泥资源化利用及生产高效有机复合肥成套技术与装置.doc

泥资源化利用及生产高效有机复合肥成套技术与装置城市生活污水污泥的处理是一个世界性的难题，处置不当将造成环境二次污染。据统计全国目前共有污水处理厂约427座，年处理量113.6亿立方米；根据污水处理过程中产生的污泥约为污水处理量的0.3%0.5%计算，我国城市污水处理厂排放干污泥约20万ta（以湿污泥计约为380550万），并以1020%的速度递增1。到2010年污水排放量将达到440108 m3d，年产干污泥将达到80万吨。污泥是一种生物资源，含有促进农作物生长的氮、磷、钾等营养物质，有机质含量高达30%以上，是良好的土壤改良剂。但是若不对污泥进行科学处理，而直接作为普通有机肥，不仅不能促进作物的生长，还会造成土壤与作物的污染。污泥的处理处置及其无害化，作为再生资源的有效利用是世界各国共同重视的问题，代表了人类环境生态效益、社会效益和经济效益均衡发展的方向。现有城市污水污泥不仅终端处置费用很高,污泥厌氧消化系统建设投资与运行费用也十分高昂。山西沃土生物有限公司经过不懈努力，研究开发出了利用城市污水污泥生产农用与城市绿化肥料的新技术。此项技术将污泥饼发酵生产有机无机微生物三维复合肥料和营养土，不仅解决了城市污水污泥的处理处置难题，实现了生物资源的循环利用，也为农、林业和城市绿化提供了优质肥料和培植营养土，同时又可有效降低污泥的处理处置费用，节省污泥消化系统建设投资。 城市污水厂污泥资源化利用项目为2001年度国家级火炬计划，利用该技术生产的有机无机微生物三维复合肥沃土黑桃K同时列入2001年国家级新产品。目前，由太原市排水管理处与山西沃土生物有限公司合作，山西沃土独资在太原市杨家堡污水净化厂建设的20000 ta污泥复合肥项目示范厂，经过一年多的运行和多次技术改造，成套设备及生产工艺已定型，已进入全面生产阶段。 2 污泥资源化利用技术背景2.1 技术背景与来源城市污水净化处理剩余的大量污泥中，既含有一定的营养元素，又含有许多有害成分，肆意堆放不仅大量占用有限的土地资源，而且易造成二次污染，同时还造成大量的生物资源浪费。世界发达国家污泥有效利用率均在60%以上3，美国1998年约产生污泥6.9百万吨污泥，60%得到资源化利用，40%被处置。预计到2005年将有7.6百万吨的污泥产生后被利用和处置，到2010年将会增加到8.2百万吨，污泥利用（和处置相比）的比例将从2000年的63%增长到2005年的66%和2010年的70%。到2005年，欧洲15个成员国干污泥产量预计可能由1992年的660万吨上升到至少940万吨。欧委会希望：到2005年污泥农用比例上升73达到污泥总产量的538。综合国内外污泥肥料加工技术，大都存在着技术手段单一、养分利用率低等严重缺陷，难以达到“废物利用，改善环境”的目的。处置不当，反而成为环境和农作物新的污染源。概括分析，首先这些污泥制品不具备有机肥料的一般特性（溶解性差、养分利用率低、砂砾化）；其次耗能与加工成本高，缺乏经济性，难以持续；由此导致污泥肥料产品市场竞争力不强，不能形成市场的有效供给。研究开发兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益的污泥处置与资源化利用的技术、生产工艺，以适应全球资源合理利用及生态环境保护的发展趋势已成为当务之急。山西沃土生物有限公司应用该公司完成的山西省重点攻关计划项目“生物高氮源发酵技术”成果，通过污泥接种软化生物脱水磷酸中和重金属钝化热喷造粒二次喷涂接菌等一系列自主开发的工艺技术，生产出有机/无机/微生物三维复合肥料。该肥料氮磷钾总养分大于10%，有机质含量大于55%，重金属含量低于农业部标准，是一种高效、廉价、安全的新型生态肥料。