水，易造成污泥二次污染。
2.2.3 離心污泥脫水機
污泥在高速旋轉產(chǎn)生的離心力的作用下，達到泥水分離。脫水污泥由錐端出口排出，上清液由堰口排出。此種方式的優(yōu)勢在于自動化水平較高，脫水效果佳，人工成本低，劣勢在于設備價格高，運行成本高，維修也比較困難。
表1 不同污泥脫水工藝的能耗藥耗比較
脫水工藝 能耗（kW.h/t 干固體） 藥耗（kgPAM/TDS）
板框脫水機 15-40 0.2-0.6
帶式脫水機 5-20 0.3-0.5
離心脫水機 30-60 0.1-0.4
2.3污泥穩(wěn)定
通過脫水的污泥含水率約為80%，脫水污泥中含有易降解的有機物、惡臭物質(zhì)、病原體等。污泥穩(wěn)定的目的就在于進一步降解有機物，殺滅污泥中的細菌及病原體，消除異味，達到污泥穩(wěn)定的目的。常用的污泥穩(wěn)定方法有以下幾種：
2.3.1 污泥干化焚燒穩(wěn)定
污泥焚燒是通過焚燒產(chǎn)生的高溫將污泥中的病原菌及蠕蟲卵殺死，達到污泥穩(wěn)定化的目的，是目前污泥處置最為快捷和徹底的辦法，可最大程度實現(xiàn)污泥減量化，同時也可以將焚燒過程中產(chǎn)生的熱值加以資源化利用。
2.3.2 污泥衛(wèi)生填埋穩(wěn)定
污泥衛(wèi)生填埋是目前我國普遍采用的處置方法，根據(jù)《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-2008）中的規(guī)定，“生活污水處理廠污泥處理后含水率必須小于60%”，才可以進入生活垃圾填埋場進行衛(wèi)生填埋，但目前大部分無污泥深度脫水工程的污水處理廠污泥的含水率都達不到衛(wèi)生填埋的標準，存在二次污染的風險。
2.3.3 堿法穩(wěn)定
通過向污泥中添加生石灰等堿性物質(zhì)，達到穩(wěn)定污泥和殺死病原菌的目的，研究表明，PH值為10時，細胞能夠穩(wěn)定溶解，可以達到去除胞內(nèi)水和滅活的作用，污泥量也可減少至常規(guī)的38％~43％[7]。
2.3.4 厭氧消化穩(wěn)定
在厭氧條件下，厭氧菌和兼性厭氧菌可以將污泥中的可生物降解的有機物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥穩(wěn)定化，是污泥減量化、穩(wěn)定化的常用手段之一。
2.3.5 污泥資源化利用
從減量化、資源化、無害化的角度以及社會經(jīng)濟環(huán)境發(fā)展的長遠來看，污泥的資源化利用是最理想的處置方法。污泥資源化利用具有良好的生態(tài)效益、社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，是可持續(xù)發(fā)展的必然要求[9]。
污泥的資源化利用主要包括污泥農(nóng)業(yè)利用、污泥的建材利用等。
3污泥深度脫水項目應用實例
3.1項目建設背景
以宣城市某污水處理廠污水深度脫水項目工程為實例，該污水處理廠設計處理水量為100000m3/d,近期設計處理水量50000m3/d,設計出水水質(zhì)達到國家一級B排放標準，目前處理水量約為45000m3/d，進水化學需氧量濃度約150mg/l，日均產(chǎn)泥量約15噸（80%含水率）。
