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半岛官网几种常见污水处理基本工艺

发布日期:2024-04-24浏览次数:

  半岛官网几种常见污水处理基本工艺几种常见污水处理基本工艺 污水处理厂工艺流程常用污水处理厂工艺流程 污水处理工程 废水处理工程污水废水处理工程工艺概述 污水废水加药中和调节PH 值,进入调节池,又加助浊剂,进入沉淀池加助凝剂,再入沉淀池,进行砂过滤,最后通过 EO 膜过滤后即可排放或回收再用,均能达到国家排放标准。1.日化 一般化工厂COD 含量较高污水 城市污水、高浓度有机废水生物转盘法处理工艺工艺① 工艺② 1 重金属含量较高污水处理工艺 工程投资和处理成本(指中到大型污水废水处理的造价) 工程投资: 600-1500 元/吨每天(一次性投资) 占地面积: 0.5-0.8 平方米/吨每天,立体布局占地更少运行电耗: 0.4-0.8 度/吨废水 运行费用: 0.4-1.2 元/吨废水(城市污水为 0.1-0.4 元/吨废水) 工艺流程文字讲解 张掖市城市污水处理工程于 2001 年 4 月经省计委批准立项,由中国市政西北设计研究院设计,项目总体建设规模按日处理 8 万吨规划,实施分期建设。一期建设规模为日处理量4 万吨,规划配套污水管网 30.5KM,尾水排放渠 4KM,一期工程概算总投资为 10626.25 万元。处理工艺采用改良型氧化沟生物处理工艺,处理后尾水水质达到国家二级排放标准, 污泥处理采用浓缩脱水工艺。 本厂的处理工艺为改良型氧化沟生物处理工艺。污水通过城区管网汇流至污水处理厂, 首先进入第一个环节粗格栅;粗格栅的主要作用是将污水中大块的渣物进行拦截,由输送设 备运至储渣斗。然后污水被提升泵提升至细格栅;细格栅的主要作用是将中等及小块渣物进 行过滤,并通过联带设备排除过滤渣物。经过以上两个环节的污水将进入第三个环节沉沙池; 沉沙池利用离心作用将污水中的微小颗粒及杂质进行去除,然后砂粒及杂质通过砂水分离器 输送至储砂斗。污水则进入整个处理过程的核心环节—氧化沟;此环节的主要作用是利用氧化沟中的活性污泥(微生物),将水中的有机污染物分解分解成为二氧化碳和水。从而有效去除污水中的有机污染物。最后经过氧化沟的泥水混合液流入终沉池;终沉池的主要功能是 利用重力作用进行沉淀,从而达到泥水分离的目的。经过沉淀的污水再进入加氯消毒就可以 排放至自然水体了。而剩余的污泥则通过浓缩、脱水然后进行填埋或作为农林肥料。 2 简介: 污水处理厂自控系统是整个污水处理工程的重要组成部分,其设计好坏与控制设备选择 是否适当,不仅关系着自控系统的性价比的高低而且对以后整个污水处理厂运行维护的难易有着重要影响。笔者以某市污水处理厂这个实际工程为例,对污水处理厂自控系统的设计进 行详细阐述。 一、污水处理厂概况 该污水处理厂位于市中区,为日处理能力为5 万吨/天的污水处理厂,出水排入黄海, 水质达到国家一级排放标准。BR div 内容:污水处理厂自控系统是整个污水处理工程的重要组成部分,其设计好坏与控制设备选 择是否适当,不仅关系着自控系统的性价比的高低而且对以后整个污水处理厂运行维护的难易有着重要影响。笔者以某市污水处理厂这个实际工程为例,对污水处理厂自控系统的设计进行详细阐述。 一、污水处理厂概况 该污水处理厂位于市中区,为日处理能力为5 万吨/天的污水处理厂,出水排入黄海, 水质达到国家一级排放标准。 本工程采用水解-AICS 处理工艺。其具体流程为:污水首先分别经过粗格栅去除粗大杂物,接着污水进入泵房及集水井,经泵提升后流经细格栅和沉砂池,然后进入水解池,。水解池出水自流入AICS 进行好氧处理,出水达标提升排入黄海半岛地址。