城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置探討

主題：城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置探討話題：1、 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放現(xiàn)狀;2、 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的產(chǎn)生與處理;3、 城鎮(zhèn)污水處理廠現(xiàn)有污泥處置方式;4、 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置未來發(fā)展方向;5、 案例分析。

本期內(nèi)容本次主題的起因是源于環(huán)保部的一份征求意見稿，其中提到了對固污染物排放的標(biāo)準(zhǔn)修改，我們看到了對于污泥處理處置的重視，結(jié)合當(dāng)前污泥處理處置的現(xiàn)狀，我們開始本期微水會的討論。

隨著污水處理設(shè)施的普及、處理率的提高和處理程度的深化，污水廠的污泥產(chǎn)生量將有較大的增長，由此引起的二次污染問題已不容忽視。所以對污泥無害化處理處置讓討論更加具有現(xiàn)實意義。

基礎(chǔ)知識普及

1、 污泥

污泥是污水處理后的產(chǎn)物，是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥的主要特性是含水率高(可高達99%以上)，有機物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細，比重較小，呈膠狀液態(tài)。它是介于液體和固體之間的濃稠物。

2、 污泥處理與污泥處置

城市污水處理廠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、硝化(厭氧硝化和好氧硝化)、堆肥和干化等工藝過程。

污泥處置是指經(jīng)處理后的污泥或污泥產(chǎn)品以自然或人工方式使其能夠達到長期穩(wěn)定并對生態(tài)環(huán)境無不良影響的最終消納方式。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。污泥處理和處置的界限以污水處理廠廠界為準(zhǔn),廠內(nèi)為污泥處理,廠外為污泥處置。

3、 污泥減容與污泥減量化、穩(wěn)定化

污泥減容是通過降低污泥的含水率來減少污泥的體積,而污泥中生物固體量幾乎沒有改變的過程。減容化主要包括濃縮、脫水和干化等工藝;

污泥減量是指采用適當(dāng)?shù)墓に囘^程和處理方法,使污泥中的有機物含量和污泥產(chǎn)量減少的過程;污泥穩(wěn)定也會使得污泥減量，但主要是針對污泥中有機質(zhì)而言,可以通過物理、化學(xué)或生化反應(yīng)，使污泥中的有機物發(fā)生分解或降解為礦化程度較高的無機化合物的過程。

污泥穩(wěn)定化，穩(wěn)定方法包括堿(石灰)穩(wěn)定、厭氧硝化、好氧硝化、堆肥、化學(xué)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定等過程。

4、 污泥無害化

通過化學(xué)氧化、高溫分解等殺滅污泥中病原菌和蠕蟲卵等的過程。

5、 目前城鎮(zhèn)污水處理廠的處理工藝

主要采用的處理工藝有氧化溝、厭氧-缺氧-好氧工藝(Anaerobic-Anoxic-Oxic ，簡寫A2/O)、序批式活性污泥法(Sequencing batch reactoractivated sludge process，簡寫 SBR)、缺氧-好氧工藝(Anoxic-Oxic，簡寫A/O)、活性污泥法、生物膜法等，這6 種工藝約占污水處理廠數(shù)量的89.8%，污水處理量占90.6%。

6、 污泥產(chǎn)生

污泥是污水處理的必然產(chǎn)物，其產(chǎn)生量受到污水處理量、污水來源、處理工藝、處理水平、污泥脫水程度等因素影響。

7、 國際上處置城市污泥主要方式

國際上處置城市污泥主要有焚燒、衛(wèi)生填埋、投海和土地利用、也有煉制礦物油或做型煤配料的嘗試。

討論一：污泥排放現(xiàn)狀?

污水處理廠的建設(shè)往往只注意污水處理要達到排放標(biāo)準(zhǔn)。近幾年，由于有脫磷脫氮要求，演變出不少污水生物處理工藝，而對污泥處理和處置，設(shè)計中一般只提將脫水污泥外運和綜合利用，未計算其投資和經(jīng)常費用，這勢必會造成二次污染。

在2013年第八屆水處理行業(yè)熱點技術(shù)論壇上，住建部科技發(fā)展促進中心城鎮(zhèn)水務(wù)技術(shù)辦公室主任孔祥娟披露的一組數(shù)據(jù)頗為觸目驚心：根據(jù)住建部全國污水處理信息系統(tǒng)的統(tǒng)計，我國年產(chǎn)生含水80%的污泥約2500萬噸，其中51.9%的處置方式是填埋。

“這51.9%能否達到國家規(guī)定的衛(wèi)生填埋標(biāo)準(zhǔn)，還要打上一個大大的問號。事實上，大部分污泥被隨意外運，簡單填埋和堆放，沒有得到有效的處置。”

所了解到的信息與大家提到最多的是一致的，目前污水處理廠，污泥偷排，隨地掩埋，非常嚴重的，造成二次污染。

現(xiàn)在環(huán)保部的征求意見稿加大了對固污染物排放的監(jiān)管，明確了對污泥的無害化處理及穩(wěn)定化排放。將會加大對污泥處理處置的監(jiān)管力度，也給污泥的處理處置技術(shù)發(fā)展帶來機遇。

討論二：污泥處理處置技術(shù)?