原先剩余污泥通過帶式壓濾機壓濾脫水，壓濾后的污泥含水率約為80%，運送至宣城市苗圃中心作為綠化堆肥使用，隨著處理水量的增加，日均產(chǎn)泥量也大幅增加，苗圃中心使用有限，無法完全消納，同時為了進一步推進宣城市全國生態(tài)文明城市的創(chuàng)建工作，決定啟動污泥無害化處理工程（一期）。
3.2 項目工藝設計
本項目是在綜合考慮投資、生產(chǎn)成本及污泥性狀的基礎上，選擇高壓板框式污泥深度脫水技術。該污泥項目污泥產(chǎn)生總量不大、有機質(zhì)含量偏低，且宣城地區(qū)的動物畜牧業(yè)發(fā)達，糞便等有機肥豐富且價格便宜，導致污泥堆肥肥料銷路和價格受很大的制約，污泥堆肥技術生產(chǎn)成本相對較高，而污泥深度脫水技術成熟，操作簡單，易于管理，運行成本不高，較適合該污水廠污泥處置。
污泥深度脫水技術是采用化學藥劑和物理的綜合方法對含水率80%污泥顆粒進行表面改性，使其顆粒表面的水和毛細孔道中的束縛水變成自由水，改善污泥的脫水性能，再通過深度高壓（壓力≧5.0MPa）使污泥脫水為含水率≦50%污泥，能使含水率80%的污泥減重60%以上，使流態(tài)的污泥成為便于運輸?shù)牡秃蕢K狀污泥，為污泥后續(xù)低成本無害化處理創(chuàng)造良好條件，同時也很好的避免了在運輸、處置過程中的二次污染。
圖1 污泥深度脫水工藝流程圖
3.3 項目運行程序
1、帶式污泥脫水機所生產(chǎn)含水率80%濕污泥經(jīng)皮帶輸送機進入改性攪拌罐，罐中清水約2噸，濕污泥約2噸，F(xiàn)eCL3溶液（密度為1.4噸/ m3）26L，生石灰100Kg，攪拌5-10分鐘后由水泵送至貯泥攪拌罐中待用。
2、板框式污泥脫水機進料前濾板合攏保壓，油缸壓力保持在0.5-0.6MPa之間。
3、第一次進料，進料閥打開，進料柱塞泵啟動，污泥開始填充濾板，時間約為25min。
4、第一次壓榨，壓榨設為6段，每段壓榨壓力分別為7.0MPa，10MPa，13MPa，16MPa，20MPa，24MPa；壓榨時間分別為2min，2min，2min，2min，3min，4min。
5、反吹，壓榨結束后進行反吹，壓縮空氣進入，把濾板中心及管道內(nèi)殘留的污泥吹回貯泥罐中。
6、第二次進料，時間約為15min。
7、第二次壓榨，壓榨設為9段，每段壓榨壓力分別為7.0MPa，10 MPa，13MPa，16 MPa，20MPa，24 MPa，27MPa，31 MPa，35 MPa；壓榨時間分別為2min，2 min，2min，2 min，3min，4min，4min，5min，7min。
8、第二次反吹。
9、打開翻板啟動卸餅運行，壓榨好的泥餅脫落于皮帶輸送機上。啟動皮帶輸送機，泥餅送到運輸車輛上，關閉翻板，關閉皮帶輸送機，全部流程結束。
3.4 項目處理效果
根據(jù)宣城市環(huán)境監(jiān)測中心驗收監(jiān)測報告顯示，經(jīng)過深度脫水的污泥含水率為59.2%，符合《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-2008）中污泥衛(wèi)生填埋的含水率要求。
3.5 項目建議
污泥深度脫水工程雖達到污泥減量化的目的，就目前而言，對保護區(qū)域水環(huán)境起到一定積極作用，但經(jīng)濟社會發(fā)展及環(huán)境保護長遠來看，污泥衛(wèi)生填埋占污泥處置比例會是逐步下降的趨勢。從2000年開始，歐洲已經(jīng)對污泥填埋征收填埋稅，要求減少直至完全禁止填埋[3]。資源化利用才是污泥處理的最終目的，如何將脫水污泥資源化利用將是接下來需要籌措和考慮的。
