粪便无害化处理厂建设方案

粪便无害化处理厂粪便无害化处理厂 项项 目目 建建 议议 报报 告告 书书 目目 录录 第一章第一章 项目概况项目概况 1 1 一 基本情况一 基本情况 1 二 项目建设规模二 项目建设规模 1 三 项目建设背景三 项目建设背景 2 四 项目建设的必要性和紧迫性四 项目建设的必要性和紧迫性 2 五 编制原则五 编制原则 6 第二章第二章 基础资料基础资料 8 8 一 城市概况一 城市概况 8 二 自然条件二 自然条件 8 三 粪便处理现状三 粪便处理现状 10 第三章第三章 处理规模的确定处理规模的确定 1212 一 服务范围一 服务范围 12 二 规模计算二 规模计算 12 第四章第四章 粪便处理工艺选择粪便处理工艺选择 1414 一 粪便特性一 粪便特性 14 二 粪便的危害二 粪便的危害 14 三 我国粪便处理概况三 我国粪便处理概况 15 四 粪便处理工艺选择四 粪便处理工艺选择 16 第五章第五章 工艺设计工艺设计 1818 一 设计内容一 设计内容 18 二 工艺流程二 工艺流程 18 三 工艺说明三 工艺说明 19 第六章第六章 污水处理工程污水处理工程 2525 一 水量水质一 水量水质 25 二 工艺设计原则二 工艺设计原则 25 三 工艺方案三 工艺方案 26 四 在线监控 29 第七章第七章 除臭工程除臭工程 3030 一 设计内容 30 二 臭气处理工艺选择 30 第八章第八章 安全生产与职业卫生安全生产与职业卫生 3232 一 设计依据 32 二 职业危害因素分析 32 三 职业危害因素防范措施 33 四 其它劳动卫生措施 34 五 职业卫生及防护措施 34 六 安全防范措施 34 七 安全卫生机构 36 第九章第九章 环境保护与监测环境保护与监测 3737 一 编制依据 37 二 污染来源 37 三 处理措施 37 四 环境监测 38 第十章第十章 组织管理与劳动定员组织管理与劳动定员 3939 一 组织管理 39 二 生产组织系统 39 三 劳动定员 39 第十一章第十一章 经济分析经济分析 4141 一 项目概况 41 二 主要技术经济指标 41 三 社会效益评价 41 第十二章第十二章 结论和建议结论和建议 4343 一 结论 43 二 建议 43 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 0 第一章第一章 项目概况项目概况 一 基本情况一 基本情况 项目名称 粪便无害化处理厂 二 项目建设规模二 项目建设规模 根据该市的实际情况 对目前国内主要处理工艺从 三化 无害化 减 量化 资源化 程度 技术性能 安全性 先进性 可靠性 占地情况 投资金额 经济效益 产品质量 产品经济效益 国内应用情况等各方面综 合比较 初步选定目前我国粪便较为适合的技术 即 固液分离固液分离 絮凝沉淀脱絮凝沉淀脱 水水 细渣发酵外运细渣发酵外运 污水处理污水处理 整体除臭整体除臭 1 工程服务范围 工程服务范围 本项目的服务范围为市中心城区 处理对象为服务范围内的环卫公厕和 社会化粪池的粪便 2 工程规模 工程规模 本工程规模为日处理粪便 500t d 3 建设工期 建设工期 工程建设期为 1 年 4 工程投资 工程投资 市粪便无害化处理厂项目总投资 7322 68 万元 不含征地费 主要技 术经济指标详见表 1 1 表表 1 1 主要技术经济指标汇总表主要技术经济指标汇总表 序号序号项项 目目 名名 称称单单 位位技术经济指标技术经济指标 1 粪便处理规模吨 日500 2 粪便污水处理规模m3 d500 3 占地面积亩14 9 4 劳动定员人25 5 项目总投资万元7322 68 6 工程费用万元5988 18 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 1 其中 土建工程费万元1243 80 设备购置费万元4196 67 设备安装费万元547 71 7其它费用万元740 78 基本预备费万元562 96 8铺底流动资金万元30 77 9单位经营成本元 吨38 56 10粪便垃圾处理费元 吨76 00 三 项目建设背景三 项目建设背景 随着经济的发展 城市化进程加快 城区人口不断增加 由此产生的粪 便量也越来越大 从化粪池和公厕清运出来的粪便若没有经过无害化处理 势必造成一定的环境污染 影响居民的生活和健康 由于目前市建设的速度 较快 但是配套的环卫基础设施严重落后于城市发展速度 粪便大部分在公 共厕所的化粪池暂时存放后 排入城市管网 或用车转运至农村作肥料 粪 便排入河道后 最终进入海河 其中大量的有机污染物和细菌严重污染水体 致使病原菌繁殖 传播 危害人群健康 造成大气 土壤 水体的污染 故 该工程旨在通过城市粪便无害化处理厂的建设 本着 稳定化 无害化 减 量化和资源化 的原则 实现粪便的无害化处理和资源的可持续发展与利用 的目标 从根本上解决城区粪便的污染问题和化粪池的安全问题 从而为市 的各项创建工作奠定必要的基础 最终实现环境 社会 经济的协调发展 四 项目建设的必要性四 项目建设的必要性和紧迫性和紧迫性 1 高市容环境水平 巩固和创建各项国家级城市的需要 高市容环境水平 巩固和创建各项国家级城市的需要 市作为河北省的省会 是全省的政治 经济 科技 文化中心 市环境 卫生的好坏 直接关系到在全国的形象 但是 与市内经济发展和城市建设 相比 粪便处理设施的建设是落后的 目前市内没有一座粪便处理设施 粪 便处于无序排放状态 给市造成了极大的污染 因此 随着城市逐步扩展和 城市化进程的进一步扩大 