市政污泥处理处置方案-2015-7-31

1、污泥减量化及无害化处理项目技术方案重庆敏诺环保科技有限公司二一五年八月目 录1项目概要31.1背景介绍31.2污泥分析：41.3脱水干化技术的分析比较51.4污泥处理目标62具体方案描述62.1.本项目的总体技术路线62.2工艺流程描述62.3污泥常温改性机理说明72.4本项目技术路线的创新要点72.5工艺流程框图83说明101项目概要1.1背景介绍1.1.1污泥的产生及危害污水变污泥，污染大转移，治水不治泥，等于白治理。在能源、化工、纺织印染、造纸、市政、环保等领域，通常会产生大量含湿量较高的污泥。污泥是污水处理过程所产生的固体沉淀物质，主要特性是含水率高，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗

2、粒较细，呈胶状液态。 污泥的成分非常复杂，除含有大量的水分外，还含有大量的有机质、难降解的有机物、多种微量元素、病原微生物和寄生虫卵、重金属等成分，并伴有恶臭。污泥中含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，造成水质的富营养化，导致水质恶化，同时污泥中的重金属，有毒物质，致病菌等也将给人类健康带来极大危害。污泥不经妥善处理而任意排放和堆置，将对周围环境大气、土壤、地下水源造成严重的污染，使已建成的污水厂不能充分发挥其消除环境污染的作用, 相当于花费巨量资金分离出的污染物又回到了环境中，等于白处理了。我国正面临着八成污泥未处理，数千亿元的污水处理费可能“打水漂”的尴尬局面。资料显示，近年来我国污

3、水处理仅政府投资部分就达亿元以上，污水处理厂运营费用每年也要约亿元。同时，的污泥并未得到有效处理，甚至被直接丢弃在农田、河流等公共环境中，变成新的污染源。据统计，截至年月底，全国市、县累计建成污水处理厂座，污水处理能力每日约亿立方米。清华大学水政策研究中心主任傅涛预测，到年，全国全年城镇污水处理厂湿污泥（含水率）产生量将达到万吨。作为污染物的“精华”，污泥的长期存在，污染了环境，威胁着群众身体健康，也消解了污水处理的环保效果。污泥是污水处理过程中污染物的“精华”。污泥含水率高、易腐败、有恶臭，含有重金属、“致癌致畸致基因突变”的有机污染物等。首先，未经有效处理的污泥有可能污染地下水和地表水。污

4、泥经过雨水的侵蚀和渗漏作用，极易对地下水造成二次污染，其所含丰富的氮磷等进入周边水体或土壤中，多余释放的氮磷等随着水循环系统进入地表水，造成地表水的富营养化。其次，污泥有可能造成土壤污染。污泥中含有大量病原菌、寄生虫（卵），铜、锌、铬、汞等重金属以及多种有毒有害物。新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种，其中危害较大的是寄生虫，对环境和人类以及动物健康有可能造成危害。而污泥中富含的重金属带来的污染更严重，使土地不再适宜耕作。另外，污泥带来的食物链危害和臭气污染也不容忽视。部分污泥中的重金属渗入地下水后还可能通过鱼、虾等进入食物链，重新回到餐桌上。同时，臭气污染是污泥处理处置过程中极易产生的一种污染

5、。1.1.2目前污泥处理处置的方法污泥处理处置包括前端脱水和最终处置两个阶段，最终处置方向则根据污水的来源和泥质不同而异，主要包括卫生填埋、建材利用、土地利用和焚烧四种。污泥脱水是污泥处理工艺中最核心的一个环节，脱水效果的好坏直接影响后续最终处置的费用和效果，其最大目标是降低污泥中的水分、减少污泥体积，为后续处理、利用和运输创造条件。污水含水率的降低将极大降低后续处理规模(如含水率从95%降至80%，体积就减少了75%)，以方便运输，减少占地面积；另一方面，适中含水率的污泥，其承载力和生物化学稳定性也更佳。污泥在经过脱水后，再根据泥质不同采用适宜的处置方式，包括土地利用、卫生填埋、建材利用和污