4 結語
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，國家環(huán)境標準將會趨于完善和嚴格，對于城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥的排放也會提高到法律層面，污泥的無害化處理水平將會成為制約污水處理廠發(fā)展的關鍵，如何促進污泥無害化處置技術特別是污泥資源化利用技術的推廣及應用將成為亟待解決的問題。
為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標,應以目前污泥處理剛起步為切入點，積極推進污泥資源化利用，出臺相關政策扶持，加大對新技術和重大設備的研發(fā)資金投入，同時加大宣傳，讓公眾逐步建立對污泥資源化利用產(chǎn)品的認可度，為解決污泥問題提供可靠的政策、資金及輿論保障。
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東莞理工學院能源與化工系 廣東省分布式能源系統(tǒng)重點實驗室 廣東東莞 523808
[摘要]本文就污泥利用空心漿葉式干燥機干燥的方案進行風險評估及經(jīng)濟性分析。
[
關鍵詞 ]污泥；干燥；空心漿葉
1、工程內(nèi)容
本工程擬在焚燒發(fā)電廠內(nèi)新建處理能力50噸/天的污泥干化生產(chǎn)線一條，污泥來源為某水務公司的脫水污泥，干化產(chǎn)品與垃圾共同進入現(xiàn)有的垃圾焚燒爐內(nèi)焚燒發(fā)電，蒸汽來源為電廠的余熱蒸汽。建設內(nèi)容主要有土建施工、設備安裝、調(diào)試運行，驗收使用等。
1.1設備選擇
在當前國內(nèi)外現(xiàn)行的污泥干燥處理技術以及國內(nèi)主要的工程實例中，空心槳葉式干燥體現(xiàn)出了它的很多優(yōu)點，并且它優(yōu)異的環(huán)保性能，節(jié)能特性適應了當代社會對環(huán)境和能源的要求，因此在本工程中選用空心槳葉式干燥劑來干燥污泥。
本工程污泥干燥要求以及其物料特性如下表1所示，根據(jù)條件可以計算出需要干燥機每小時蒸發(fā)的水為1.336t，選用型號為GS－11的空心槳葉式干燥機。
1.2 設備性能參數(shù)
GS－11的空心槳葉式干燥機具體的性能參數(shù)如表2所示。
2、風險評估
2.1技術風險
本項目采用技術成熟并已有良好業(yè)績的空心槳葉式干燥機。該技術對各種不同類型的污泥都具有較強的適應性，而且最為重要的是該工藝技術可真正實現(xiàn)污泥干化產(chǎn)品的含固率可調(diào)，這一點從根本上保證了本項目的技術可行，因為在實際運行過程中，可根據(jù)實際的運行狀況來實時的調(diào)整出口污泥的含固率，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的最優(yōu)化運行。
2.2安全風險
安全性問題是污泥干化過程中的一個不可忽視的問題，針對污泥處干化過程，國際上也制定了一系列的標準來評估化這個過程的安全性。如1994年,歐共體頒布了兩個有關潛在爆炸危險區(qū)域的安全標準,1995年開始逐步成為歐共體成員國國家標準,于20 03年6月30日完成.從那時起，94/9/EC標準在各成員國強制執(zhí)行。具體的一些標準可以參照附件1。