AICS 反应器为改进SBR 的一种。其工艺流程如下图 1 所示: 3 污水处理厂处理工艺流程二、污水处理厂自控系统设计的原则 从污水处理厂的工艺流程可以看出,该厂的主要工艺AICS 反应器是改进 SBR 的一种, 需要周期运行,AICS 反应器的进水方向调整、厌氧好氧状态交替、沉淀反应状态轮换都有电动设备支持,大量的电动设备的开关都需要自控系统来完成,因此自控系统对整个周期的正确运行操作至关重要。而且好氧系统作为整个污水处理工艺能量消耗的大户,它的自控系 统优化程度越高,整个污水处理工艺的运行费用也会越低,这也说明了自控系统在整个处理工艺中的重要性。 为了保证污水厂生产的稳定和高效,减轻劳动强度,改善操作环境,同时提高污水厂的 现代化生产管理水平,在充分考虑本污水处理工艺特性的基础上,将建设现代化污水处理厂 的理念融入到自控系统设计当中,本自控系统设计遵循以下原则:先进合理、安全可靠、经济实惠、开放灵活。 三、自控系统的构建 污水处理厂的自控系统是由现场仪表和执行机构、信号采集控制和人机界面(监控)设 备三部分组成。自控系统的构建主要是指三部分系统形式和设备的选择。本执行机构主要是 根据工艺的要求由工艺专业确定,预留自控系统的接口,仪表的选择将在后面的部分进行描 述。信号采集控制部分主要包括基本控制系统的选择以及系统确定后控制设备和必须通讯网络的选择。人机界面主要是指中控室和现场值班室监视设备的选择。 1、 基本系统的选择 目前用于污水处理厂自控系统的基本形式主要有三种DCS 系统、现场总线系统和基于PC 控制的系统。从规模来看三种系统所适用的规模是不同。DCS 系统和现场总线系统一般适用于控制点比较多而且厂区规模比较大的系统,基于 PC 的控制则用于小型而且控制点比较集中的控制系统。 基于PC 的控制系统属于高度集成的控制系统,其人机界面和信号采集控制可能都处于同一个机器内,受机器性能和容量的限制,本工程厂区比较大,控制点较多,因此采用基于 PC 的控制系统是不太合适的。 4 PAGE PAGE 5 DCS 系统适用于模拟量多,闭环控制多的系统。而现场总线系统的主要优势是适用用于控制点相当较少而且特别分散的系统。从施工和维护的角度来看,传统的DCS 系统布线的工作量要远远大于现场总线系统。此外,现场总线系统与DCS 系统相比,还有最为重要的一点是开发性好,扩展方便。 本工程的控制点在 700 点左右,模拟量只占 20%左右,属于规模比较小的类型,而且这些控制点是以工艺处理单元为界线分散在厂区各处,因此本工程采用现场总线、通讯网络选择 现场总线系统最主要的特点就是依赖网络通讯,分散控制和信号采集,最大程度的减少布线,节省安装和维护费用。现场总线主要是指从现场或IO 模块到监控系统的通讯网络。目前现场总线,根据通讯协议的不同可以分为很多种,比如,ProfiBus、CAN、ControlNet、DeviceNet FF Lon 总线等。目前现场总线技术还没有统一的标准,各自的功能特点基本一致,因此本工程设计时选用在中小型控制系统应用非常广泛的ProfiBus 总线。其在性价比较高,且在国内推广的时间长,稳定性较高。 ProfiBus 总线有三种形式DP、PA 和 FMS。PA 总线是与智能仪表结合在一起安全性非常高的一种ProfiBus 总线形式,造价比较高,常用于石油化工冶金等行业;FMS 总线适用于大范围和复杂的通讯系统,旨在解决通用性通讯任务,传速速度中等;DP 总线是用于传感器和执行器级的高速数据传速网络半岛地址,不需要智能仪表配合,安全性略低于PA 总线。本工程是污水处理工程,对通讯安全性的要求并不太高,通信的任务比较简单,对系统的传输速度有一定要求。