市现有粪便对城市及周边环境的污染也正在持续 扩大 粪便处理问题已成为改善城市市容环境卫生状况的关键问题 根据 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 2 城市环境卫生质量标准 的要求 建立完善的粪便收集 运输 处理体系 是创建国家卫生城市的必要条件 完善粪便无害化处理体系对提高城市环境 卫生水平和人民生活质量具有重要的意义 因此 为了从根本上解决粪便的污染问题 保障人民身体健康 促进经 济社会发展 提高市容环境水平 创建国家级城市 急需完善对市化粪池粪 便集中进行无害化处理的设施 2 完善城市环卫基础设施建设的需要 完善城市环卫基础设施建设的需要 本工程的建设可以弥补在粪便规范化管理和处置方面的空白 进一步完 善市环卫基础设施建设 符合市政设施发展规划 目前 环境保护 食品安全都是我们构建和谐社会的重要内容 节能减 排与资源循环利用也已成为实现经济可持续发展的重要举措 对粪便进行规 范化处理 将为节能减排工作做出重大贡献 粪便有机质含量高 可生物降 解性强 对粪便收集后集中进行处理 满足 无害化 减量化 资源化 原则 还可以减少甲烷温室气体排放 节能减排效果非常明显 在实现社会效益 经济效益 环境效益的同时 还可以带来明显的生态效益 具有粪便垃圾资 源化处理 生物质能源开发和节能减排等综合示范效果 3 保障人民身体健康 促进经济社会发展的需要 保障人民身体健康 促进经济社会发展的需要 城市粪便主要污染物是高浓度有机物 固体残渣 恶臭气体 病原体 病菌 病毒和寄生虫卵 由于含有传染性病原体 而且具备大量繁殖的 有利条件 若管理不严或处置不当 极易成为疾病传播的源头 并通过水体 和孳生的苍蝇 蚊子 老鼠及蟑螂等有害动物传播和流行 有大量事例及相关研究成果表明 粪便及粪便管理不善 处置不当导致 环境卫生状况恶化 与之相关的疾病严重危害着人们健康 据统计 这些疾 病主要有霍乱 痢疾 伤寒 病毒性肝炎 蛔虫病 钩虫病等肠道传染病和 鼠疫 炭疽 黑热病 流行性乙型脑炎 血吸虫病等媒介生物性疾病等 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 3 粪便如果乱丢乱放 甚至可能导致疫情扩散 媒介生物在传染病发生中 起了难以估量的作用 也是引发许许多多新传染病的 元凶 粪便中有害病 菌 病毒在媒介生物作用下 必然加剧对城乡人民身体健康的威胁 已引起 国家有关部门的高度重视 中华人民共和国传染病防治法 规定 地方各级政府应当有计划地建 设和改造公共卫生设施 对污水 污物 粪便进行无害化处理 改善饮用水 条件 针对市化粪池粪便没有进行无害化处理的问题 按城市环境卫生设施 标准建设市粪便无害化处理项目 是重要的卫生防疫措施 是有效预防 及 时控制和消除传染病的暴发与流行 保障人民身体健康和生命安全 提高人 民生活质量 维护正常的社会生产 生活秩序 促进经济社会可持续发展的 需要 4 保证城市粪便处理设施正常运行需要 保证城市粪便处理设施正常运行需要 目前市城市粪便采用三级化粪池方式处理 这种处理方法经济实用 但 处理周期长 需定期清掏 若化粪池长期淤积不清理 容易造成粪便板结 化粪池形同虚设 粪便得不到有效处理 造成水质污染 甚至可能引起爆炸 城市粪便处理设施是城市基础设施的重要组成部分 其运行状况和功能 的好坏 与社会公众的日常生活密切相关 维护管理不当 势必造成严重的 安全隐患 威胁着广大群众的生命财产安全 建设集中的粪便无害化处理厂 能较好地解决目前本区粪便处理设施存在的严重问题 消除安全隐患 保证 粪便处理设施正常运行 5 粪便无害化 减量化和资源化的需要 粪便无害化 减量化和资源化的需要 粪便是一种宝贵的肥料资源 通过加工处理可以制成有机复合肥料 不 仅可以变废为宝 而且可减少环境污染 防止疾病蔓延 具有较高的社会效 益和一定的经济效益 粪便无害化处理可以做到尽可能多地保持粪便的有效 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 4 成分 对分离出的杂物和干燥产生的尾气进行彻底治理 不产生二次污染 在现有基础上进一步提高产品品质 降低能源消耗 6 远期污水处理的需要 远期污水处理的需要 随着市城市污水管网的发展 粪便无害化处理大大减少了城市污水管网 负荷 节约了污水处理厂及污泥处理设备的建设 运行费用 所以建设市粪 便无害化处理工程是远期污水处理的需要 7 维持城市管网正常运行的需要 维持城市管网正常运行的需要 化粪池是城市污水处理系统最初级的处理构筑物 除了初步净化粪便污 水功能外 还是保障城市下水道正常运行 避免堵塞的重要工程措施 随着 市建设的不断扩大 城市污水管网的化粪池仍有必要长期存在 化粪池粪便 不仅含有粪便中的主要有机污染物质 而且还含有大量的杂物 如织物纤维 玻璃 沙石 塑料等 长期不清掏或者直接排放 易造成污水管道堵塞 影 响城市排水系统的正常运行 因此有必要加强对化粪池粪便的清掏管理 改 进目前的处理方式 提高其无害化处理水平 建设集中的粪便无害化处理厂 也是发挥化粪池使用功能 维持城市下水道正常运行 从而改善市生态环境 的需要 8 降低粪便做农肥安全性风险的需要 降低粪便做农肥安全性风险的需要 市公厕和机关 企事业单位公厕的粪便及粪便污水部分由城市周边的蔬 菜种植户运至田间直接做为农肥 尽管粪便在化粪池中经过了发酵过程 但 是由于化粪池清掏不及时 池内淤积严重 减小了化粪池容积 粪便在池内 的停留时间较小 发酵不完全 从卫生学角度分析 粪便中的寄生虫卵 粪 大肠菌或其它细菌均未被完全杀死 