科学检测证实其养分利用率大大提高，有益微生物呈主导菌群。经大田试用，该产品具有提高土壤活性肥力、调整土壤氮素平衡、改善作物品质、保持优质高产的特点。同时，该产品价格低（与碳酸氢铵化肥价格相近），容易被市场接受，可广泛用于大田粮食作物与盐碱化、贫瘠化土壤改良，具有广阔的市场前景。有关专家认为，“生物高氮源发酵技术”拥有的污泥资源化利用技术和三维复合肥生产工艺居世界先进水平，具有广阔的发展前景和技术市场潜力。2.2国内主要污泥处理方式与技术（1）填埋法：填埋法基本类似于城市垃圾填埋。填埋处理一是要占用大量土地，浪费土地资源；二是污泥中含有的营养物质使大量病杂菌繁衍，导致污泥霉变，污染环境。污泥、垃圾产生量与日俱增，已很难在短距离内找到填埋场地。实际上大部分采用填埋方法处置污泥的污水厂并未对污泥作填埋处置，而是外运甚至卖给近郊菜农，造成蔬菜等农产品的严重污染，直接危害人类健康。另外，污泥填埋费用高昂，据国内污水处理厂调查，每吨污泥的填埋处理费用平均约40元吨。（2）焚烧法：焚烧需要耗费大量重油而不经济，并造成大气污染，浪费资源，焚烧这种不得已而为之的方法已越来越不被人们采用。在日本，污泥焚烧处理占污泥处理总量的60以上，这主要和日本的经济实力雄厚，技术先进相关。日本的焚烧工艺大部分采用多段焚烧炉，其中有流动焚烧炉、回转干燥焚烧炉、阶段炉床式焚烧炉等，焚烧炉的燃料均采用重油和消化后产生的沼气，焚烧工艺无论从技术上还是从污泥减量上都是比较好的污泥处置途径，但焚烧处理成本也是十分昂贵的，在日本一套处理量在50 3左右的焚烧设备（包括土建、配套）成本高达28亿日元6。（3）直接烘干法；将含水率75%80%的污泥采用气流干燥机烘干，温度高达200度以上，杀死各种病菌，然后进行填埋或再处理。缺点是耗费能源，增加处理成本。（4）厌氧消化法：80年代以前大多数的活性污泥采用厌氧消化法处理，杀灭微生物病菌并生产部分可利用的沼气。该技术有三大缺点：一是厌氧消化罐、沼气回收和储存等配套设备投资高昂；二是厌氧消化虽然通过各种厌氧菌的生化反应使污泥稳定，总量降低25%左右，最终仍需卫生填埋；三是系统运行复杂，成本高，不稳定，隐患多。有关资料显示：污泥厌氧消化系统的建设投资约为100200万元吨干泥，包括污泥浓缩、脱水、中温消化、消化污泥再浓缩、脱水外运，其运行费用大约700元吨干泥900元吨干泥。（5）生物处理法：即生物堆肥法，它是引进好氧菌种和氧气，使污泥好氧生物高温发酵。堆肥化技术是国际上从60年代后期迅速发展起来的一项新的生物处理技术，它运用多学科技术，利用微生物群落在特定的环境中对多相有机物分解，将污泥改良成稳定的腐殖质，用于肥田或土壤改良。由于堆肥技术在实际应用中可以达到“无害化”、“减量化”、“资源化”的效果，并且具有经济、实用、不需外加能源、不产生二次污染等特点，因此，70年代后，引起了世界各国的广泛重视，并迅速成为环保领域内的一个研究热点。2.3国内污泥农用的几种工艺技术根据国内有关专业刊物公开发表的文章资料，目前国内利用污泥生产有机肥较具代表性的工艺有如下几种： （1）直接烘干污泥不经消化，脱水污泥直接进行干燥后包装，不造粒。如东北某厂，处理污水能力为8万m3d，工艺流程如下：污泥 浓缩池 带式压滤机 干燥机 包装.采用污泥干燥机烘干，即使含水率高达87%，也直接一次性烘干，干燥后污泥呈不规则颗粒状，不造粒，直接装袋。该项目投资为65万元，每小时产300 kg含水20%的干污泥，耗煤量300kgh。（2）二次烘干其特点是先将脱水污泥烘干后粉碎造粒，然后再二次烘干；典型工艺流程如下：如某污水处理厂，采用圆盘造粒，污泥不经消化，采用烘干杀灭病菌再混合造粒制成有机复混肥的技术。