因此本工程的采用ProfiBUS-DP 网络半岛平台,即用西门子S7 系列PLC 搭建整个系统。总线采用普通双绞作为传输介质,通讯速率可以达到12MBP。 3、现场站设备配置的选择 对于ProfiBus-DP 网络来说只是提供了一个从现场到监控层的信息通道,但信号的采集和执行命令的下达仍然需要由和现场的IO 模块组成的站来完成。ProfiBus-DP 网络是一种主从站的网络结构。整个网络上最多可以有 128 个从站,但只有一个作为主站,所有 的通讯事务都由主站来管理。主站必须要有(CPU),同时也可以安装IO 采集模块。从站有两种方式:CPU+IO 模块和通讯模块+IO 模块。第一种方式每个从站都由CPU,每个站的控制事务都由本站完成,与主站之间的通讯量比较少。第二种方式是所有的从站都没 有 CPU,所有的控制事务都由主站 CPU 来完成,通过总线网络把命令结果传输到从站完成, 从站只是远程IO。 前述这两种从站组成方式各有自己的特点。第一种方式,控制比较分散,通讯事务较小, 对网络的依赖不强,但每个站都有CPU,造价高。第二种方式,控制集中半岛登录,控制事务对网 络依赖性强,需要可靠的网络来支撑,同时对主站CPU 的性能要求高,在软件编程和调试方面具有很大的优势。这两种方式对工程的现场安装布线施工影响比较少。 本工程控制点的规模施工调试工期比较短,选用了性价比比较高的第二种方式作为从站 的组成方式即由西门子IM153 通讯模块和S7 300 系列IO 模块组成,主战CPU 选用S7 315-2DP 系列。 4、人机界面设备的选择 人机界面设备是直接与操作管理人员进行交流的监控视备,一般由两部分组成,即现场 监视设备和中控室监视设备。现场监视设备可以是PC 机或是触摸屏,中控室监视设备一般由工控机、模拟屏或投影仪等组成。监视设备应在兼顾投资的情况下,保证操作管理人员可 以对整个污水处理厂全面直观的监视与控制。 现场监视设备一般在比较重要的单元或控制事务比较大的从站中设置半岛地址,以便操作人员及 时对现场情况进行处理。本工程的从站的规模比较少,厂区大小从操作距离来看并不大,同 时现场操作间内均设有有线电话,因此可在不设不设现场监视系统的情况下保证现场与中控室的联络畅通。 中控室监视设备是全厂的指挥和信息处理中心,其作用不言而喻。中控室监视设备比较 传统的做法是模拟屏加工控机的方式,这种方式造价比较高且复杂。随着多屏卡功能的不断完善,现场又出现了工控机多屏显示加投影仪的模式。多屏卡的安装使得一台工控机可以同时拖动多台显示器,并显示不同画面,不同的工段可以同时显示,保证了操作人员监视的全面性。投影仪可以把所需要的任何画面进行放大显示,也可以供人参观。第二种方式的造价要远低于传统做法。本工程选用APPinx 一拖四的多屏卡和东芝投影仪一台。 5、 成套设备的耦合 本工程中鼓风机为高速离心风机,脱水机为2000mm 带宽脱水机,均为大型设备。这些大型设备是由许多辅助电动部分与主机共同工作完成鼓风机和脱水机的正常工作。本工程设计要求大型设备都单独配有自己小型的,由供应商根据自己的经验编制相关程序并预留ProfiBus-DP 接口,最终成为整个自控系统的一个从站。这样就大型设备自控系统与整个自控系统无缝连接,减少了不同供应商之间任务的交叉重叠。 监控软件的选择 监控软件是人机交流的桥梁和翻译,是保证整个自动控制系统易操作、易维护最重要的 部分。应选用成熟、先进并应用广泛的知名监控软件,本项目选用力控 PCAUTO 组态软件。 自控控制系统与管理层的衔接 自控系统操作与污水处理厂管理层的衔接主要是把自动控制系统收集到的全厂信息可以 顺利传输到管理层计算机,管理人员可以在线查看污水处理厂的运行状况并调用相关的运行数据。