6、泥焚烧四种；其中每种方法的适用性各有不同，根据污泥的重金属含量、含水率及有机质含量高低等不同而异。土地利用：包括肥料利用(园林绿化、林地、农用)和土地改良利用，肥料产品应当满足国家及行业有关有机肥料的营养要求，污泥农用应严格控制施用量和施用期限，对于进入食物链的作物种植须谨慎使用。卫生填埋：应严格控制填埋的污泥量和含水率，并满足相关泥质要求；该种方式是我国目前污泥处置的主要方式，考虑填埋场瓶颈问题，该方式会逐渐减少。建材利用：将脱水污泥经干燥后进行无机化处理，用于制作水泥添加料、制砖、制轻质骨料和路基材料等；该种方式由于能回收和利用污泥中的能源和资源，适度降低污泥处置成本，受到国家鼓励和推广。

7、污泥焚烧：包括单独焚烧、与垃圾混合焚烧以及污泥燃料利用，与垃圾混合焚烧须严格限制污泥处理过程中的添加剂投加量并保证适度的污泥热值，并且需控制掺入比例，最好先干化到含水20%以下，以保证焚烧完全。1.1.3脱水技术的分析比较脱水的作用是去除存在于污泥颗粒间以及颗粒内的水，从而使液态的污泥的物理性能改变成半固态、理想的脱水应当是最大限度地把水去除，同时污泥的固体颗粒则应当全部保留在脱水后的泥饼上，并要求这种操作所花投资最低。 目前污泥脱水的主要类型有以下几种：1、普通带式压滤机：这种脱水方法目前应用广泛，其主要特点是把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水，动力消耗少，设备简单，投资适中，

8、操作简易，缺点是非封闭系统，具有臭味、湿度大、控制难问题，脱水效果不理想。2、普通板框压滤机：它的构造较简单，过滤推动力大。但不能连续运行，且运行费用高，维护量较大，运行操作较困难，适用于小量污泥处理的情况。 3、离心脱水机：它的离心力的大小可控制，比重力大几百倍甚至几万倍，因此脱水的效果也较好。离心机可连续操作，工作场所卫生条件好，占地面积小。但耗电量大，噪声大，且维护量大。适用于小量污泥处理的情况。 4、螺旋压榨机：它由驱动机构、螺杆、筛网等部分构成。经变导程螺杆间压缩，产生压力，将污泥内水分挤压至滤网外，污泥饼留在螺杆与滤网间继续压送，随螺杆输送前进，最后挤出出料口外，整个过程为连续式且

9、自动化进行。优点是低动力消耗，低噪音，脱水效率高 , 全密闭设计，操作维修费用最省，体积小。缺点是对物料要求有选择性，对高含纤维类物质如造纸污泥等较为适用，但对市政污泥、电镀污泥等粒度较细的污泥则完全不能处理。5、高压板框脱水压滤机：在普通板框的基础上，增加了高压压榨功能，在初步经0.8-2.5Mpa的过滤压力后，污泥含水率可降至65-70%，再通过液压加压至2.5-5.0Mpa的压榨压力，污泥可脱水至含水率55%左右。具有低动力消耗，低噪音，脱水效率高 ,全密闭设计，操作维修费用低等优点。污泥的热干化需要耗费一定的热源，运行成本较高。污泥热干化的加热方式可以分为直接干化和间接干化。主要形式有

10、：1、直接干化是将高温烟气直接引入干化器，通过高温气体与湿污泥的接触、对流进行换热。直接干化将增加污染性气体，尾气处理费用高。直接干化方式的干化设备主要有回转圆筒干化机、流化床干化机、带式干化机等。2、间接干化是将高温气体的热量通过热载体加热湿污泥，热载体在一个封闭的回路中循环，与污泥没有接触。间接换热的污泥干化方式设备主要有空心浆叶式污泥干化机。它利用已在低压蒸汽进行干化，设备结构紧凑，装置占地面积小，操作容易控制。缺点是消耗蒸汽量大。1.1.4我国市政污泥处置主要方法的比较A、填埋城市污泥的填埋：一是指将城市污水处理厂产生的污泥与城市固体废弃物（城市垃圾）一起作为城市垃圾进行填埋。二是指单