该厂投资400万元，其中设备费用330万元。该生产线年综合生产能力为2.5万t，配备了滚桶式烘干炉、集粉仓、超细破碎机、双轴卧式链磨机等。试生产中，6t含水98%的湿泥出1t干污泥。存在的问题是烘干过程中臭味较大，除尘问题也需解决，生产成本主要高在煤的燃烧方面。采用类似工艺的还有污水处理厂，虽有消化系统却未使用，生污泥直接加工，掺混粉煤灰后，污泥含水率降至20%，再用滚桶式干燥炉烘干，用挤压式造粒机制粒，烘干采用自然风。生产过程中存在的问题与上述某厂相同，即烘干过程中的除臭和除尘问题未能解决。（3）发酵造粒典型的如唐山西郊污水处理厂，处理污水能力为3.6万m3d，采用堆肥发酵制肥。工艺流程如下：添加粉煤灰脱水污泥按1:0.6的比例掺混粉煤灰，降低含水率，自然堆肥发酵。其中加有锯末和秸杆作为膨胀剂。污泥经过堆肥发酵后，可使有机物腐化稳定，灭活寄生卵和病菌，提高污泥肥效。该厂堆肥发酵生产线年产肥料1000 t，设计能力为3 td，投资70万元，肥料为5 mm柱状。该种方法的优点是恶臭减少，病菌通过发酵基本被灭活，缺点是占地面积大，肥料难以溶解。（4）普利法采用中国农科院和上海豫园生物工程有限公司提供的技术，生产一种被称为“复合微生物肥料”的产品，其典型工艺流程如下：该生产线与两次烘干法工艺相同，仅在混合部分增多了一个掺混生物菌的工序。淄博污水处理公司掺混的是上海豫园生产的普利菌粉，而与其工艺基本相同的北京北小河污水厂掺混的是解钾菌粉。生产运行中烘干问题是关键，烘干对有机质有一定影响。烘干后含有机质25%，N、P、K含量未达25 %2。存在问题也同上述厂家一样是除臭、除尘、加工成本高与产品市场表现不好等问题。3污泥资源化利用的必要性我国每年排放的401亿m3污废水中，有51%来源于城市，地表水体的污染也主要来自工业和城市生活排放的污废水。因此，城市污水处理厂建设成为改善我国水环境的重要举措。目前全国已建成运转的城市污水处理厂约410余座，日处理能力2534万m3，污水处理率仅达到污水排放总量的 25%。到2015年，我国城市污水处理率要达到75%，尚需建设污水处理厂约1000座，新增污水处理能力6000万m3d7。由于我国目前的环保基础设施建设仍延用计划经济的做法，完全由政府投资，建成运行后运转费用还要政府补贴。按我国目前已建、在建污水处理厂吨水能力投资15002000元，运行费用0.81.4元吨测算，需投资1000亿元，每年还需运行费用补贴300亿元。国家有关部门最新公布的资料，建设投资预算为2400亿元。目前，大部分中小型污水厂污泥处理工艺仍采用厌氧发酵消化处理填埋。据调查，污泥消化系统建设的投资约占污水处理厂总投资的40%50%，运行费用占污水处理厂总费用的50%-60%。但花费巨资处理的消化污泥仅仅是为了卫生填埋；显然，污泥厌氧消化处理技术并不太适合中国国情，尽快地寻找一种投资省、效率高、处理便捷、成本低廉的污泥资源资源化利用技术就成为一项颇为紧迫的任务。污水污泥的循环利用已成为国家鼓励发展的方向。国务院于2000年11月7日发布的关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知第四条第（四）项规定：“要加强对城市污水处理设施和回用设施运营的监督管理”。建设部等联合发布的城市污水处理及污染防治技术政策（城建2000 124号）第五条“污泥处理”部分明确规定：“城市污水处理产生的污泥，应采用厌氧、好氧、堆肥等方法进行稳定化处理，也可采用卫生填埋的方法予以妥善处理。”然而从污泥市场化的实际情形看，由于大部分城市财政紧张，使得许多投入过于高昂的技术及设备很难适用于我国，另外我国特有的土地紧缺的现状也制约了占地较多的环境治理项目。