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杭州市主城区污水处理厂污泥处置方案探讨

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第36卷第1期2011年1月环境科学与管理ENVⅡtoNM哐NTAI,SCIENCEANDVoL36NnlMANAGEM哐NTJan.2011文章编号:1674—6139(2011)01-0059—04杭州市主城区污水处理厂污泥处置方案探讨唐伟1,卢滨1,沈旭1,方成1,何平2(1.杭州市环境保护科学研究院,浙江杭州310014;2.杭州市环境监测中心站,浙江杭州310007)摘要:在总结国内工程中得到应用的污泥处置技术的基础上,结合杭州市的实际情况,根据污泥处置方案选择原则,提出杭州市主城区污水处理厂污泥的处置方案。近期污水处理厂污泥仍送至有机肥料厂进行堆肥,但要采取合理的处理方式使污泥肥料产品的质量达到国家规定的污泥农用标准;由于污泥为中度污染污泥。篮须减量化处置和利用。随着干化焚烧技术和建材利用技术的日益成熟,杭州市主城区污水污泥应选择以干化焚烧和建材利用为主,其它技术为辅的处置方式。关键词:污泥处置;焚烧;肥料利用;建材利用中图分类号:X703文献标识码:ADiscussiononSewageSludgeDisposalSchemeinHangzhouCityTangWeil,LuBinl,ShenXunl,FangChenl,HePin92(1.HangzhouAcademy2.HangzhouAbstract:In¥uinnlfryofEnvironmentalScience,Hangzhou310014,China;EnvironmentMonitoringCenter,Hangzhou310007,China)ofdomesticengineeringapphcafionofsludgedisposaltechnology,combiningHangzhoutothebasisoftheactualsituationandaccordingscheme.RecentsewagesludgefertilizermustbetheprincipleofsludgesenttodisposalprogrammechoiceforhangzhousewagesludgedisposalsludgeisstiUthecompostingoforganicfertihzerplant,butreasonableapproachtOtaketheproductqualitytOattainthenationalstandardsforagriculturalsludge;asmoderatelypollutedsludgeassludge,reducedquantifythedisposalanduse.withthedryingandburningtechnologiesandmaterialsbecomemoresophisticatedcityoftechnology,Hangzhousewagesludgeshouldchoosetodryingandbuildingmaterials,supplementedbyusingthedis-posalofothertechnology.Keywords:sludgedisposal;incineration;fertilizeruse;buildingmaterials近年来,随着城市经济的飞速发展,作为市政基础设施的城市污水处理厂,为保障经济建设的顺利进行,发挥了重要作用,但由于污水处理量逐年提高,伴随产生的污水处理污泥量更是急剧增加。作为城市排水系统的副产品,污水处理污泥容量大、不稳定、易、有恶臭,主要成分除了含大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质,还存在重金属、致病菌和寄生虫(卵)等有毒有害成分…。