針對本項目的污泥干化過程，其安全性與干化過程中的含氧量和粉塵控制有關，因為干化本工藝技術沒有干泥返混，系統(tǒng)中不存在全干污泥，具有較小的物流量，因此粉塵量基本為零。且系統(tǒng)中的工藝氣體主要為蒸汽和污泥中的臭氣，為全惰性化的運行環(huán)境，因此系統(tǒng)的含氧量要求十分寬松。
2.3政策風險
雖然目前污泥問題以成為政府越來越重視的一個環(huán)境問題，但是還缺乏實際可行的鼓勵和促進措施，沒有出臺針對污泥處理處置的立法以及相關的優(yōu)惠政策。
項目的經(jīng)濟性主要由污泥處理補貼和享受優(yōu)惠上網(wǎng)電價決定，能否享受有關優(yōu)惠政策還存在不確定因素，因此還存在較大的經(jīng)濟風險。綜上所述，本項目基本上不存在技術風險和安全風險，但是具有一定的政策風險。
3.經(jīng)濟分析
3.1工程成本預算
對于干化污泥工程中涉及到的各種設備，以及設計、土建、安裝等總的費用做一個工程的成本預算，預算的結果：設備費用為232萬元，設計費用為29.5萬元，土建費用20萬元，安裝費用15萬元，總共296.5萬元。
3.2單位污泥處理成本
以1噸污泥為單位量來核算單位污泥處理成本，計算結果如表3所示。
3.3年效益分析
根據(jù)相關政策，污泥處理按政府補貼150元/噸，污泥處理廠按每年運行300天，每天處理50噸污泥計，這樣每年干化污泥項目的利潤就為92.52萬元，其計算公式為：（政府補貼－污泥處理成本）×日均處理量×年均工作日＝年效益
但由于干化后的污泥具有熱值，可以使之與垃圾混燃進行發(fā)電，若將干化污泥的熱值與標煤進行換算（污泥熱值取1000kJ，標煤的熱值為5500kJ），則1噸污泥相當于0.18噸標煤。標煤的價錢為570元/噸，那么這項工程每年處理的干活污泥的價值是56.6萬元。這樣，干化污泥工程每年帶來的總的利潤是149.12萬元。
3.4技術經(jīng)濟性分析
本項目的建設工期設為12個月，項目的計算期為21年，取現(xiàn)在的年利率為8％，根據(jù)項目的投資成本以及效益分析，對項目做一個技術經(jīng)濟性分析。計算結果顯示本項目的投資回收期為2.23年（包括建設期），財務凈現(xiàn)值是2067.7萬元。
4.結論
關鍵詞：污水處理廠；污泥處理；改進方法
1污泥處理工藝現(xiàn)狀和存在的問題
目前，我國污泥處置的主要方式是衛(wèi)生填埋，該處置方法決定了污水處理廠內(nèi)污泥處理的目的，其主要目的是提高污泥含固量，為污泥外運及處置提供有利的條件。污泥處理包括污泥消化、濃縮、脫水、干化等環(huán)節(jié)。隨著環(huán)境保護標準的提高，城市污水處理廠都要求脫氮除磷，污水處理新工藝不斷出現(xiàn)并且成熟，大部分污水處理廠都沒有設置初沉池，因此，剩余污泥成為污泥處理的主要部分。
大部分污水處理廠的污泥處理都沒有設置污泥消化環(huán)節(jié)，對剩余污泥直接濃縮脫水，已達到了污泥處理的目的。污泥產(chǎn)生量為污水處理量的0.01～0.012%，剩余污泥含水率比較高，為99.2～99.6%，導致體積龐大，給污泥處理、運輸、處置帶來很大的負擔。因此，污泥處理就是采取各種經(jīng)濟可行的方法和措施，用最低的成本達到降低污泥含水率、縮小污泥體積的目的。處理流程見圖1：
圖1 污水處理廠污泥處理典型流程
濃縮使剩余污泥含水率由99.2～99.6%下降到98%，污泥體積為原來的1/2～1/5，大大縮短了污泥處理時間和運行費用。但筆者認為此設計存在以下不足：