按国家规定，填埋1吨夯实垃圾占地0.6平方米，按这一比例，目前全国每年则需1000公顷土地。在目前我国城乡耕地越来越少情况下，显然不符合社会持续发展的要求。根据目前国外发展的状况，污泥农用已成为国际化趋势。由于法律法规对污泥资源化利用的鼓励，以及污泥研究和技术的进步，人们逐渐趋于接受污泥资源化利用的技术及工艺。以美国为例，随着503法规的颁布，污泥已被广泛用作肥料和土壤调节剂，政府还成立了国家污泥合作组织（National Biosolids Partnership），并在议会的支持下与风险承担者共同组建污泥环境管理系统；503部分中关于污染物的限制、减少病原菌、减少对带菌者的吸引、管理措施等一系列举措对于提高公众接受的程度、范围，污泥农用的增加都起到了积极的作用。污泥资源化利用也直接地受到国家水务市场化的积极影响。20世纪90年代以来，中国水务市场非常活跃，逐步打破由政府垄断经营的状态，走向开放。相对于供水市场，污（废）水处理市场可能是未来最具发展潜力的7。随着国内水务市场的放开，需要处理的污水污泥量将不断增大，这对于以污泥处置为生的企业无疑是一个福音。这些企业应该抓住机遇，研究开发污泥农用的新技术，不断开拓新市场，推出新产品，使自己立于不败之地。总之，无论从政策、经济因素还是从资源利用角度出发，污泥农用都是一种符合我国国情的处置方法，并对我国污水体制变革和水务市场化具有重要的现实意义。4利用污泥生产高效有机复合肥技术及装置4.1技术简介沃土黑桃K的主要技术包括：生物高氮源发酵技术、污泥沉淀池天然脱水剂成比例置换聚丙烯酰胺技术、重金属钝化技术、VT菌喷涂接种技术、热喷造粒技术等。其具体生产工艺在客户需要时可作进一步说明。生产流程示意如下：利用城市生活污水污泥生产复合肥料，直观认为污泥养分高，特别是有机质含量高达40%以上。经干燥粉碎或堆积发酵处理后，按养分要求配比添加化肥，搅拌后冷挤压制粒。这套工艺应用范围很广，其致命缺陷是忽视了消化污泥的不溶解性以及由此造成的高养分难以释放。污泥是由微细颗粒组成，水份低于30%后就会自然硬化，加之聚丙烯酰胺絮凝剂的包复作用，使得污泥溶解度很差，施入土壤无异于掺沙，不仅无益，反而有害；对于厌氧消化污泥来讲，厌氧发酵好氧环境杂菌感染，这是导致污泥肥料施入土壤后霉变的主要原因。污泥处理的关键技术是软化工艺。采用物理的、生物的方式综合加工，实践证明是有效的。从技术经济学角度分析，污泥加工成本受到市场与污泥最小成本的双重制约，单一的技术工艺是无法满足这一条件的。根据国内外污泥处理技术文献看，或者是处理技术过于简单，例如烘干工艺，无法达到释放养分要求；或者是处理技术成本过高，市场竞争能力差。4.2方案简述山西沃土的污泥资源化利用方案为：取消污泥消化系统，以污泥好氧发酵替代厌氧消化处理。即保留污泥浓缩池、贮泥池、脱水机房等设施，不再建设消化池、污泥分配塔、沼气柜和沼气锅炉房等设施，代之以太阳能浓缩发酵装置和沃土肥料自动化生产线。剩余污泥经浓缩池、贮泥池至脱水机房，脱水后送至预处理工段，加入膨胀材料和重金属钝化材料并接入VT菌，经太阳能浓缩发酵槽发酵脱水后进入后续制肥工艺。该方案的主要技术包括：生物高氮源发酵技术、天然脱水剂成比例置换高分子絮凝剂（聚丙烯酰胺）技术、重金属钝化技术、VT菌二次接种技术、热喷造粒技术等。生物高氮源发酵技术成功地解决了高氨环境下的微生物活性难题，是山西沃土的核心技术之一。天然脱水剂成比例置换高分子絮凝剂技术是山西沃土独立开发的用于污泥利用的专项技术；用天然脱水剂部分替代聚丙烯酰胺（约为1/31/2），变絮凝为半絮凝，以缓解城市污水污泥在絮凝过程中形成的不溶解缺陷，减少聚丙烯酰胺的毒性作用；同时，使用该项技术预计可使污水处理厂每年节省药剂费约1/3。