存在继续传播或污染环境的风险 若直 接将化粪池粪便做为蔬菜农肥 一是易通过空气传播的细菌进入大气 随大 气迁移影响城市空气环境 二是有些细菌及虫卵等易通过较短的食物链进入 人体 影响人民身体健康 可能引发群体性公共卫生安全时间 因此 建设 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 5 市粪便无害化处理工程 通过采取相应的技术手段 将粪便 资源化 安全利 用 综上所述 市作为河北省的省会 的发展 招商引资需要一个良好的投 资环境 作为全省政治 经济 文化 科技和交通中心 需要一个美丽整洁 的市容市貌 作为一个有 1000 多万人口的大型城市 广大人民群众需要一 个健康卫生的生活环境 而市目前尚无粪便集中处理设施 因此 为了保障 人民群众的身体健康 为了继续改善市的环境质量 优化生态环境 为了确 保市更好的发展 市粪便无害化处理设施的建设必将为规范市粪便的收集和 处理 提高无害化处理水平 加快市现代化建设步伐做出积极的贡献 五 编制原则五 编制原则 本处理工程结合市的环卫现状 遵循国家粪便垃圾处理的有关政策 使 工程的各项指标均符合国家的有关法规 规范和标准 在可研报告编制过程 中 根据本项目的实际情况优先考虑采用国内外技术成熟 效率高 能耗低 运行可靠的设备 坚持技术的先进性 工艺的可行性和经济性相结合的原则 本可研报告的编制主要遵循以下原则 1 坚持 统一收运 集中处理 的原则 充分借鉴国内其它城市粪便处理 经验 保证粪便处置设施资源配置合理 提高处理质量 避免二次污染 形 成规模效益 做到资源的合理回收利用 2 坚持 统一规划 突出重点 因地制宜 分期实施 的原则 粪便处置 工程的建设应采用近期与远期结合的方针 充分考虑工程分期实施的可行性 经济性和合理性 尽量做到既经济实用 又合理可行 3 坚持 无害化 减量化 资源化 的原则 粪便有机含量高 极具回收 利用价值 在满足无害化处理的基本要求上 尽可能实现资源化目标 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 6 4 坚持 先进 可靠 高效 的要求 项目设计应有一定的前瞻性和可延 续性 留有一定的发展空间 有利于推行垃圾从末端治理向全过程控制转变 提倡从源头削减 减少废物产生量 5 粪便处置工程的规划 设计 建设和管理应符合国家环保方面的法 律 规范 标准的要求 符合国家循环经济产业投资政策 符合行业和地区 规划 满足卫生环境和城市景观环境的要求 为市民创造一个清洁舒适 优 美和谐的生活工作环境 6 总体布置合理 与周围环境协调 三废 治理方案有效 合理 7 综合考虑厂址 环境 地质水文等情况 坚持因地制宜 从地区的 实际出发的原则 做到工程项目的环境效益 社会效益和经济效益相统一 8 在本工程中 符合工程建设的 三同时 原则 采用合理的建设实施方 案 充分考虑工程实施的可行性 经济性和合理性 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 7 第二章第二章 基础资料基础资料 三 粪便处理现状三 粪便处理现状 1 国内城市粪便处理现状 国内城市粪便处理现状 随着经济的发展 城市化进程加快 城区人口不断增加 由此产生的粪 便量也越来越大 从化粪池和公厕清运出来的粪便若没有经过无害化处理 势必造成一定的环境污染 影响居民的生活和健康 因而国内各主要城市开 始重视粪便处理并陆续兴建粪便无害化处理设施 目前我国城市粪便处理系统是多重形式的混合 A 在下水道普及率较高 发展较快的极少数大城市 如深圳 珠海等 采用污水 粪便合并处理模式 B 少数大城市 如广州 上海等 的老城区 由于难以重新开发且下 水道普及率不高 采用粪便独立净化处理工艺为主 即粪便收集后运用好氧 处理 湿式氧化以及厌氧消化等多种工艺对粪便进行深度处理 处理产物可 达标排放或安全填埋 C 绝大部分中小城市 以近郊作为粪便的主要消纳处置场所 采取与 经济能力相适应的 因地制宜的低成本粪便处理系统 如改良旱厕 化粪池 混合堆肥及沼气发酵等模式 该处理方法注重粪便的农用资源化和无害化 实质上是多种工艺的混合 2 市粪便处理现状 市粪便处理现状 目前市主要靠吸粪车清运环卫公厕和社会化粪池的粪便 尚无粪便无害 化处理设施 清运出的粪便主要有两种处理途径 A 送到周边农村用作农肥 这种方法是中国传统上的一种粪便处置方 式 但粪便农用存在淡季旺季的矛盾 并且清淘出的粪便如若不进行消毒杀 菌等无害化处理 直接施与农田 不但会污染土壤和地下水 而且还会污染 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 8 瓜果蔬菜 传播疾病 危害人体健康 同时引起土壤板结等 因此随着城市 的扩大 运输距离增大 只有城郊农村周边的极小一部分粪便这样处理 B 排入城市管网 即通过吸粪车直接向城市污水管道排放 该途径是 当前最主要的排放途径 由于没有集中的处理场所 所有粪便处理均由各区 自行解决 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 9 第三章第三章 处理规模的确定处理规模的确定 一 服务范围一 服务范围 1 收运范围 收运范围 本项目收运范围为市中心城区及正定 藁城 鹿泉 栾城四组团县 市 2 服务人口 服务人口 截止到 2011 年末 市常住人口 1038 6 万人 其中城区户籍人口 276 66 万 非户籍长期居住及流动人口超过 100 万人 2008 年平均清运粪便量为 300t d 