污泥未经处理或处理不当,极易带来严重的二次污染和生态环境破坏,污染土壤、水源甚至食物链,甚至使前期的污水处理失去意义。而且污泥在污染环境后,最终必须进行二次治理,此时经济成本更加昂贵,技术难度也更大C2]。因此,如何合理有效地处理处置污水处理厂污泥,已成为城市环境治理需要面对的紧迫问题。1杭州市主城区城市污泥产量预测1.1污泥产量预测杭州市主城区目前有两座污水处理厂,分别为四堡污水处理厂和七格污水处理厂,现处理规模分别为40万m3/d和55万m3/d,根据《杭州市污水工程专项规划》,杭州市主城区污水处理厂的规模及扩建计划见表1。2009年四堡和七格两座污水处理厂实际污水处理量为100.19万m3/d,污泥产生量为667.7t/d(含水率为80%)。未来几年,随着杭州市环境基础设施建设速度的加快,城西(蒋村)污水处理厂将会.59·收稿日期:20lO一08—30基金项目:杭州市环境保护科研课题(2009003)作者简介:唐伟(1980一),男,湖北黄冈人,硕士研究生,工程师,现主要从事环境评价、固体废弃物研究。万方数据第36卷第1期2011年1月VOL36No.1唐伟等·杭州市主城区污水处理厂污泥处置方案探讨Jan.2011建成,七格污水处理厂扩建并投入运行,污水管网建污水处理量为134m3/d,污泥产生量为893.0泥产生量为1179.6t/d。t/d;设进度也将会逐步加快,污水收集率将有较大幅度的提高,污水处理厂规模明显扩大,城镇污水处理厂污泥也将有显著增加。预计2015年,杭州市主城区表12020年,杭州市主城区污水处理量为177m3/d,污杭州市主城区污水处理厂处理规模及建设计划1.2污泥重金属含量分析根据对杭州市主城区污水处理厂污泥调查结果分析,如表2所示。污泥中大部分重金属含量均比全国平均值要高得多,其中Cd含量最高,比全国平均高5.27倍,其次为zn、Cr和Pb,分别高出4.1l倍、3.36倍和2.59倍。对照《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—84)和《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918—2002),在酸性土壤上,杭州市主城区污水处理厂污泥中Cd的平均含量超标严重,Zn的平均含量能满足GBl8918—2002中标准,但超出GB4284—84中限值要求,属于中度污染污泥。表2杭州市主城区污水处理厂污泥重金属含量不良影响的最终消纳方式。国内已在工程中应用的2污泥处置工艺比较污泥处置是指将处理后的污泥以生物、填埋、焚烧等方式,使其能够达到长期稳定并对生态环境无污泥处置技术主要包括焚烧、填埋、肥料利用、土地利用、建材利用等‘31。几种主要污泥处置技术比较见表3。表3污泥处置技术比较表‘3—5】处理技术焚烧处理萋妻耋蓁差至黼羞茎i|茎瓣篓薹蓁一废技术特点优点风险…嘎瓣至釜黔菇篓一的污染以及流经填埋区地表径流可能受到污染,当……一…、.”“1…”…。场觅食的鸟类和其他动物可能传播疾病;·60·万方数据2第01316年卷l第Bl期唐伟等·杭州市主城区污水处理厂污泥处置方案探讨VOL36No.1J∞.201l将脱水污泥通过堆肥转化为稳定腐殖土,作为肥料、土壤改良材料。堆肥包括氧条件下,好氧微生物对污泥进行分解、…篓一銎嬲旒曩戮瓣磊充分利用污泥中营养元素及有机质,实现资源化利用。=:。=二:,:,二、。l^H三’:=’=!?。=4:7=.:?::!三:=’.:。::、二17i三,一三:17一=?j1:,lJ=1:…!。=二二三::竺。。I/??:二:f===::二。……,肥料利用转化并生产出堆肥产品的过程。厌氧堆肥是在缺氧条件下利用厌氧微生物进行的一种发酵分解,其终产物除c02和水外,还有氨、硫化氢、甲烷和其他有:::=。:。.’=二、2j:I。口t’:!?。”::‘=?‘?,::”i:=:.-…”“、“”。“一””“””…”54==:■:=:….…一….....一.。一……。