加入膨胀材料和重金属钝化材料是为了进一步降低聚丙烯酰胺的不溶解性和重金属活性。接入沃土VT菌，利用堆积发酵工艺，进一步软化污泥，增加腐殖质。最后经高温、高压热喷膨化造粒，再二次接菌，完成三维复合。城市污水污泥经以上工艺处理后，其中的病原菌消失、有机物腐殖质化、重金属稳定化，植物可利用形态养分增加，其CN比、物理性状、无毒化程度、溶解度、养分平衡等都得到了很大改善；接入的有益微生物菌群（VT菌）可进一步活化平衡养分，利用微生物的自然繁殖实现植物对养分的同步吸收。其氮、磷、钾总养分大于10%，有机质含量大于50%，重金属含量低于农业部标准。中国农业大学和陕西省土肥所试验、试种对比证实，其综合肥效大大优于农家肥和等养分化肥，是一种高效、优质、安全的生态环保型肥料。发酵槽中污泥的反应时间为35d，堆温可以在60以上保持3d，有效杀灭病原微生物和蛔虫卵。通过滚动翻堆和鼓风可以高效地去除水分，使出料达到后续制肥工艺的要求。在对污泥进行无害化处理的同时，又大幅度降低了污泥含水率，是一种高效的污泥预处理装置，可广泛用于各种（城市）污水处理厂的剩余污泥的处置。4.3主要设备沃土肥料自动化生产线是山西沃土自主开发的有机肥生产成套设备，该工程方案具有较强的科学性、合理性和经济性。所选主机均属国内最先进设备，同时可降低加工成本和维修费用。热喷机、混合机、成型机等设备以及自动化控制系统和辅助设备均以可靠性和经济性相结合为原则确定。该工艺主要由原料太阳能浓缩发酵工段、辅料接收工段、烘干粉碎工段、配料混合工段、造粒筛分工段、干燥冷却工段、成品包装工段等组成。（1）概述该肥料加工成套设备主要是通过热喷加工技术生产三维复合肥。加工工艺流程图略。（2）主要技术经济指标生产能力：12000 ta（2.6th），一年按320天，每天16小时计算。装机容量：273KW，主车间占地面积：884m2。（3）成套设备组成成套设备主要由原料发酵系统、配料系统、混合系统、热喷系统、冷却系统、筛分系统、喷菌、扑粉、整粒系统、干燥系统、计量包装系统等组成。5沃土肥料田间施用效果为了检验沃土黑桃K的属性、增产效应及作物品质影响程度，并为产品推广提供试验示范基地，2001年在葡萄、棉花、辣椒、草坪、月季上开展了大田试验。仅以葡萄和棉花为例说明。5.1黑桃K在葡萄上的施肥效果（1）试验地点：陕西省扶风县绛帐镇新集村（2）试验处理：供试葡萄园已种植12年，挂果10年，品种为巨蜂，有灌溉条件，栽培密度750株亩，试验地面积1.5亩，历年产量20003500 Kg亩，管理技术和产量水平在当地属中等水平。共设5个处理，为重复三次，每小区20株, 肥料穴状沟施，各个处理纯氮磷钾养分用量相同。（3）试验结果：见表1、2。表1 各处理品质分析和单果重测定结果处理Vc（mg/100g)还原糖(%)硝酸盐(ppm)总酸度(苹果酸%)可溶性固形物（%）单果重 （g）沃土黑桃K1.9312.43.60.614.538.81NPK化肥1.4910.94.40.7114.038.41农民习惯施肥1.410.83.40.6712.588.14注：以上分析为各个处理各个重复样品测得的平均值。表2 沃土黑桃K 与化肥NPK和农民习惯施肥对葡萄品质影响比较处理Vc(mg/100g)还原糖(%)硝酸盐(ppm)总酸度(苹果酸%)可溶性固形物(%)单果重(g)黑桃K较NPK化肥增加0.441.5-0.8-0.090.50.40较习惯施肥增加0.531.60.2-0.071.950.67沃土黑桃K有机肥在葡萄上试验初步结果表明,与等量NPK的化肥和农民习惯施肥相比较，能一定不同程度的提高了葡萄的品质，表现为葡萄Vc含量、还原糖、可溶性固形物含量均有不同程度提高，总酸度降低，口感更好。硝酸盐含量降低，有利于消费者身体健康，因此品质提高了。