随着监控软件的供应商对INTERNET 技术的不断应用开发,监控软件都可以通过局域网或INTERNET 广域网进行信息发布,管理层或授权用户在任何可以上INTERNET 网的地方便可浏览运行状况。而所使用MS IE 浏览器的安全性问题已经得到解决。 冗余问题 由于本工程为污水处理厂工程,其安全性和可靠性要求并不严格,本设计没有对通讯网 络和进行冗余配置,只对上位工控机采用了双机热备配置。笔者认为在资金允许的情况下,应对主进行冗余配置。 四、自控系统的站点划分 根据污水处理工艺的工作原理以空间分别特点,在布线最小、功能完整的情况下对全厂 的站点进行了划分,子站为泵房站、水解池站、1 号改进SBR 站、2 号改进SBR 站、脱水机房站和鼓风机房站。泵房子站负责提升泵房、粗格栅、细格栅和沉砂池的数据处理,脱水 机房站除负责脱水机房外,集泥池、浓缩池也归在该站内,其余子站负责各自的工艺单元。主站为变电所站,设在变电所内。各站配置控制点数量统计如下表: 工段名称 控点类型及数量 DI DO AI AO 泵房子站 96 16 20 2 水解池子站 64 32 16 号改进SBR 子站 160 64 32 号改进SBR 子站 160 64 32 脱水机房子站 24 8 8 鼓风机房子站 设备配套PLC 并提供接口 各站所配置的控制点数量,富余量均大于20%。本工程自控系统的结构如图 2 所示: 污水处理厂自控拓补图五、自控系统的仪表选择 仪表系统遵循“工艺必需、计量达标、实用有效、免维护”的原则进行设计,仪表配置如下: 粗格栅渠配置液位差测量仪表1 套; 集水池配置液位测量仪表1 套; 细格栅进水井:pH 及温度测量仪表 1 套; 细格栅渠配置液位差测量仪表1 套; AICS 反应池配置溶解氧测量仪表及悬浮物浓度测量仪表各4 套; AICS 反应池进气管路流量测量仪表 3 套; 鼓风机房配置鼓风机进出风管压力测量仪表6 套; 7 PAGE PAGE 10 集泥池配置液位测量仪表 1 套; 脱水机房配置脱水机进泥管路流量测量仪表2 套(随污泥脱水设备成套); 絮凝制药装置液位开关 2 套(随污泥脱水设备成套); 变电所配置各出线回路的电量测量仪表。 尽管上述仪表中部分仪表已经实现的国产化,但是在精度和稳定方面与进口产品还有一定的差距,因此上述仪表中除通用的流量、温度和压力仪表外,均采用进口产品。 六、自控系统的功能设计 自动控制系统除了保证污水处理工艺的正常运转外,还有可以提高处理工艺的整体优化水平等,本工程的功能设计主要归纳如下; 1、单体设备控制 对单体设备来说其控制分为三个层次,其优先顺序为现场手动控制、上位手动控制和PLC 自动控制,这样现场发现设备故障时可以最快的速度切断故障设备的运行,最大程度地降低设备的损坏程度。在整个系统中,单体设备的损坏时保证系统无关联设备的正常运转。 2、节能控制 本工程的节能设计主要包括提升水泵的变频控制和好氧部分溶解氧自动调节控制两部 分。 通过变频器与液位计形成闭环控制,保持集水井内液面的稳定,这样可以减少因提升泵的启动对处理系统造成的冲击,保证系统的稳定运行,同时根据水量变化调节水泵频率,降低了运行能耗。 为保持 AICS 反应器曝气部分溶解氧浓度稳定在 2mg/l 左右,通过控制鼓风机进口导叶角度来实现鼓风机的流量的调节,达到节能的目的。 此外,液位差控制的格栅的按需运转也是节能设计的一部分。 3、信息处理设计 通过上位监控软件系统直接采集的在线仪表数据,并以数据报表和图形显示,还可根据处理工艺原理自动对所采集的数据进行分析和推导,提炼出对运行操作更有指导意义的数据。