11、独填埋。由于我国污泥的含水率较高，单独填埋实施起来非常困难，大都采用第一种填埋方式。污泥填埋因其投资少、容量大、见效快，这是我国目前对污泥处置的一种主流方法，全国90%以上的城市几乎都采用这种方法。由于城市污泥中含有70%左右的有机物，这些有机物虽然一部分在填埋场内得到了降解和稳定，但还有相当部分没有被降解和稳定，最后都会进入到垃圾渗滤液中，使垃圾渗滤液中的COD和BOD大幅增加，给垃圾渗滤液的处理增加了难度；同时，在有机物的降解过程中，有机氮将被转化为氨氮，使渗滤液中的氨氮也大幅增加，进一步给垃圾渗滤液的处理增加了难度；第三垃圾填埋场在污泥的厌氧消化过程中会产生甲烷、硫化氢等污泥气，造成环境

12、污染；四是污泥中的病原微生物、寄生虫卵等致病菌不能得到有效杀灭，最终还会进入到垃圾渗滤中；第五、污泥中的重金属同样不能在污泥填埋过程中去除，最后会集中进入到渗滤液中，使渗滤液中的重金属大幅增加，给垃圾渗滤液的处置进一步增加了难度。由此可见，污泥在填埋过程中，除有机物得到部分去除外，其余污染物质并没有得到有效去除，只是延缓了二次污染时间，从某种意义上说，反而是加大了对环境的污染。因为，如果填埋场防渗做得不好，将会对地下水造成污染：二是垃圾渗滤液处理难度大，目前没有可行的方法和工艺对其进行有效处理，各垃圾渗滤液污水处理厂出水基本都不达标，给水环境造成了较大污染。甚至有些地方垃圾渗滤液直接排放，给水

13、环境造成了更大污染。因此，一些发达国家已严禁新建污泥填埋场，并陆续关闭旧的污泥填埋场。B、土地利用污泥的土地利用包括农田回用、园林绿化、改良土壤和堆肥等，污泥中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等营养元素及植物所必须的各种微量元素，所以将剩余污泥回用于土地作为植物的肥料，施用于农田，不仅能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长，而且也使污泥得到了处置。因此，土地利用是目前欧美发达国家使用最广泛的剩余污泥处置方法之一。然而，由于污泥中含有病原微生物和寄生虫卵等致病细菌，特别是我国城市污水处理厂不是处理的纯生活污水，几乎所有城市都是将工业废水与生活污水合并处埋，不仅剩余污泥中的重金属含量比欧美发达

14、国家高出许多，而且医院废水的处理设施也都不完善，处理后也大多数不达标。另外，污泥的农用在我国也不能像发达国家那样对土地使用过程中的污染做到严格测控。因此，在我国即便是将污泥迸行高温堆肥处理，污泥中难降解的有机物、病原菌和重金属也很难控制达到污泥土地利用的国家标准。这样如果将污泥作为土地利用，不仅会造成疾病传播，而且重金属将进入食物链，对人体健康造成危害。所以，对含有部分难降解的有机化学物质、难以杀灭的病毒病菌以及重金属等有害成分的污泥，不宜采用这种方式处置，发达国家已逐渐限制污泥的填埋及农用。C、污泥焚烧污泥焚烧是一些经济发达国家对污泥处置的主要方法之一，焚烧可使剩余污泥的体积减少到最小化，是

15、最为安全的一种污泥处置方式，不存在重金属离子和病原细菌传播疾病的问题。它可以解决其他方法中污泥要占用大量空间的缺陷，这对日益紧张的土地资源来说是很重要的。焚烧后剩余污泥中的水分、有机物等都被分解，只剩下很少量的无机物成为焚烧灰，而这些焚烧灰可以作为建筑材料（路基材料、砖瓦材料、水泥原料等）。然而，目前常用的污泥焚烧系统投资巨大，焚烧的成本是其他工艺的24倍，操作管理复杂，能耗和运行费均很高。如我国目前某污水处理厂污泥焚烧场，日焚烧规模400吨，设计投资4亿元，实际投资5亿元。实际焚烧运行成本达到580元吨。焚烧场已建成一年多时间还不能正常运行。因此，污泥焚烧作为污泥处置方法，若有新技术在能耗、

16、污染防治、成本方面获得突破，将是我国今后污泥处置的主流方向。 D、污泥制砖 近些年来，我国很多城市都对用污泥做砖进行了很多实践，将污泥加入到页岩、粘土或煤干石中，作为砖体材料的一部分。这样不仅避免了污泥中的有机物对环境造咸的二次污染；而且污泥中具有一定热质的有机物，作为能源以砖的内燃燃料得到二次利用；同时污泥中的病原细菌在高温下被彻底杀灭，杜绝了疾病传播；再者污泥中的重金属在高温作用下成为砖体材料的一部分，避免了污泥中的重金属对环境的污染：第五污泥砖作为建筑材料，使污泥成为真正意义上的资源化。因此，用污泥制砖可使污泥的处置做到无害化和资源化。然而，由于剩余污泥脱水后含水率较高，各地剩余污泥的化