① 濃縮池體積過大。調(diào)研表明，國內(nèi)濃縮池的體積比較大，污泥濃縮的時間為24～168h不等，我廠一二期設計規(guī)模為2.4萬噸，采取重力濃縮+帶式污泥脫水，濃縮時間為24h；
例如昆明市第三污水處理廠將含水率為99.3～99.15％的剩余污泥濃縮到含水率為98.5%，濃縮時間為7d，然后進入帶式濃縮機和帶式脫水機。
② 污泥濃縮的效率不高。隨著國家對環(huán)境的重視，污水處理都要求脫氮除磷?；钚晕勰嗄軌虼罅课杖芙庑粤姿猁}，并將其轉化為不溶性多聚正磷酸鹽在菌體內(nèi)存儲起來，通過沉淀池排放剩余污泥來實現(xiàn)除磷。有關資料表明：剩余污泥含磷量可為污泥干重的5～10%，在沒有外界供氧的條件下，剩余污泥在1～3h進入?yún)捬醯臓顟B(tài)，污泥體內(nèi)的磷就會徹底釋放。污泥濃縮后，上清液回流到系統(tǒng)中會增加處理負荷，甚至影響TP去除率；為了達到除磷的目的，須對上清液進行化學除磷，由此會產(chǎn)生大量的化學污泥，不但增加了處理工序，還增加了運行操作成本。同時，污泥濃縮會使污泥產(chǎn)生氮氣、甲烷等氣體，會降低污泥濃縮的效率。
③ 濃縮池產(chǎn)生臭氣主要場所濃縮池會產(chǎn)生大量的硫化氫、甲硫醇等氣體，氣味值達到70000，需對濃縮池設置臭氣處理系統(tǒng)。
2簡易工藝流程
隨著具備脫氮除磷工藝的設計成熟，對污泥處理采取了更加簡潔的工藝流程，見圖2。
圖2 污水處理廠污泥處理簡易流程
儲泥池的作用為暫時存儲剩余污泥，保證污泥濃縮脫水的連續(xù)性；筆者認為，該污泥處理流程解決了濃縮池體積過大、濃縮效率下降、產(chǎn)生臭氣等問題，但是也產(chǎn)生了兩個疑問：①剩余污泥在儲泥池中停留時間過長導致污泥放磷；②剩余污泥含水率為99.2～99.6%，會延長污泥處理時間、增加處理成本。這兩個疑問將在改進工藝操作中予以解決。
3改進工藝操作
某污水處理廠三期，處理規(guī)模為8×104m3，采用改良AAO工藝，無初沉池，無濃縮池，采用Flottweg離心濃縮脫水一體機3臺（2用1備），配套設施包括進料、投藥、控制、計量和泥餅輸送系統(tǒng)，最大進泥量45m3/h，要求泥餅含水率≤80%。流程見圖3。
圖3 某污水處理廠污泥處理流程
① 控制剩余污泥停留時間，避免厭氧放磷二沉池采用中進周出輻流式沉淀池，混合液進入中心布水筒后，通過筒壁上的孔口徑向呈輻射狀流向池周；污泥在靜壓的作用下，通過安裝在刮泥機上的吸泥管流進污泥泵房。刮泥機轉動周期為1.5h，也就是說，污泥在二沉池平均停留時間為1.5h。既要保證污泥脫水的連續(xù)性，又要縮短剩余污泥的停留時間，可以控制剩余污泥在儲泥池的停留時間為0.5～1.0h。在無外界供氧的條件下，剩余污泥的總共停留時間為2.0～2.5h。為了延長剩余污泥進入?yún)捬醯臅r間，合理提高進入二沉池混合液的DO，盡量控制DO為3mg/L；提高剩余污泥管出口距離儲泥池池面的高度，利用其水頭落差撞擊進行復氧。通過以上的改進操作，可以保證剩余污泥在2.0～2.5h不進入?yún)捬鯛顟B(tài)，從而有效的控制污泥厭氧放磷。
② 通過控制外回流比提高剩余污泥含水率剩余污泥含水率的高低取決于污泥性能和停留時間，由于剩余污泥從回流污泥中分離出來，因此與外回流比有很大關系。污泥性能良好的前提下，充分利用沉淀池的沉淀、濃縮的功能，能大幅度的降低回流污泥含水率。當外回流比控制為100%時，污泥含水率為99.4%；當控制外回流比為45～60%時，在回流污泥總量不變的前提下，能夠穩(wěn)定控制污泥含水率為98.5～98.9%。兩種操作方式綜合比較見表1。