目前對污泥的處理主要是進行減量化、穩(wěn)定化、無害化處理，其中常用的污泥處理的單元技術(shù)：

1、常規(guī)濃縮與脫水

污泥濃縮的方法主要分為重力濃縮、機械濃縮和氣浮濃縮。目前經(jīng)常采用重力濃縮和機械濃縮。

機械脫水主要有帶式壓濾脫水、離心脫水及板框壓濾脫水等方式。

2、厭氧消化技術(shù)

厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進行厭氧生化反應(yīng)，分解污泥中有機物質(zhì)，實現(xiàn)污泥穩(wěn)定化非常有效的一種污泥處理工藝。

3、好氧發(fā)酵技術(shù)

好氧發(fā)酵通常是指高溫好氧發(fā)酵，是通過好氧微生物的生物代謝作用，使污泥中有機物轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。代謝過程中產(chǎn)生熱量，可使堆料層溫度升高至55 ℃以上，可有效殺滅病原菌、寄生蟲卵和雜草種籽，并使水分蒸發(fā)，實現(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無害化、減量化。

4、污泥熱干化技術(shù)

為滿足污泥后續(xù)處置要求，需要進一步降低常規(guī)機械脫水污泥的含水率。污泥的熱干化是指通過污泥與熱媒之間的傳熱作用，脫除污泥中水分的工藝過程。

5、石灰穩(wěn)定技術(shù)

通過向脫水污泥中投加一定比例的生石灰并均勻摻混，生石灰與脫水污泥中的水分發(fā)生反應(yīng)，生成氫氧化鈣和碳酸鈣并釋放熱量。

6、其他技術(shù)污泥熱解處理技術(shù)

污泥水熱處理技術(shù)

污泥處置包括土地利用、焚燒及建材利用、填埋等方式。

精彩觀點：

其中提出對主要集中在對城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)廢水處理廠排出的剩余污泥和化學(xué)污泥進行焚燒處理是一個環(huán)境風(fēng)險非常高的做法。對于重金屬，無法做到完全無害化，并且產(chǎn)生的廢氣不經(jīng)過專門的處理，進行排放將引起二次污染。

也有群友提出要從源頭開始控制，減量化+無害化+資源化，這個大原則是對的，但問題是，現(xiàn)實很混亂，政出多門，一類污染物在源頭控制不住，攜帶有毒有害污染物的工業(yè)廢水違規(guī)排放屢禁不止，導(dǎo)致后面的無害化成本很高，資源化土地利用的路徑被堵死。

對源頭進行控制，這將是國家環(huán)境治理工作的重中之重，也是目前工作中最薄弱的環(huán)節(jié)，其實這不僅僅是污水處理的問題，也是污泥處理的問題，因為這類有毒有害物質(zhì)在目前流行的污水處理工藝中，從水污染物轉(zhuǎn)化為固體污染物(污泥)，導(dǎo)致污泥處理處置的技術(shù)路線不能回歸到理性軌道，只能通過焚燒處理，又將固體污染物轉(zhuǎn)化為氣體污染物。

我國的污泥情況與發(fā)達國家還不一樣，發(fā)達國家經(jīng)幾十年的發(fā)展，污泥處理處置技術(shù)路線已相對成熟，相關(guān)的法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已比較完善。污泥的有害成份越來越少，在歐美等國家，污泥的土地利用已經(jīng)達到一半以上。

案例分享：

長春市污水廠污泥處理處置工程

主管單位:長春市水務(wù)集團城市排水有限責(zé)任公司

建設(shè)地點：吉林-長春

規(guī)模：400噸/日

建成時間：2010-09 

工程投資：7800萬元

臭氣濃度：低于國家惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)(GB14554-93)

發(fā)酵溫度：55-65 ℃

污泥穩(wěn)定化率：100

處理處置前含水率：80-82 %

處理處置后含水率：40 %

污泥處理處置：好氧發(fā)酵(堆肥)