…。~…。’二≥=,。。,。;~’二。二∑二。二。=。。。。。。。…用垂一驺燃薹萎举辫一囊技术操作简单,能杀灭病原菌,节约土地资源。无需依赖土地作为其最终消纳的载体,同时还可能替代一部分用于制造建筑材料的原料.具有资源保护材产品,制成的建材产品的应用有一定的局限性;建材利用主要是制造建筑材料,其处理(预处理和建材制造)的最终产物是可建材利用在各种类型建筑过程中使用的材料制品。污泥的建材利用主要有三种形式,印制砖、制水泥和制陶粒。处理;③污泥翩砖过程中产生的烟气治理成本高;’的作用。在一定的劣势,主要是公众心理上较难接受,以及产品的质量受到一些影响。机酸等还原性终产物。糕燃嚣翼鬻减量化、机爹:翟磊箍荐;蒹贝;薹鬻淼罴妻嚣毒麓、飓M¨嘞①在建材利用过程中,污泥中的重金属会进人建②在高温环境下.低沸点的重金属容易从污泥中游离并附着在烟气的尘粒上,故收集的飞灰需要妥善④以脱水污泥为原料制出来的产品在销售方面存参考国内外污泥处置设施运行情况,常用的污泥处置技术的投资与运行成本比较见表4。表4污泥处置技术投资运行比较表3.2污泥处置方案可行性分析根据杭州市主城区污水处理厂实际情况、当前污泥处置方式以及杭州市环境管理的要求,本文认为可以接受的处置技术为:(1)肥料利用;(2)焚烧处理;(3)建材利用。3.2.1污泥肥料利用肥料利用主要途径为土壤改良和肥料,应用的主要对象为土壤和作物。污泥农用的主要缺点有三个方面:一是安全隐患较大。目前,杭州市主城区污水处理厂工业废水的比例普遍较高,污泥中重金属等有害成分较多,目前的肥料生产厂家普通缺乏对3杭州市污泥处置方案选择3.1污泥组分和性质进行鉴别的能力,使用污泥生产肥料产品的质量安全隐患较大。二是污泥生产肥料过程中的恶臭污染治理成本和技术难度都比较高。三污泥处置方案选择原则处置方案选择原则:一是应确保污泥处理处置的减量化、稳定化和无害化。在同等条件下,应当选择无害化程度高的处理处置技术。二是鼓励回收和利用污泥中的能源和资源。在经济条件许可的情况下,要综合考虑成本和效益的因素,优先选择已经在国内相关领域得到一定规模应用的技术和方法。三是应当注重处理和处置技术的协同配套。根据污泥种类、来源和特性的差异,选择相适宜的处理处置技术路线。是污泥生产肥料产品的肥效不高,不具备价格优势,市场前景较为黯淡。杭州市主城区污水处理厂配套的污泥处置项目方案一再调整,已调试运行的一座污泥焚烧示范处置设施设计能力仅为100t/d,远远无法满足两座污水处理厂污泥处置的需要,因此污水污泥除部分暂存在四堡污水处理厂内,其于污泥经深度脱水后均运至有机肥料厂进行堆肥。·6I·万方数据翥襻嚣期唐伟等·杭州市主城区污水处理厂污泥处置方案探讨V01.36No.13.2.2污泥焚烧处理焚烧处理即将脱水污泥置于焚烧炉内,在高温和足够氧气含量的条件下进行一次燃烧,使其分解或降解,并进行热能利用。目前,应用较为广泛的焚烧处置工艺路线有两种。一是直接掺烧,即将污水处理厂污泥不作进一步脱水处理,直接喷人热电企业循环流化床锅炉内焚烧,人炉的污泥含水率通常在83%一87%之间。二是“干化+焚烧”,与直接焚烧的区别在于,采用“干化+焚烧”的,污泥进入焚烧设施前,需进行千化处理。污泥直接掺烧的优点在于对热电厂的改造工程量不大,现有采用循环流化床锅炉的热电企业仅需配套建设一座污泥贮存库和一台大功率液压泵,即可进行污泥处置。因此,施工周期较短,建设投资和运营成本也较为节省。但由于直接掺烧的污泥含水率较高,焚烧时能量损耗较大,影响了锅炉的热效率,因此,入炉的污泥量通常控制在入炉燃料总量的20%以下,了污泥的处置规模。此外,采用直接掺烧的,长期运行后,锅炉结垢情况较为严重,烟气对内部会有腐蚀作用,对锅炉的使用寿命有较大影响。“干化+焚烧”的工艺路线比较成熟,在国内外的应用比较广泛,其优点在于处置污泥种类的范围广、处置量大、二次污染治理技术较为可靠。与直接掺烧方式相比,“干化+焚烧”的工程量大、施工周期较长,建设投资和运行成本也相对较高。杭州市七格污水处理厂三期厂区内100t/d污泥干化焚烧示范装置已经调试运行,污泥焚烧处理技术逐步得到采用。