主要靠吸粪车清运环卫公厕和社会化粪池的粪便 本项目以收运范 围内人口核算 目前收运范围内 包括中心城区及四组团 服务人口规模约 为 419 7 万人 二 规模计算二 规模计算 1 粪便产生量及清运量预测公式 粪便产生量及清运量预测公式 市粪便清运范围有环卫公厕 厂区 学校化粪池 按照全部居民小区均 设有化粪池 粪便进入化粪池停留 其它生活污水排放进入市政污水管网考 虑 粪便产生量可由下式进行计算 V A N K1 K2 K3 K4 q 1000 式中 V 粪便产生量 t d A 人均每天产粪便量 取 0 4kg d N 人口总数 近期 2015 年 500 万人 远期 2020 年 600 万人 K1 粪便污泥浓缩系数 取 0 8 K2 粪便污泥发酵缩减系数 取 0 9 K3 吸粪车吸入粪水率 取 1 1 1 2 近期 远期取 1 1 K4 含渣系数 取 1 0 1 01 近期 远期取 1 0 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 10 q 清运率 与化粪池应用范围有关 市按照全部使用化粪池考虑 目前市粪便清运率较低 约为 30 主要原因是 粪便收运体系不完善 清运车辆不足 清运范围较小 清运不及时 2 粪便量及清运量预测粪便量及清运量预测 按照满足 2020 年 600 万人口需求计算 V a N K1 K2 K3 K4 q 1000 0 4 6000000 0 8 0 9 1 10 1 00 0 3 1000 570 24t d 根据市环境卫生公共设施规划 上报版 中有关市水冲式公厕的发展规 划 预计到 2020 年 城区内水冲式公厕可达 1167 座 按照每座公厕粪便量 0 1t a 技术 可使粪便处理量减少约 110t d 从而 2020 年的粪便需处理量为 460 24t d 本项目在需处理量的基础上预留 10 的不可预见量 并考虑每日 清运量波动变化 处理规模按照 500t d 建设 3 处理规模 处理规模 根据计算结果 市粪便无害化处理厂设计规模确定为 500t d 在建设初 期 随着市粪便收运体系完善 粪便处理设施处理量逐年上升并达到设计处 理规模 在建设远期 该厂不能满足处理要求后 可另行选址新建一个粪便 处理厂 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 11 第四章第四章 粪便处理工艺选择粪便处理工艺选择 一 粪便特性一 粪便特性 根据对环境造成污染危害不同 粪便中污染物可大致分为 固体污染物 有机污染物 营养性污染物 生物污染物 感观污染物等 1 固体污染物 固体污染物 粪便中的固体物质组成包括有机性物质和无机性物质 2 有机污染物 有机污染物 粪便中的有机物质一般采用生化需氧量 BOD5 化学需氧量 CODcr 总有机碳 TOC 来表示有机污染物浓度 3 营养性污染物 营养性污染物 粪便排放到水体中时 氮磷超过一定的限值会引起水体的富营养化 促 使藻类大量繁殖 形成 水华 现象 4 生物污染物 生物污染物 通常以粪便的 致病性指示微生物 来表示粪便含病原体生物污染指标 以及表示粪便处理后排放或再利用的无害化指标 常用的指标是粪大肠菌群 数和粪大肠菌群值 一种是粪链球菌 此种细菌唯一来源是粪便 对氯的抵 抗力略高于粪大肠菌群 在粪便处理方面具有一定的指示意义 一种是蛔虫 卵 用人蛔虫卵来表示寄生虫存在的有效指标 人蛔虫卵是一种最普遍地肠 道寄生虫 容易检出和计数 5 感观污染物 感观污染物 粪便的恶臭 浑浊 泡沫 异色等现象 虽无大的危害 但能引起人们 感官上的极度不快和厌恶感 二 粪便的危害二 粪便的危害 1 传播疾病 传播疾病 粪便传播疾病的途径有二 一是病原体随宿主粪便排出体外污染环境而 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 12 传播 二是粪便再收运和处理不当时易引起害虫 苍蝇 蟑螂 蚊子等 的 繁殖 害虫体表或消化道能机械地携带粪便病原体传播疾病 而蚊子可由叮 咬人体经血液传播疾病 2 污染水体 污染水体 未经处理或处理不当的粪便排入水体 不但使水中原有的物质组成发生 变化 并且由于污染物质也参与了水体能量和物质转化及循环过程 从而使 原有水体正常固定的食物链发生程度不同的变化 破坏了已有的生态系统 3 污染土壤 污染土壤 用未经无害化处理的粪便施肥 可造成土壤的生物性污染 粪便中的病 原体进入土壤后 一般会在土壤中存活一段时间 因此在条件适宜时 即可 通过不同的途径使人感染发病 4 污染空气 污染空气 粪便污染空气主要是指恶臭 新鲜的粪便有不良的臭味 粪便分解产生 的氨 硫化氢 甲硫醇 甲基硫等更是异臭难闻 因此在粪便的收集 贮存 运输 处理时应防治空气污染 制定防臭对策和采取脱臭措施 三 我国粪便处理概况三 我国粪便处理概况 1 处理设施配套不完善 处理设施配套不完善 污水管道和污水处理设施配套不完善 化粪池在一段时间内将依然存在 我国城市下水道普及率约为 60 由于我国城市污水处理设施的建设没有与 其它城市基础设施建设同步发展 为减轻部分生活污水排入尚未建成终端城 市污水处理厂的市政污水管道或直接排入河道造成环境污染 各地规划部门 要求民用建筑和公共建筑排出的生活粪便污水 必须先流经化粪池处理后才 能排入市政污水管道或水体中去 根据国家产业政策 规划到 2025 年才能实现城市管网普及率 85 污 水处理率 50 60 因此 在相当长过渡期内 化粪池仍然会被广泛使用 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 