17、学成分有所差别，其次他们在用污泥做砖的实践过程中，没有进行系统的研究。因此，他们在用污泥做砖的探索过程中，只是简单的将污泥加入到页岩或粘土或煤矸石中，加多了，不仅砖的含水率远远超过要求，在烘干和焙烧过程中容易变形，影响砖的合格率。而且塑性受到较大影响，砖体成不了形，即使成了形，烧制后砖的强度也达不到要求。污泥砖不仅不能成为建筑材料，反而成为固体垃圾，对环境造成二次污染。加少了，大量的剩余污泥消化不了，失去了污泥做砖的意义。所以，到目前为止，几乎所有用污泥做砖的探索和实践，都以失败而告终。E、养殖蚯蚓近年来，一些唯利是图的不法分子，将城市污水处理厂剩余污泥用来养殖蚯蚓，利用污泥中丰富的肥效和有机

18、物，促使蚯蚓快速生长，然后将蚯蚓用于鸡、鸭、鱼的养殖，从而获取暴利。他们之所以能这样做，一是这些不法分子根本就不顾人们的健康，唯利是图，或他们不了解污泥中含有重金属，不了解这样的养殖方式会使重金属进入食物链，危害人体健康。二是产生城市污水处理厂剩余污泥这些单位，明知城市污水处理厂剩余污泥中含有重金属，用污泥养殖蚯蚓，再用蚯蚓养殖鸡、鸭、鱼，重金属会进入食物链，会危害人体健康。但由于污泥的处置一时没布有更好的办法，他们为了使污泥暂时得到处置，也为了节省污泥处置费用，他们将污泥低价卖给或无偿给予养殖蚯蚓的不法分子。综上所述，目前我国在对城市污水处理厂剩余污泥处置的诸多方法中，都存在着这样或那样的严

19、重问题。1.1.5、xx公司水处理厂污泥处理处置的背景xx公司的污水处理厂，每天产生含水率80%左右的污泥约10吨。随着环境承载力巨大的压力和国家对环保的要求逐渐提高，采用简易填埋的方法无法根本解决污泥的最终出路问题，污泥处理问题变得越来越迫切。在对污泥取样进行含水率分析后，得到污泥的含水率82%左右，每天约10吨。目前污泥主要填埋处理，填埋受到场地、运输、环保等多方面压力影响。也需要寻找新的处理方法。xx公司为根本解决污泥污染问题，更好的发挥资源综合利用水平，坚持可持续发展的宗旨，公司决定对污水处理过程中产生的污泥进行处理处置，达到减量化、无害化、稳定化、资源化目的。综合上面的分析，污泥处理

20、处置的目的和原则是减量化、无害化、稳定化、资源化。采用污泥焚烧处置一次性投资稍高，但具有一些其它工艺不可替代的优点，特别是在污泥的减量化、无害化、节约土地资源和节能等方面，因此将成为污泥最终出路的解决方法。浓缩污泥含水率高，不能直接进行焚烧。要对污泥进行焚烧处理而不添加其它辅助燃料，必须开发出独特的脱水技术，使污泥转变成可用燃料，其本身的热值足以烘干自身的水分，达到热量平衡，然后通过焚烧炉对污泥进行焚烧处理。在污泥脱水干化过程中，污泥从纯液状流动到粘滞状、塑性性状、半干固体状直到纯固体状这一过程进行变化。通常沉淀浓缩可将含水率降到95(含水状态)；含水率在7882时，污泥呈柔软状态，不易流动；

21、通常一般机械脱水只可降到7082。通过高压脱水，可将水分降低到50-60，此时，污泥几乎成为固体；含水率低到4050时，成聚散状态（以上是半干化状态）；如果进一步低到1520则成粉末状，此时，干化后的污泥杨尘非常严重，对环境造成恶劣污染。1.2污泥处理处置的目标采用不同的脱水工艺其脱水污泥的含水率是不同的，大致范围是60 %85 %，含水率在80%左右一般都是负热值。根据我们多年来对不同污泥的检测积累的数据表明，当污泥含水率降低到60%以下时，污泥的热值才开始表现为正热值，绝干情况下的热值大约1200-1500(大卡/千克)。对于焚烧处理工艺，污泥的含水率直接影响到焚烧的热量平衡，理论上越低越