運行成本：80-110 元/噸

本項目的主要創(chuàng)新：

1、溫度-氧氣-臭氣自動監(jiān)測和反饋智能化控制系統(tǒng)(CTB工藝和CompSoft V3.0);

2、采用冬季堆肥輔助系統(tǒng)，解決了長春市冬季氣溫低，堆體升溫慢的問題;

3、智能控制條件下工藝參數(shù)監(jiān)控，消除了污泥含水率波動和溫度波動的不利影響;

4、通過好氧發(fā)酵過程中的通風(fēng)策略優(yōu)化，達到快速脫水、生物干化的目的;

5、對惡臭氣體的產(chǎn)生、能耗、工藝穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)參素有明顯改善。

本項目發(fā)酵處理過程采用溫度-氧氣-臭氣耦合智能化控制，可以根據(jù)不同條件下的工藝參數(shù)變化自動調(diào)控和優(yōu)化無害化處理過程。進料污泥含水率80-82%，腐熟物料(發(fā)酵產(chǎn)品)含水率40~45%左右;添加15%秸稈。發(fā)酵產(chǎn)品的發(fā)芽率大約90%，糞大腸桿菌值大于0.01，蠕蟲卵死亡率大于95%;發(fā)酵車間NH3、H2S等臭氣低于國家惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)(GB-14554-93)。解決了長春市的污泥問題，通過生物好氧發(fā)酵干化后，作為垃圾填埋場的覆蓋土或生產(chǎn)肥料的原料(營養(yǎng)土)。

污水脫泥-自動控制、快速發(fā)酵-有機肥(造粒、干燥)-果樹、蔬菜、糧作、園林等化肥經(jīng)過嚴格無害化處理后的污泥堆肥可以作為基質(zhì)及土壤改良劑，直接用于退化土地改良、育苗基質(zhì)、苗圃、觀賞植物、草皮、草地、公園、高速公路綠化帶和高爾夫球場及尾礦堆、采石場、露天煤坑的復(fù)墾等;也可生產(chǎn)復(fù)合肥，用于農(nóng)田、蔬菜、果樹、草坪肥、花卉等。

討論總結(jié)：此項目由中科博聯(lián)提供的工藝技術(shù)包;高溫發(fā)酵 一般病原菌少很多，在國內(nèi)成熟案例比較多，也有比較好的應(yīng)用;不能直接當(dāng)肥料，發(fā)酵之前也需要大量有機質(zhì)廢料，做填充，需要做添加和調(diào)配;不能連續(xù)使用，由于PAM的原因會導(dǎo)致一定的土壤硬化，比較符合做緩釋肥;好氧發(fā)酵，做有機肥基本是市政工程;雖然效果距離商品肥料有差距，擔(dān)這畢竟是個出路，且應(yīng)用范圍廣，我是支持的，現(xiàn)在唯一擔(dān)心的就是極少對重金屬長效影響和對環(huán)境是否有環(huán)境激素效應(yīng)，尚未確定，率先用在綠化施肥，是可行的。

大連東泰夏家河污泥處理廠

感謝由@利浦厭氧消化 劉總為我們提供的案例。做了夏家河污泥處理廠的技術(shù)核心工藝包。

項目建設(shè)運行方式：BOT

投資方：大連東泰產(chǎn)業(yè)廢棄物處理有限公司大連力達環(huán)境工程有限公司

技術(shù)支持：德國利浦，大連利浦，大連力達

設(shè)計：600噸/天 含水率80%

投資：1.5億元 不含土地費用

占地：2.47公頃

截止2015年7月，生產(chǎn)運行2207天。累計生產(chǎn)數(shù)據(jù)：市政污泥 80.41萬噸；城肥 10.70萬噸；其它有機廢物 1434.5噸；生物氣 2648.06萬立方米；凈化生物氣 1343.08萬立方米；消化污泥(含水率68%) 47.1萬噸。

聯(lián)單式管理參照危險廢物管理方式污泥產(chǎn)生單位、運輸單位、處置單位、城建局、環(huán)保局各持一份。污泥日產(chǎn)日運，通過聯(lián)單式管理，保證污水廠污泥產(chǎn)生后立即清運，立即處理，杜絕了污泥長時間存儲和偷排等違規(guī)現(xiàn)象，保證污泥全部得到妥善處理。

產(chǎn)物去處：生物氣：生物氣主要成分CH4(約60%)、 CO2(約40%),是一種清潔燃料，熱值約5000大卡。1立方沼氣=0.7千克標(biāo)準(zhǔn)煤。生物氣提純后制成凈化生物氣，甲烷含量92%以上，熱值約8000大卡，作為城市燃氣補充氣源。