13 对于其截留的大量粪便污泥 就存在一个类似生活垃圾的清运 无害化处理 及最终出路的问题 2 处理设施缺乏 粪便出路存在诸多环境问题 处理设施缺乏 粪便出路存在诸多环境问题 我国传统上一直将城市粪便用作农业肥料 但近二十年来 由于多种原 因使城市粪便农用出现了急剧下降 城市粪便正在迅速失掉传统的土地处置 途径 大量收集的粪便不得不向城市附近区域倾倒 给环境和健康带来了严 重的影响 已引起各级政府和公众的关注 另一方面 我国城市粪便总收集 量一直呈现持续增长态势 人均粪便收集量也稳中有升 并未因城市排水管 网普及率提高而降低 因此 采取适合于我国国情的粪便处理模式 应在战 略上作出城市粪便处理系统可持续发展战略的选择 由于我国目前缺乏相应的粪便污泥无害化处理设施 化粪池中截留的大 量粪便污泥靠环卫部门用吸粪车抽取后 送至垃圾填埋场与垃圾混合填埋或 用于农田 果园 此外收集的粪便污泥向城市污水管道或城区附近的荒野空 地 鱼塘 甚至向河道中违法倾倒的事件 造成了严重的环境污染事件 目前我国城市粪便无害化处理率不到 50 多数只是经过化粪池简单处 理就被直接排放 粪便也得不到妥善处置 因此 国家环境保护 十二五 规划 中明确要求 在 十二五 末 城 市粪便无害化处理率要大于 70 在 国家卫生城市考核鉴定和监督管理办 法 中 国家 爱卫会 要求国家卫生城市的具备的 10 个基本条件中 第一条 即是 城市生活垃圾及粪便无害化处理率 80 四 粪便处理工艺选择四 粪便处理工艺选择 1 工艺选择原则 工艺选择原则 根据 城市粪便处理厂 场 设计规范 CJJ 64 2009 和 城市粪便 处理厂运行维护及安全技术规程 CJJ T30 2009 影响选择城市粪便处理 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 14 工艺的因素很多 除要满足 无害化 减量化 资源化 的基本原则外 还应 考虑因素 1 技术可靠程度 2 地区经济发展水平对投资和处理费用的适应能力 3 环境污染的风险性 4 资源化价值 5 其它特殊的制约因素 2 工艺选择 工艺选择 近几年来 我国在粪便无害化处理上发展较快 已经有多座在运行或在 建 从运行统计的情况来看 运行状况良好 目前粪便处理技术主要是物理 化学方法相结合 前期物理方法预处理主要是去除粪便中较大杂质并进行固 液分离 脱水 后续化学方法处理主要是进行絮凝反应后 再进行固液分离 借鉴目前多数粪便处理厂成功运行经验 确定本项目粪便处理工艺为 物理 化学 方法 即 固液分离和絮凝沉淀 使渣 水分离 分离后的第一段粪 渣外运 第二段稀粪渣进行堆肥 分离粪便污水处理后进入城市排水管网或 处理后达标排放 主处理工艺为主处理工艺为 固液分离固液分离 絮凝沉淀脱水絮凝沉淀脱水 细渣发酵外运细渣发酵外运 污污 水处理水处理 整体除臭整体除臭 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 15 第五章第五章 工艺设计工艺设计 一 设计内容一 设计内容 粪便处理工艺设计的主要内容包括 粪便的进料 粪便的处理 处理后 粪便的出路等 二 工艺流程二 工艺流程 1 工艺流程 工艺流程 粪便处理工艺流程及物料平衡见下图 输送车密闭式收集分离 密闭污泥沉淀池 固体物 垃圾填埋场 上清液排放 密闭污泥缓冲设备 负压风机 密闭污泥浓缩池 密闭污泥挤干设备 有机肥处理厂 填料除臭设备 高空排放 负压风机 填料除臭设备 高空排放 废液 固废 臭气 图图 5 1 工艺流程图工艺流程图 2 工艺说明工艺说明 A 密封罐装运输车到达粪便处理厂 经计量称重后进入卸料间 粪便 处理厂采用密闭对接的方式卸粪 以减少卸粪过程中的空气污染 B 粪液进入固液分离机 单套粪便固液分离设备的处理能力为 1 7m3 min 冲击接受能力 3m3 min 设备将粪便杂物中粒径为 10mm 以上的 固体物去除 经处理后的滤液中固含量低于 5 分离出的固体物含水率在 55 70 之间 C 固液分离后的液体进入粪液调节池 以调节絮凝脱水段的进料 固 液分离产生的粗渣采用封闭出渣 密闭运至垃圾填埋场处理 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 16 D 粪液在粪液贮存罐中添加絮凝剂 添加絮凝剂的粪液进入絮凝沉淀 设备 经充分絮凝并沉淀 单套絮凝沉淀设备处理能力最大为 12m3 h E 絮凝沉淀后的细粪渣采用封闭隔离出渣 密闭进入发酵处理 去除 细粪渣的大肠杆菌和有害菌 而后运至垃圾填埋场填埋或加工成为有机肥 F 各处理车间产生的臭气通过臭气收集管道 通过引风机引至臭气处 理系统 处理达标后排入大气 G 絮凝沉淀后产生的粪便污水溢流收集后通过管道排入污水调节池 进行后续污水处理 达标后排放 总之 利用絮凝混凝沉淀分离工艺代替絮凝脱水设备 耗能减少 40 维修减少 90 污泥回收率增加 20 以上 污泥增加回收部分还是 有机肥的主要成分 气味污染比原有提高40 设备不会出现堵塞现象 投资小 比原有工艺节能 20 三 工艺说明三 工艺说明 1 计量系统 计量系统 粪便运至处理厂 首先经过设在地磅房附近的数字汽车衡 计量粪便运 输的车次及粪便量 图图 5 2 自动计量系统自动计量系统 A 设置计量装置一套 计量最大重量为 30t 功率 2kW 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 17 B 粪便计量系统设地磅房 1 座 砖混结构 尺寸为 L B H 6 4 3 3m 2 卸粪系统 