22、好，但是脱水程度越高，设备投资会增加，处理成本随之提高，因此合理选择最终含水率很重要。目前xx公司每天产生污泥约10吨（含水率82%）。根据我司在市政污泥处理的技术和实验，建议污泥处理方案采用以下方案：采用机械脱水至5560%，晾干两天后，含水率降低至45-50%时进入连续式污泥自燃自烘干炉焚烧。2污泥高压脱水连续式污泥焚烧炉组的技术特点2.1污泥高压脱水重庆敏诺环保科技有限公司生产的高压板框压滤机，采用钢制板框作为压榨力传递，高压过滤压力来自于物料泵送压力，一般控制在0.8-2.0MPa之间。通过这个压力，污泥可脱水主压力来自于超大推力油缸。钢制板框：基于普通板框压滤原理，采用变容式调节。板

23、框扣合后滤室容积可调节，钢制板框具有强度高，寿命长，产量可控，透水性好，便于更换等优点。拉板系统传动系统：由多级同步减速系统、主传动齿轮，链轮链条、变频调节系统构成。 多级同步减速系统：采用多级同步减速，具有减速比高，同步性好，输出稳定，耗电小的优点。 链轮链条：采用双联链条，提高链条的强度，更有利于传动的精确。延长链条链轮的使用寿命。 变频调速系统：采用目前最为流行的变频调速，确保调速精度，提高调速范围，同时保护主电机不过载、不发热。2.2连续式污泥焚烧炉组重庆敏诺环保科技有限公司连续式自燃自烘干污泥焚烧炉组为核心设备的污泥焚烧处理是目前污泥处置较为彻底、快捷和经济的方法，它能使有机物彻底燃

24、烧，可最大限度地减少污泥体积（减容50-70），同时可以能够将污泥中的有害病菌、寄生虫及卵等通过高温进行杀灭。该焚烧法与其它方法相比具有突出的优点：（1）可以使污泥的体积减少到最小化，因而最终需要处置的物质很少，焚烧灰可制成有用的产品，是相对比较安全的污泥处置方式。（2）焚烧处理污泥处理速度快，不需要长期储存。（3）污泥可就地焚烧，不需要长距离运输。（4）能够使有机物全部碳化，杀死病原体。（5）焚烧装置可大可小，配置灵活，能根据不同的污泥量配置不同焚烧处置能力的焚烧炉组。（6）直接利用污泥中的热值，在焚烧过程中烘干湿污泥，无需另建干燥系统，从而降低污泥处理的能耗，减少烟气处理，相应降低污泥处理

25、成本。具体方案描述2.1本项目的总体技术路线污泥改性 机械脱水 低热值燃料利用。本方案有如下优点：1）系统流程简洁，设备占地小，可以根据场地灵活布置。2）全封闭，无臭气，维护简单方便。3）能耗低，运行成本大幅减少，经济效益显著4）除初次点火外，不需要任何外加燃料。2.2工艺流程描述含80%左右水分的污泥进入原污泥间，以泵或其它方式输至污泥改性间，改性间设有改性系统，在改性间实现污泥改性，改性后的污泥再以泵送至机械脱水车间。机械脱水车间设有高压污泥深度脱水压滤机，产出含水率55左右的泥饼，由铲车运至泥库，再从泥库运至与其匹配的连续式自燃自烘干污泥无害化焚烧炉。脱水车间压滤排水及焚烧过程中的冷凝水，以泵送至污水处理站管网统一处理。焚烧过程中产生的废气经脱硫、活性炭吸附、脱臭、除尘等工艺后达标排放。焚烧后的炉渣可用于其它资源化（如制砖、铺路、土壤改良、废矿坑回填等）利用。2.3污泥常温改性机理说明污泥之所以含有大量的水分是由于其颗粒表面特性和污泥团的结构所决定的。根据污泥中水分的存在形式及其性质，通过破坏污泥的胶态结构，使亲水性有机胶体物质分解减少泥水间的亲和力，以改善污泥的浓缩性能和脱水性能，将经过改性后的污泥，再经机械挤压脱水，污泥的含