作为经济发展水平快,土地资源有限的城市,焚烧处理技术理应成为杭州市当前污泥处置的主要处置方案之一。3.2.3污泥建材利用污泥的建材利用,主要是制造建筑材料,其处理(预处理和建材制造)的最终产物是可在各种类型建筑过程中使用的材料制品。污泥建材利用的原材料为污泥焚烧灰或干污泥,经过脱水、干燥、焚烧、筛选等工序后,与黏土混合制作建筑材料,建材利用主要有三种形式,即制砖、制水泥和制陶粒。污泥建材利用后,无需依赖土地作为其最终消纳的载体,同时还可能替代一部分用于制造建筑材料的原料,具有资源保护的作用。但是污泥建材利用存在两方面的缺陷:一是烧结建材过程中的烟气治理成本较高,目前,污泥建材利用尚无相应的污染物排放标准,若参照生活垃圾焚烧污染控制标准,则绝大部分的建材企业都达不到。二是产品质量达标的成本较高,污.62.万方数据Jan.20ll泥中较高的含水率是影响建材质量的重要因素。水泥窑具有燃烧温度高和处理量大等特点,利用水泥窑处置污泥在最近几年来越来越受到广泛关注和应用。利用水泥回转窑处理城市污泥,不仅具有焚烧法的减容、减量化特征,且燃烧后的残渣成为水泥熟料的一部分,不需要对焚烧灰进行填埋处置,因此在处置污水厂污泥方面具有设施充分利用、处置最彻底、没有二次污染的优点。此外,该方式可以利用现有水泥厂的水泥窑改造实现污泥处置,投资小且实施时间短。对于杭州这样的高速发展的城市而言,污泥建材利用的前景是较为乐观的,污泥制造的建筑材料不仅可以作为资源化产品用于城市的建设,而且完全符合当前循环经济发展思路,是一种可持续发展的污泥处置方式。4推荐的污泥处置方案(1)近期,由于主城区污水处理厂配套的污泥处置项目建设进展缓慢,近期污泥仍送至有机肥料厂进行堆肥,鉴于污泥中部分重金属含量超标,应加强肥料生产厂家对污泥组分和性质进行鉴别的能力,同时采取合理的处理方式使污泥肥料产品的质量达到国家规定的污泥农用标准。(2)由于污泥为中度污染污泥,必须减量化处置和利用,随着干化焚烧技术和建材利用技术的日益成熟,杭州市主城区污水污泥应选择以干化焚烧和建材利用为主,其它技术为辅的处置方式。5建议(1)严格控制工业污染,为污泥资源化创造条件。既要抓好城市污水处理厂污泥处理设施的建设,又要从源头上加强工业污染防控和治理,要制定产业发展导向,鼓励发展低消耗、低排污的产业和资源循环利用的产业链,和禁止高消耗、高污染的产业,标本兼治,为杭州市主城区污水处理厂污泥资源化创造条件。(2)积极推进污泥处置技术攻关。要根据污泥的特性,采用相适应的污水处理厂污泥处置技术路线,逐步淘汰就地堆置、原生污泥直接填埋等不符合环保要求的处置方式。要进一步加强污泥处置的技术攻关,积极研究推广城市污水处理厂污泥减量化、稳定化、资源化和无害化的先进技术与工艺。既要充分挖掘城市污水处理厂污泥可资源化利用的价值,又要最大限度地降低城市污水处理厂污泥对环境的危害。(下转第70页)第36卷第1期2011年1月段丽杰等·禽畜粪便减量化处理技术初探V01.36No,lJan.2011显,分别达到75%,78.38%。(2)本试验禽畜粪便经过减量化处理后,养分含量都呈上升趋势,且都明显高于普通堆肥质量标准。(5)利用此装置对家畜粪便进行处理,由于其具有体积小、处理量大、减量化程度高、处理后的产品运输方便等优点,在养殖场应用推广前景广阔。参考文献:[1]朱丽坤,刘清慧,陈泽蜂.浅析罴龙江垦区畜禽养殖业污染防治措施[J].现代农业,2008(7):39—40.[2]张宝莉.农业环境保护[M].北京:化学工业出版社,2002,298.(3)以秸秆屑和木屑混合物作为调理剂的处理,在后期N的损失量较大,所以在后期阶段要采取一定的措施防止N挥发。(4)两个处理在实验过程中温度都维持在50℃一70。C,同时借助装置的搅拌功能,使反应达到高温好氧处理,同时达到灭菌效果。喝—、—、—^_—、|—~—、—^-pq—、—妒喀p吣—妒喝—、—、—山噜—~—。