目前產(chǎn)氣可滿足近兩萬戶居民用氣需求。

消化污泥：消化污泥為消化液脫水后的產(chǎn)物，富含氮磷鉀等營養(yǎng)成份，經(jīng)拋翻后可制成腐殖土，廣泛應(yīng)用于土壤改良、園林綠化及有機肥的基料。農(nóng)業(yè)部檢測中心檢測，重金屬含量符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》(CJ248-2007)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)》(CT/T309-2009)B級污泥標(biāo)準(zhǔn)

消化污泥中富含硅、鋁、鐵，可替代粘土作為水泥生產(chǎn)原料。

討論總結(jié)：市政污泥(生活污泥)為例，目前幾個主流的工藝1.厭氧消化 2.好氧堆肥3、深度脫水4、其他資源化處置，水泥窯之類;目前，比較前段污泥(物流協(xié)同處置)工藝路線有兩種：1、熱水解+高壓板框+液體厭氧+濃縮;2、熱水解+厭氧+深度脫水;06年，大連污泥是135元/噸，加上金州新區(qū)的污泥，均價在150元/噸;收運費用不在BOT價格里;大連項目成功原因之一是他的天然氣，夏家河項目處理范圍只在進場和出廠，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況;

最終產(chǎn)品沼氣發(fā)電or提純?nèi)細獠⒕W(wǎng)、沼液沼渣做肥料or燒磚、做水泥等，不是每個地方都有這資源，因地制宜。

當(dāng)有機質(zhì)含量低于50%，甚至更低的時候，很多污泥比重和磨損性能會明顯加大

精彩答疑：

1、 沼渣排了，沼液去哪了?

大連項目比較早，工藝是預(yù)處理+中溫厭氧+離心脫水，消化液經(jīng)過離心脫水分離為沼渣和沼液，其中，沼渣的含水率在70%，經(jīng)過摸索，目前大連的沼渣主要送到周邊2個水泥廠，替代原料中的黏土，進入水泥窯爐。目前，我們的沼液大部分回流到前段，作為預(yù)處理的調(diào)配用水，少量進入我們的污水廠，沼液不多。

2、 能否談?wù)劄槭裁磭鴥?nèi)城市污泥厭氧消化處理率如此低?

按理說，厭氧消化已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)。最近順便考察過美國幾個污水廠，污泥消化做得非常好。經(jīng)過消化的泥直接壓濾后土地利用。我們市政污泥厭氧消化進行的很早，早期大多是卵形池，得利滿、帕薩旺做的比較多;之后大多廢棄停運了，原因有很多;其實，厭氧池就是一個載體，可以有柱形、卵形，可以有鋼罐、混凝土罐;集中處置是否合理，這又是個大問題;目前，國內(nèi)最大的地上柱形池(基本都是鋼罐)最大規(guī)模是800t/d。污泥處理因地制宜，厭氧不是萬金油。

3、沼渣含水率?

沼渣的含水率在70%。

4、沼液是做厭氧氨氧化?

沼液，我們之前上了一套厭氧氨氧化，但是效果不好，菌種養(yǎng)活了但是死的也快。

5、污泥處置費用大概多少?

06年，大連污泥是135元/噸，加上金州新區(qū)的污泥，均價在150元/噸。

主持人總結(jié)：隨著我國城市生活污水排放量的增加和污水處理率的提高，污泥的產(chǎn)生量也將逐年增加。污泥的組成復(fù)雜，既含有各種潛在有利用價值的物質(zhì)，有害有各種有毒有害物質(zhì)，如果處置不當(dāng)，必將對生態(tài)環(huán)境、人類和其他生物健康產(chǎn)生風(fēng)險。對污泥進行安全處置，首先要對污泥的組分及各組分的環(huán)境風(fēng)險進行詳細研究，然后尋求合適的處理處置工藝。降低污泥處理處置過程中的環(huán)境風(fēng)險除了依靠科學(xué)技術(shù)的提高外，很大程度上取決于國家環(huán)境法律法規(guī)的完善和人們保護環(huán)境自覺程度，這一方面需要環(huán)境科學(xué)和市政工程等相關(guān)學(xué)科及其專家們的通力合作，同時也需要政府、管理部門和企業(yè)及其與科技界的共同努力，以推動和促進污泥及其源化利用的研究與管理工作。

同時針對本期討論比較多的兩個案例，好氧堆肥和厭氧消化處理處置項目，我們進行了分享和探討，也為我們實踐應(yīng)用提供了借鑒。