表1：兩種操作方式比較
由表1可見，改進操作方式的處理效率更高，每天可節(jié)省約1/3的電量，節(jié)省約1/3的自來水。對我廠三期的污泥處理采取了改進的操作方式，大大降低了運行成本。
4結語
① 直接機械濃縮脫水的污泥處理工藝，流程簡潔，操作簡單，只要合理調(diào)節(jié)工藝運行參數(shù)，能保證剩余污泥在2～3h不進入?yún)捬鯛顟B(tài)；
關鍵詞：污泥；處理處置技術；研究進展
前言
當前在污水處理技術中，活性污泥法是應用最為廣泛的技術，其對脫氮除磷具有非常好的效果，同時在應用活性污泥法時的污泥產(chǎn)生量非常大，在工藝路線中，一部分污泥回流到曝氣池參與生物反應，而剩余的污泥或齡期較長的污泥則需要從污水處理構筑物中排除，這些剩余污泥必須要經(jīng)過適當?shù)奶幚硖幹?，使之無害化、減量化、資源化和穩(wěn)定化，便于進一步的處置。一般來講污泥處理處置投資和運行的成本非常大，最高可占到整個污水處理廠的投資和運行費用的50%以上，因此在可以達到污泥處理處置目的的同時，如何降低其投資和運行成本成為當前污水處理領域討論的熱點問題。
1 傳統(tǒng)的污泥處理處置技術
1.1 傳統(tǒng)污泥處理技術
1.1.1 好氧、厭氧消化技術
好氧、厭氧消化就是利用好氧微生物和厭氧微生物對污泥中的有機成分進行氧化分解的過程，經(jīng)過好氧消化處理的污泥性質(zhì)非常穩(wěn)定，效果較好，但是缺點是好氧消化工藝的運行成本和維護費用較高，因此在我國污水處理廠中應用空間已經(jīng)越來越小。污泥經(jīng)過厭氧消化后性質(zhì)也較為穩(wěn)定，而且可以將處理后的污泥以能源的方式進行部分回收利用，因此是資源化的重要體現(xiàn)，然而厭氧消化后的污泥含水率較高，需要進行進一步脫水，因此還需額外投資脫水設備。
1.1.2 濕式氧化法
濕式氧化法是采用物理化學的方法，是將剩余污泥置于高壓反應容器中，向容器內(nèi)通入高壓空氣，使反應器壓力達到1-20MPa，以空氣中的氧氣作為氧化劑，然后在300℃左右的高溫下進行的氧化反應，可將液相的有機物質(zhì)充分氧化分解為二氧化碳、水或小分子有機物，氧化反應較為完全，可用于高低濃度的污泥處理，處理效果十分顯著，但由于高溫高壓反應對設備的要求較高，因此就增加了投資、運行和維護的費用，一般只用于投資規(guī)模較大的污水處理廠污泥處理。
1.2 傳統(tǒng)污泥處置方法
常用的污泥處置方法有衛(wèi)生填埋、焚燒、海洋傾倒、土地利用等。
1.2.1 衛(wèi)生填埋
衛(wèi)生填埋可以使處理后的污泥與地面環(huán)境有效隔離，并且處置成本較低，但是污泥的濾液可能會滲入地下水層，造成地下水的污染。
1.2.2 焚燒處置
焚燒的過程可將污泥轉化為無機物，體積大為減小，同時可有效殺滅污泥中的細菌，但是在焚燒的過程中會產(chǎn)生二氧化硫、二惡英等氣體，對空氣造成嚴重的污染，隨著國家對空氣環(huán)境質(zhì)量重視程度越來越高，使得焚燒處置污泥的方法會逐漸被淘汰。
1.2.3 海洋傾倒
海洋傾倒就是將處理后的污泥直接作為垃圾傾倒入海洋中，因此處置方式比較簡單，處置費用較低，但海洋的自凈能力畢竟有限，隨著污泥數(shù)量的急劇增加，使得海洋傾倒會對海洋的生態(tài)環(huán)境造成越來越嚴重的影響，因此這種處置方法已經(jīng)不被提倡。