心p崎—、—、-—pq—妒心p心pqp心p喝妒、—、—^心ppqp吣—、—^pq—、≯^曲净q—、—、—^、一(上接第42页)总体来说,上海水稻土的解吸表现为随着铜离子吸附量的增大,铜的解吸量亦随之增大,而在吸附量相同时,氯离子存在下土壤对铜解吸量最少,其次为根离子,硫酸根离子解吸量最大。参考文献:性质的研究Ⅱ[J].阴离子吸附和PH的影响.土壤学报,2000,37:62-68.[8]高善民,薛家骅.陪伴阴离子对土壤专性吸持铜的影响[J].环境化学,1993,12(4):258—261.[9]McbridebilityinMB.ReactionscontrollingHeavyMetalinsoilSOlu.SOils[J].Advance8Science,1989,10:1—47.[10]Padmanabham,M.Aust.J.SoilRcs[M].1983,21:515—525.[1]袁可能.植物营养元素的土壤化学[M].北京:科学出版社,1983.254—261.[2]李学垣.土壤化学[M].北京:高等教育出版社。2001.[11]杨亚提,张一平.陪伴离子对土壤胶体吸附Ca'+和Pb2+的影响[J].土壤学报.2003,40(2):218—222.[12]sye瑁,J.K.andIskandar,I.K.。soilRestoration【A].Stew-Chemistry[M].1981,571-599.[13]徐明岗.土壤离子吸附1.离子吸附的类型及研究方法[J].土壤肥料,1997(5):3—7.[14]景丽洁,王敏.不同类型土壤对重金属的吸附特性[J].生态环境,2008,17(1):245—248.[15]窦春英,徐温新,叶正钱,等.6种典型农田土壤的锌吸附一解吸特性[J].浙江林学院学报,2010,27(1):8—14.phosphorus[3]HceanerartLR,HonsFM.SoilsBD.AdvancesinsoilScience[c].NewYork:Spinger—Verlng.1992.17:311—340.[4]于天仁,季国亮,丁昌璞.可变电荷土壤的电化学[M].科学出版社,1996.[5]朱萍,沈金芳,钱非凡,等.上海市奉贤区水稻氮磷钾营养缺素试验的初步研究[J],上海农业学报,2009,25(2):131—134.[6]刘光崧.土壤理化性质与剖面描述[M].北京:中国标准出版社,1996:121—237.[7]李成保,季国亮.恒电荷土壤和可变电荷土壤电动[16]陈苏,孙丽娜,晁雷,等.无机阴离子对镉、铅解吸特性的影响[J].生态环境,2008,17(1):105—108.(上接第62页)参考文献:[1]史聿忠,司传惠,等.城市污水处理厂污泥特性及资源化利用的发展对策[J].环境科学与管理,2006,31(9):99—101.[3]张辰,王国华,孙晓.污泥处理处置技术与工程实例[M].北京:化学工业出版社,2006.[4]包薇红,宋贤英.宁波市城市污水处理厂污泥处置方案探讨[J].环境污染与防治,2005,27(3):225—227.[5]朱开金,马忠亮.污泥处理技术及资源化利用[M].北京:化学工业出版社,2006.[2]毛焕,徐得潜,王文静.污水厂污泥处置方法评价模型及应用研究[J].环境科学与管理,2010,35(1):181—184.·70·万方数据杭州市主城区污水处理厂污泥处置方案探讨

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

唐伟, 卢滨, 沈旭, 方成, 何平, Tang Wei, Lu Bin, Shen Xun, Fang Chen,He Ping

唐伟,卢滨,沈旭,方成,Tang Wei,Lu Bin,Shen Xun,Fang Chen(杭州市环境保护科学研究院,浙江杭州,310014), 何平,He Ping(杭州市环境监测中心站,浙江,杭州,310007)环境科学与管理

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