且成熟期提前37天，提高商品价值。5.2黑桃K在棉花上的施肥效果（1）试验地点：陕西省扶风县建和乡周家村。（2）试验处理：直播种植,密度2500株亩，小区面积30m2，五个处理各三次重复，除农民习惯施肥外各处理N、P2O5、K2O含量一致，均为纯N20kg亩、纯P2O510kg亩、纯K2O20kg亩。（3）试验结果：见表3。表3蕾期和花铃期棉花生长性状结果处理蕾期花铃期平均株高（cm）平均叶宽（cm）平均株高（cm）分枝数棉桃数（桃株）沃土黑桃K837012012.325NPK化肥867212810.322农民习惯施肥75601088.516注：以上为各个处理三个重复，每重复10株的平均调查结果。由上表可见，无论蕾期还是花铃期，沃土黑桃K对棉花株高的影响效果都与等量NPK化肥相当，但明显优于农民习惯施肥。而随着棉花生长，到花铃期，从分枝数和棉桃数来看，沃土黑桃K的效果总体上优于NPK化肥和农民习惯施肥。6污泥中重金属的危害及控制 污泥中的重金属一直是污泥利用中的一大障碍，为此世界各国均针对此开展了大量研究及政策制定。污泥中涉及到的重金属主要有7种，分别为：铜、铅、锌、汞、砷、镉、铬。主要国家污泥农用的重金属控制标准见下表，反映出中国国内的重金属控制标准均高于许多其它国家。表4 不同国家和地区的污泥农用重金属控制标准国家或地区最大允许浓度（mgkg）备注AsCdCrCuHgPbZn美国758530004300578407500 欧盟 40150017502512004000 魁北克 1510001000105002500 德国 1090080089002500 中国7556002505300500土壤pH6.5752010005001510001000土壤pH6.5统计近年来我国主要城市污泥中的重金属含量发现，除了锌元素普遍超标以外，其它所有重金属指标均远低于国家标准。而锌含量的超出主要与国内污水管道采用镀锌管有直接联系。表5 我国44个城市污水处理厂污泥中重金属含量统计结果 单位：mgkg项目CdCuPbZnCrNiHgAs平均值3.03 338.98 164.09 789.82 261.15 87.80 5.11 44.52 最大值24.10 3068.40 2400.00 4205.00 1411.80 467.60 46.00 560.00 最小值0.10 0.20 4.13 0.95 3.70 1.10 0.12 0.19 中 值1.67 179.00 104.12 944.00 101.70 40.85 1.90 14.60 中国污泥标准（GB4284）5/20250/500300/1000500/1000600/1000100/2005/1575/75注：作者：“国内外污水处理厂污泥产生、处理及处置分析”山西太原杨家堡污水处理厂作为山西沃土的示范厂，其污泥重金属含量也表现出相同规律（表6），即只有锌超标的情形。表6 山西太原杨家堡污水处理厂污泥中重金属含量 单位：mgkg（以干污泥计）元素AsCdCrCuNiPbZnHgB矿物油太原杨家堡9.70.9514517426.269.58317.410.0146另外从北京高碑店污水处理厂近20年来的纵向变化（表7），我们也看出污泥中重金属下降的趋势，而且下降趋势十分明显。表7 北京高碑店污水处理厂近20年污泥重金属变化城市污泥来源年代重金属（mgkg）备注AsCdCrCuHgPbZn中国19779.58.320744352.01001470北京高碑店污水处理厂19970.926.38.312.447.4258污泥中重金属下降的原因主要有以下几点：（1）国家环境保护政策的逐步深入和落实，一些有污染的工业自身必须建立污水处理设施，以达到排放标准，另外一些高污染的企业则向农村或偏远地区扩散；（2）城市工业污水比例下降，而生活污水比例则随之上升；（3）一些污水处理厂一开始就面向生活污水来源，没有工业污水介入。