卸粪系统 卸粪口是吸粪车排放管和处理设备连接的进料口 从固液分离车间内固 液分离脱水设备上引出不锈钢进料管道 与吸粪车排放管可靠 方便密封对 接 保证泄粪过程中无臭气及粪液外溢 卸粪系统包括对接装置 连接软管 平衡装置等 本厂设 2 个卸粪口 A 对接装置 对接装置 对接装置为 150 对接快速接口 接口材质为 AISI304 不锈钢 耐腐蚀 能力强 对接装置分两部分 一部分接口安装在现场 另一部分接口安装在 卸粪车上 当粪车卸粪时用扣环对接即可密封卸粪 接粪管内设有冲洗装置 卸粪后可将对接口内部进行清洗 避免粪便固化和遗撒 B 连接软管 连接软管 连接软管为 150 波纹橡胶软管 该管具有柔性但保持圆开 波纹管橡 胶内有弹性钢丝 使得粪车在卸粪过程中软管有一定伸缩性 C 平衡装置 平衡装置 平衡装置是专门为接粪软管所配备 当卸完粪后 对接装置就放置在平 衡装置上 使软管接粪口呈一定角度放置 对接装置不会有滴漏 3 固液分离系统 固液分离系统 固液分离设备由大块物分拣 水下无支撑双转鼓螺旋细格栅 粪便分离 器 输砂螺杆 排渣 砂螺杆 压榨脱水和臭气集中收集排放管等组成 集 成在一个密封箱体内 设备采用触摸屏显示操作 与设备运行功能配套 其 功能是去除粪便中的大块沉淀物和大于 20mm 的漂浮悬浮物以及 90 以上的 大于 0 5 mm 的砂 A 固液分离 固液分离 1 工作原理 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 18 此装置用于分离粪便中的较大悬浮物 如纤维类 橡胶类 生活用品等 物料 同时粪便中含有大量泥沙 通过沉砂 捕砂 提砂分离 将细砂导入 沉砂箱内 分离后的粪便浆液自流入粪液调节池 输送管道将粪便输入接收装置 当达到箱体内一定液位 由液位探头监控 之后 细格栅自动运转 沉砂箱 和提砂螺杆启动工作 经过格栅过滤处理之后 不能生化分解的格栅滤渣首先被分离取出 在 此过程中粪便物质在冲洗之后返回栅后 格栅滤渣在运输螺杆之内经过压榨 脱水处理之后排出 由无轴螺旋输送至出渣间 经过格栅 过滤处理之后 污泥进入沉砂箱 此时 沉砂物质可以分离取 出 水平运砂螺杆将沉砂物质转交排砂螺杆 然后经过脱水处理之后运出箱 体之外 进料流量是通过箱内的液位监控而调节 进料过程完成之后 格栅 过滤装置 捕砂箱和分砂螺杆还必须经过一段 后延时间 将格栅滤渣和沉砂排出箱外 所有处理过程都集中在同一封闭箱体之内 因此结构紧凑 占地很少 无臭味外泄 2 主要进出口污染物指标 表表 5 1 主要进出口污染物指标见表主要进出口污染物指标见表 序号序号项目项目进口进口出出 口口 滤渣30 45 1含固量 DS 3 15 滤后液 3 5 2CODcr mg L 30000 4000025000 30000 3BOD5 mg L 15000 2500012000 22000 B 提渣装置 提渣装置 粪便经格栅处理后进提渣装置内 其外形微圆筒型 与地面呈 60 夹角 布置 电机安装在圆筒上端 处于最高点 粪渣由设备底端进入 在上部电 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 19 机驱动下 筒内压榨器开始工作 随筒体上升 粪便中浆液通过挤压进入筒 内部 由浆液收集口进入粪液调节池 经过脱水后的粪渣由无轴螺旋输送机 送至出渣间 沉砂排砂与压榨提渣同时进行 格栅滤渣可将固含量提高至大 约 35 40 所有和工作介质相接触的器件由不锈钢材料制成 4 粗渣收集系统 粗渣收集系统 经过固液分离后的粗渣及沉砂由无轴螺旋输送至出渣间 出渣间设置专 门垃圾方箱 箱体为钢制结构 每天定时运送至垃圾卫生填埋场填埋 箱体 运输时 勾臂车倒车进入出渣间 图图 5 3 固液分离后的粗渣固液分离后的粗渣 5 粪液调节池 粪液调节池 经固液分离后的液体进入粪便调节池 调节池出水排入絮凝脱水段 粪 液调节池主要功能为贮存经固液分离处理后的粪便浆液 使后段粪便浆液脱 水装置能实现连续稳定均匀地进行浆液的脱水工作 均衡由于粪便运输等原 因产生的变化系数 由于粪便具有静态分层的特性 即表面结痂 池底沉淀固化 中间悬浮 这些都将导致调节池内物料性质恶化 严重影响后续工艺的运行及对设备造 成损伤 因此本工艺采用水力搅拌系统 该系统由泵房控制柜控制搅拌泵的 开启和关闭 将调节池中的粪液进行水力搅拌 有效的解决了粪液表面结痂 和池底沉淀的问题 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 20 粪液调节池为钢筋混凝土池 地下式 池体的尺寸为 L B 13 13m 池深为 5 5m 有效水深为 5 0m 容积为 930m3 有效容积为 845m3 粪液调节池水面以上设置粪液回流装置 布设 DN100mm DN65mm 的 网架管道 管道通过池壁和池顶盖板下部的不锈钢管夹固定 6 地下泵房 地下泵房 泵房设计在调节池旁边 泵房尺寸为 L B 13 5 4 5 5m 地下部分为 钢筋混凝土结构 泵房地下部分高度为 5 5m 泵房内设计粪液提升泵 3 台 主要技术参数 Q 25m3 h H 20m N 4kW 2 用 1 备 同时提升泵兼作循环泵 将粪液循 环防止池内粪便板结 影响进液 7 絮凝混凝沉淀分离工艺系统 絮凝混凝沉淀分离工艺系统 A 絮凝沉淀絮凝沉淀 1 工作原理 来自粪液调节池的粪便浆液 固含量为 4 5 经与絮凝剂混合 自流 入装置的絮凝反应器中 本装置系统配置了可投干粉或液体状的絮凝剂全自 动制备装置及投药装置 经絮凝反应后的稀浆形成絮体 沉淀后抽入污泥 