1.2.4 土地利用
經(jīng)過適當?shù)奶幚砗?，污泥中會含有大量的營養(yǎng)成分可微量元素，可用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)用地土壤的肥料，從而實現(xiàn)費用利用，然而由于污泥中還可能同時存在重金屬、放射性元素、多氯芳烴等等難于降解的有害物質(zhì)，如果進入土壤中就有可能造成對土壤的污染，進而對農(nóng)作物、林木造成污染，因此在將污泥土地利用處置之前一定要保證其無害化。
2 新型的污泥處理處置技術
2.1 超聲波處理技術
超聲波在水中產(chǎn)生的效應非常復雜，在一些清洗的領域已經(jīng)普遍用超聲波技術收到了良好的效果，而實踐證明在污泥處理中應用超聲波技術可取得較好的效果，其作用原理是：中低頻的超聲波在污泥的水相中可產(chǎn)生強力脈沖，從而制造局部的高溫和高壓條件，并同時產(chǎn)生超高速射流，在這樣的極限條件下污泥中的絲狀菌等微生物以及有機物的結構被破壞，防止污泥膨脹的發(fā)生，使污泥的脫水性大幅提高，經(jīng)過脫水處理后使污泥達到穩(wěn)定化、減量化和無害化的目的。在用超聲波技術處理污泥時，可根據(jù)實際情況調(diào)整超聲波的聲能密度以及超聲時間，不斷優(yōu)化處理條件，從而達到最佳處理效果。由于超聲波污泥處理技術的能耗較大，且聲能量利用效率不高，因此在一定程度上阻礙了其進一步應用，然而由于超聲波對污泥的處理效果顯著，使其仍然具有較好的應用前景，當前一般用超聲波與其他處理技術聯(lián)合使用，可降低運行成本，并保證污泥的處理效果。
2.2 原位減量技術
如前文所述，在活性污泥水處理過程中產(chǎn)生大量的污泥，在對這些污泥進行處理處置的過程中會耗費大量的物力財力，因此如果能夠降低污泥的產(chǎn)量，使其在污泥水處理工藝的過程中就對污泥進行減量化處理處置，就會大大降低后續(xù)處理處置的費用。目前最為常用的污泥原位減量技術是利用微生物對污泥進行捕食和消化，使水處理反應器內(nèi)的食物鏈增長，從而使污水環(huán)境內(nèi)可用于合成生物體的能量大為減少，從而達到降低污泥產(chǎn)量的目的，可利用的微生物有纖毛蟲、鞭毛蟲、變形蟲等原生微生物和線蟲、輪蟲等后生微生物，實踐證明在原活性污泥水處理工藝中引入各種微生物后，活性污泥的產(chǎn)量僅是之前產(chǎn)量的30%左右，而且整個過程不需要另外投入處理處置設施，且免維護，投資和運行成本相當?shù)?，不影響水處理效果?/p>
3 結束語
綜上所述，污泥處理處置技術正處在不斷發(fā)展的過程中，對于污泥的處理與處置，不外乎兩種方式，一是對系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥進行末端處理，使其達到減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化等目的，二是在污水處理的原位進行減量的方法，使污泥在源頭上進行處理，減少污泥排放量，因此，將這兩種污泥處理處置的方式聯(lián)合使用，首先使污泥產(chǎn)生量減少，剩余的少量污泥可進行末端處理，可取得較好的效果，應當是未來污泥處理處置技術發(fā)展的一個方向。
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