然而重金属的危害毕竟是长期的、潜在的，如果不给以足够的重视，势必造成严重的二次污染。污泥重金属的全面解决方案有赖于如下几点的逐步认识和落实：（1）制定污泥农用的科学标准，包括针对不同土壤、作物的单季施用量、使用时间以及不同重金属元素的负荷；（2）建立污泥农用的监督监测机制；（3）鼓励开发适合污泥特点的堆肥技术及装置；（4）鼓励开发污泥复合肥，大大减少污泥直接施用量，增强土壤自然稀释能力；（5）鼓励开发成本低、效果明显的重金属钝化及吸附技术。7投资与效益分析以日处理15万吨污水的中型污水处理厂为例，每天处理含水率为50%污泥40m3，年产沃土肥料及营养土2万吨。其中沃土黑桃K 12000t，沃土高效营养土8000t。根据可研报告分析，该项目总投资2851.46万元，其中固定资产投资为2349.36万元，流动资金投资440.00万元。该项目达产后，正常年销售收入1408.80万元，总成本费用估算为1050.63万元，年利润358.17万元。以上计算未包括采用山西沃土方案而节省污水处理厂污泥的处理处置建设与运营成本。其中与消化污泥工艺建设投资相比，工程费用节余1000万元，泥系运营费用节省450万元年，污泥填埋处置费用80万元年。共计降低成本1530万元。逆渗透技术在中水深度净化中的应用（部分）窗体顶端前 言 应用逆渗透（Reverses Osmosis，RO）膜分离技术实施高浓度有机废水的深度净化处理，可极大的提高处理后水质，使处理后水中的污染物含量降到最低水平；目前，多数企业对逆渗透系统并不陌生，但由于没有系统的掌握逆渗透的应用技巧，在应用于高浓度有机废水的处理项目中，不能保证系统的良好稳定运行。所以，在拟定应用逆渗透进行废水深度处理之前，必须认真考察使用环境和使用条件，从系统设计到设备制造以及运行方式，每一步都必须严格考证，针对不同的源水水质条件，根据膜自身的性能，合理选配相应的膜产品，在工艺制定之初，还须考虑到系统的完整性、后续增容改造的可能性；此外，在合理地工艺配置条件基础上，还应提高控制系统的自动化程度，完善控制系统的功能性，从而保证系统在安全状态下，长期、稳定地运行。1、深度净化处理深度净化处理是指在原有净化结果的基础上，采用更高分离精度的净化系统进行再次处理，较为彻底的分离去除原水中绝大部分的痕量杂质，使终端水质更为洁净；1.1 不同种类的逆渗透膜膜产品的改良一直是迎合着实际应用需要来进行的，金无足赤，单一品种的膜产品往往只对应较窄的应用范围，“逆渗透”是指人为逆向施压克服自然渗透的一种操作方式，而非膜产品的名称，人们通常说的“纳滤”其实也是逆渗透，正确地理解应该是“可在纳米尺度范围内实现选择性分离的过滤”，应针对实际情况，根据不同膜产品的具体适用范围加以选择，对于较高溶质浓度的液体分离，还应该辅以其它处理工艺，分段分梯度进行处理，以减轻膜系统的负担，延长系统使用寿命；针对不同的膜材料和制备工艺，膜本身的荷电性和微孔结构也有所区别，其组件形式和断面结构也不同，大致可分为以下几种：1.1.1 芳香族聚酰胺材质的卷式膜卷式膜组件多为复合膜，即在微米级过滤基材上涂覆致密滤层，此种类型的膜同样为单表皮层的不对称膜，并且同样为外压膜；特点是截留精度高，操作压力大，机械强度较高，由于其渗透压较大，不可以通过反向冲洗清除进入膜微孔的溶质粒子，只能进行正向等压冲洗，对反冲洗液的纯净度同样要求极高，不洁净的冲洗液会直接污染膜表面，影响清洗后的通量恢复；同时，在对系统进行化学清洗时，还应针对不同的污染性状配置相应的清洗液，错误使用清洗液的化学性质会直接影响膜表面，致使膜的分离性能遭受不可逆的损伤；1.1.2 