发酵池内 在此过程污泥逐渐变化 稀浆逐渐被提升并越来越干 本项目粪便浆液脱水将从 4 5 固含量的稀浆液最终脱水成固含量 20 30 的 泥饼 絮凝剂用量为 3 5g kg 干物质 选用药剂为聚丙烯酰胺 2 主要设备 污泥进料泵为容积式偏心螺杆泵 采用手动流量调节 进泥泵的流量 出口压力满足脱水机的使用要求 配置干运行保护器和过压保护器 污泥泵 采用机械密封或填料密封 轴封处有泄漏回收装置 污泥进料泵及电机 24h 连续运行 螺杆泵布置在地下泵房内 污泥进料泵与脱水机联动 脱水机有 稳压装置 保证当进料浓度发生变化时 脱水泥饼的含固率不变 2 絮凝剂制备系统 絮凝剂制备系统 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 21 全自动工作方式 可将絮凝剂制备成可使用絮凝液 3 絮凝剂投加系统 絮凝剂投加系统 粪便浆液和絮凝液在反应器内均匀混合 形成稳定结实的絮凝块 反应 器带有进水管道 DN 300 出水管道和残液排放阀门 反应器容积为 200L 进料管道上带有管道补偿器相连 通往矩形进料漏斗 漏斗内配有栅网 用于过滤混浊污水 配有冲洗喷头 用于清洗筛网 冲洗电磁阀的通电时间 可以设定 从而控制喷洗过程 4 粪液调节罐 粪液调节罐 用于调节进入螺压脱水设备的粪便浆液量 使系统稳定运行 将 1 2 2 9m 粪液调节罐布置在地下泵房内 5 进出口主要污染指标 进出口主要污染指标 主要进出口污染物指标见表 表表 5 2 絮凝脱水进絮凝脱水进 出口参数表出口参数表 序号序号项目项目进口进口出出 口口 滤渣18 25 1含固量 DS 2 5 滤后液 0 1 2CODcr mg L 25000 300002000 5000 3BOD5 mg L 12000 220001000 2000 经过絮凝脱水后 产生的 30t d 细渣外运填埋场或进行堆肥 粪便污水 进入污水调节池 经处理达到 污水综合排放标准 GB8978 1996 的三级排 放标准后 排入城市污水管网 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 22 第六章第六章 污水处理工程污水处理工程 一 水量水质一 水量水质 1 污水来源及水量 污水来源及水量 污水主要来源于絮凝脱水后的粪便废水约 400 m3 d 2 污水水质预测 污水水质预测 根据类似工程和调研相关资料 确定设计进水水质具体见表 6 1 表表 6 1 污水水质一览表污水水质一览表 项目项目 CODcr mg L BOD5 mg L SS mg L NH4 mg L TP mg L 粪大肠杆菌粪大肠杆菌 个 个 升 升 浓度 范围 3000 50001000 2000300 500100 30015 20103 104 水质3000150040020020104 3 排放标准 排放标准 污水处理系统出水污染物排放限值执行 污水综合排放标准 GB8978 1996 中三级标准 主要污染物的排放限值见表 6 2 表表 6 2 系统排放水污染物限值一览表系统排放水污染物限值一览表 项项 目目CODCr mg L BOD5 mg L SS mg L NH4 mg L 粪大肠杆菌粪大肠杆菌 个 个 升 升 排放 限值 500300400 1000 二 工艺设计原则二 工艺设计原则 1 处理工艺应为具有较强的冲击负荷适应能力的工程措施 根据废水 中污染物浓度高 水质水量多变的特点 选择技术先进 工艺可靠 性价比 高的工艺 2 所选工艺确保处理效果及系统稳定运行 处理水量及出水水质稳定 达到设计及排放要求 出水率高 提高系统的性价比 3 选择低能耗处理系统 降低系统的运行成本 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 23 4 减少二次污染物的排放 同时在工艺设计中采用完善的设施和设备 来消除处理时产生的臭味 飞沫等二次污染问题 采用低噪音处理设备 二 次污染的治理应满足相关国家标准 三 工艺方案三 工艺方案 由于本项目粪便废水与城市生活污水相比 具有有机物浓度高 水质水 量变化较大等特点 所以对其处理工艺提出了特殊的要求 仅靠单一的工艺 很难达到严格的出水要求 通常 粪便废水的基本处理工艺是将集中处理工 艺单元进行有机的优化组合 粪便废水的生化性较好 但由于原水浓度高 而出水排放浓度相对较低 若只单独使用生化法 由于有机物质负荷过高 不仅运行成本大幅度提高 出水也无法保证长期稳定 因此 要使粪水处理出水水质达标 必须采用物化和生化处理相结合的 组合工艺 根据本项目的水质水量情况 可以确定预处理 厌氧 好氧的工艺 A 方案 方案 UASB 分体浸没式分体浸没式 MBR 工艺工艺 1 工艺流程 工艺流程 现粪便废水处理采用的工艺方案为 UASB 分体浸没式 MBR MBR 含 硝化反硝化系统 见下图 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 24 调节池 反硝化池 硝化池 中温厌氧反应 器 分体浸没式 MBR 原 水 达标排放 污泥池 剩余污泥 污泥加药混合 池 污泥脱水系 统 污泥处置 剩余污泥 污泥 泥饼 清液 循环换热系统沼气燃烧 冷 却 系 统风 机 混 合 液 回 流 图图 6 1 方案工艺流程方案工艺流程 2 工艺说明 工艺说明 粪便废水经过絮凝脱水处理后 废水中的 COD BOD5 TP 粪大肠杆 菌等仍然很高 需要进一步的好氧生化处理 根据废水特点 先经过调节池 水质水量的均衡后 经过提升泵直接进入中温 UASB 反应器 废水在厌氧状 态下 通过厌氧微生物的作用 使有机污染物绝大部分分解成甲烷气体 水 氨氮 硫化氢 磷酸盐 无机盐等小分子物质 为后续系统提供较好的进水 条件 由于冬季温度较低以及中温厌氧系统对温度的要求 为保证微生物生 长环境的稳定性进一步保证厌氧处理的稳定性 同时为了降低能源消耗 厌 氧反应器必须配套保温系统 加热系统 保证设备的季节适应性 热源来自 燃油沼气两用锅炉 而且一年四季污水水质水量变化很大 设计过程中必须 考虑整个系统的适应范围 具有很强的耐负荷冲击能力 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 25 UASB 出水自流进入低能耗膜生物反应器阶段 整套系统采取前置反硝 化的形式 通过好氧微生物的代谢作用降解有机污染物质 并通过聚磷菌 硝化菌和反硝化菌的作用 使总磷和氨氮得到去除 分体浸没式 MBR 机组 浓水混合液回流至反硝化池 在搅拌器的搅拌作用与厌氧反应器出水充分混 合 从而可以省去外加碳源的投加 同时可以维持反硝化和硝化池内微生物 含量 曝气方式采用效率较高的微孔曝气方式 MBR 膜出水即可达到国家 三级综合排放标准 3 工艺去除率预测 工艺去除率预测 表表 6 3 各处理单元去除效率预测表各处理单元去除效率预测表 CODBOD5SS 处理单元处理单元 mg Lmg L mg L 进水 5000 2000 400 调节池 UASB 反应器 2000 800 300 去除率 508033 硝化反硝化 1000 400 400 去除率 675033 MBR 膜机组 460 260 1 去除率 545099 9 整体去除率 96 93 100 排放标准500300400 B 污泥去向 污泥去向 本项目的污泥主要来源于硝化反硝化反应器 产生的污泥采用静压排泥 的方式汇合后污泥集中排至在污泥池内 由利用潜污泵将污泥池内的污泥提 升到污泥加药混合池内 在污泥加药混合池内经加药 加碱液污泥减量化系 统后 产生的清液排入污泥清夜池中 剩余含水率为 98 5 污泥在经过离心 脱水机的处理后形成泥饼 清液由污泥清液池回流至反硝化池 泥饼脱水后 含水率小于 80 送至 固定区域进行最终处理 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 26 四 在线监控四 在线监控 本方案在放流口设有巴歇尔计量槽 超声波液位计 CODCr在线监测仪 pH 计 并直接与环保局监测系统联网 环保部门可实时掌握各排放参数 便于监管 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 27 第七章第七章 除臭工程除臭工程 一 设计内容一 设计内容 除臭系统设计内容包括 粪便厂产生臭味的点或面 除臭工艺流程 臭 味的收集系统 臭味的处理等 粪便厂产生臭味的点和面包括 卸粪车间 固液分离车间 絮凝脱水车 间以及污水处理硝化池等 A 设计原则 1 设计遵循科学 合理 可靠的原则 2 选用技术先进 操作管理方便 处理效果可靠的除臭系统 3 合理选配除臭设备 设置合理的运营时间 有效节约运行费用 B 设计除臭效果 除臭标准 臭气经除臭塔处理后 排放的气体达到的 恶臭污染物排放 标准 GB14554 93 的厂界标准值新扩改建设施一级排放标准 表表 7 1 恶臭污染物排放标准恶臭污染物排放标准 二级三级 序号控制项目单位一级 新扩改建现有新扩改建现有 1氨mg m31 01 52 04 05 0 2三甲胺mg m30 050 080 150 450 80 3硫化氢mg m30 030 060 100 320 60 4甲硫醇mg m30 0040 0070 0100 0200 035 5甲硫醚mg m30 030 070 150 551 10 6二甲二硫mg m30 030 060 130 420 71 7二硫化碳mg m32 03 05 08 010 8苯乙烯mg m33 05 07 01419 9臭气浓度无量纲1020306070 二 臭气处理工艺选择二 臭气处理工艺选择 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 28 粪便的污染特征之一是恶臭 粪便在处理过程中 必然会产生大量的恶 臭气体 这些臭味主要是由有机物腐败产生的气体造成 臭味大致有鱼腥臭 胺类 CH3NH2 CH3 3N 氨臭 氨 NH3 腐肉臭 二元胺类 NH2 CH2 4NH2 腐蛋臭 硫化氢 H2S 腐甘蓝臭 有机硫化物 CH3 2S 粪臭 甲基 吲哚 C8H5NHCH3 以及某些生产废水的特殊臭味 这些有强烈臭味的挥发性 污染物不仅造成人的嗅觉不适 还对人的健康有一定损害 本工程根据臭气的来源 特点及生产厂房场地等情况 在卸粪车间采用 植物液喷淋除臭 在其他部位设置负压收集管道 集中选用除臭效果优秀的 酸 碱 水洗酸 碱 水洗 植物液过滤技术植物液过滤技术 进行除臭处理 卸粪口 固液分离设备 及絮凝脱水设备设置局部负压收集管道装置 调节池 污水硝化池密封 集 中换气 6 次 h 将收集的臭气送入联合除臭塔 处理达标后排放 本项目除臭系统具有工程投资少 运行费用省 占地面积小 使用寿命 长 气体停留时间短 高效 稳定等特点 该工艺的特点在于设备结构简单 易于操作 除臭效果好 能耗低 维修率低等 适用于治理复杂的混合臭气 达到事半功倍的效果 粪便无害化处理厂 项目建议报告书 29 第八章第八章 安全生产与职业卫生安全生产与职业卫生 一 设计依据一 设计依据 1 建设项目 工程 劳动安全卫生监察规定 劳令第 3