醋酸纤维素材质的中空纤维逆渗透膜醋酸纤维素材料本身的化学稳定性级机械强度均高于芳香族聚酰胺，其抗氧化性是芳香族聚酰胺的10100倍，抗拉伸及撕裂强度是芳香族聚酰胺的35倍；用改性醋酸纤维素制成中空纤维状的逆渗透膜，单位体积的表面积大于卷式膜，其组件形态的特殊性使得中空纤维膜组件的抗污染性几倍于卷式膜组件，更为适用于高浓度溶质的液体分离；应用中空纤维膜组件可在同等条件下得到较高的膜表面流速，使膜表面不易污堵结垢，寿命可延长23倍；1.2 逆渗透膜的脱盐率 对于逆渗透膜的分离性能，脱盐率仅是其中之一，膜的脱盐率多根据分离处理后透过液中盐类浓度计算得知；脱盐率为原料液与透过液盐浓度差与原料液盐浓度的百分比，用来定义逆渗透过程对透过液一侧无机盐浓度的降低程度，用百分率表示，计算方法为：脱盐率V（原液浓度A透过液浓度B）原液浓度A不同的逆渗透膜品种和微孔结构体现了不同的脱盐效果，在确定选择有效分离效果的逆渗透膜时，如何延长膜组件的使用寿命成为关键，相对于水中离子污染物较多的脱盐过程，并非一定要选择高脱盐率的逆渗透膜组件，由于过小体积的离子污染物对膜微孔容易造成堵塞（多为电中性物质），对膜组件构成致命伤，故应具体分析水中的污染成分，在保证系统净化效果的基础上，适度的允许部分此类物质透过，避开对膜表面微孔的污堵形成，才能保证膜系统长期稳定的运行；对于逆渗透膜而言，其分离过程不单纯是一个表面过滤，分离效果与膜本体材质的荷电性及操作方式有关，主要体现为逆渗透膜对不同离子荷电性具有相应的选择，膜表面会形成道南电势，因此更全面的解释不单是膜的孔径大小，膜的表面化学特性也很关键，孔结构是重要因素，但不是唯一因素，另一重要因素是膜表面的化学性质；此外，逆渗透膜分离过程还受诸如液体温度、使用环境等因素影响，同样地膜系统配置在不同的使用条件下所表现出的脱盐率也是不同的。1.3 逆渗透膜的清洗1.3.1 逆渗透膜的清洗方式：逆渗透膜组件的清洗方式不同于超滤，其反向清洗仅针对于进料端被严重污堵的组件，并且不能在膜的透过液一侧反向施压，以免使膜本身出现机械性损伤，此处的反向清洗是指在膜组件的浓排端泵入清洗液，在膜外侧进行组件内循环，使清洗液流经膜表面，适当的流速在膜表面形成一定的冲刷力，将系统内和膜表面的污染物清除排出； 1.3.2 由清洗液确定的清洗方式根据清洗液的不同，分为原料液冲刷、清洗液（水）清洗，化学清洗等方式，原料液冲刷指在系统正常运行过程中，定期的提高系统内循环流速，以提高原料液对膜表面形成的冲刷力，将系统内被浓缩的污染物排出；清洗液清洗一般用洁净的水，通过正向或反向操作对膜表面和膜本体内部的污染物进行清除；化学清洗针对系统内污染性状的不同，配制相应的化学清洗剂，将化学药剂与污染物产生的化学反应作用于膜，使膜在特定的化学条件下恢复原有的性能；1.3.3 清洗液的洁净度要求清洗液的洁净度直接影响清洗效果，清洗液中较多的杂质及颗粒物在对膜系统造成二次污染的同时还会对膜表面造成一定的机械性损伤；用于反向清洗的清洗液中小分子杂质应尽可能的少，较为理想的清洗溶剂为逆渗透系统的透过液；1.3.4 清洗温度对清洗效果的影响清洗液的温度条件对清洗效果的影响极大，在合理的温度范围中，尽可能的提高清洗液温可更有效地恢复超滤膜的原有性能；首先，较高的清洗温度可以使清洗液的溶解度和洗洁力有所提高，再者，高于正常工作温度的清洗液有助于膜微孔的扩张，促进微孔内容污物的排出；1.3.5 清洗操作压力及背压对清洗效果的影响传统的清洗多采用开放式操作，即一端施压，另一端开放，清洗效果往往不尽人意；合理的操作压力应区别正、反向清洗，在原有基础上确定是否系统背压，从而改变清洗过程中的动态环境；