如: 污泥负荷、 提升水泵运行效率、污泥龄、絮凝剂投加比例、鼓风机运行效率、泵房提升单方水量的电耗、鼓风机每 1000m3 供风的电耗、单方污水污泥处理的电耗、低压总电量、附属设施耗电量、工艺设施总耗电量、提升电耗、供风电耗以及工艺各个工艺构筑物的 电耗等等。 七、自控特点: 1、低投资:投资少 本工程除一些精度要求高的在线监测仪表(污泥浓度计、溶解氧仪和液位计)为进口仪表外,其余部分在线仪表实现国产化,节省了一部分投资费用。 另外,从工艺控制角度看,省区了一些不影响工艺运行要求的在线仪表,如ORP 计、气体流量计等。不设现场监视设备的也是降低投资的重要原因之一。 在自控系统的总线技术选取上、现场 I/O 控制设备和上位监控设备的选取上,均采用了性价比较高的产品。如 PLC 采用西门子 S7-300 系列等。 本自控系统从以上几点节约了大量的费用。 2、低费用:运行费用低 在占全厂能耗 90%的原水提升和鼓风曝气这两个环节上,依托自动控制系统,进水段实现恒液位、变流量控制,由大功率变频装置拖动大流量潜污泵,完全涵盖了 500—3000m3/h 的流量范围,克服了多台泵切换启停,流量突变对后续工艺的水力冲击,也达到节能的目的, 立式潜污泵的提水电耗为 4.75kwh/km3。 占全厂能耗 75%以上的鼓风机选用单级高速离心风机,通过控制进口导叶开度调节风量,从而降低能耗,具体的作法是在夜间小水量和过渡工序时自动减小供气量。 3、管理操作简便 本自控工程在上位软件二次开发过程从人性化角度出发,提高自控系统的可操作性, 使管理者在任意时间和地点可对工艺系统进行全方面的监控,及时了解到处理系统运行的优劣状态。 八、投资 本工程自控系统的预算费用约占污水处理厂总投资的5%左右。与污水处理厂相比, 本工程的自控系统投资是中等偏下,性价比较高。 九、结语 该污水处理厂自控系统是根据工艺要求在确定的设计原则下进行设计,既保证污水处理 系统的正常运行,又尽可能的降低了工程的造价投资,其设计过程和结果对污水处理工程的自控设计具有一定的借鉴意义。 污水处理厂的工艺流程 典型的污泥处理工艺流程,包括四个处理或处置阶段。第一阶段为污泥浓缩半岛登录,主要目的 是使污泥初步减容,缩小后续处理构筑物的容积或设备容量;第二阶段为污泥消化,使污泥 中的有机物分解;第三阶段为污泥脱水,使污泥进一步减容;第四阶段为污泥处置,采用某种途径将最终的污泥予以消纳。以上各阶段产生的清液或滤液中仍含有大量的污染物质,因 而应送回到污水处理系统中加以处理。以上典型污泥处理工艺流程,可使污泥经处理后,实 现“四化”: 减量化:由于污泥含水量很高,体积很大,且呈流动性。经以上流程处理之后,污泥体积减至原来的十几分之一,且由液态转化成固态,便于运输和消纳。 稳定化:污泥中有机物含量很高,极易并产生恶臭。经以上流程中消化阶段的处理 以后,易的部分有机物被分解转化,不易,恶臭大大降低,方便运输及处置。 (3)无害化:污泥中,尤其是初沉污泥中,含有大量病原菌、寄生虫卵及病毒,易造成传染 病大面积传播。经过以上流程中的消化阶段,可以杀灭大部分的姻虫卵、病原菌和病毒,大大提高污泥的卫生指标。 (4)资源化:污泥是一种资源,其中含有很多热量,其热值在10000~15000kJ/kg (干泥)之间,高于煤和焦炭。另外,污泥中还含有丰富的氮磷钾,是具有较高肥效的有机肥料。通过以上流程中的消化阶段,可以将有机物转化成沼气,使其中的热量得以利用,同时还可进一 步提高其肥效。 污泥浓缩常采用的工艺有重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩等。污泥消化可分成厌氧消化和好氧消化两大类。污泥脱水可分为自然干化和机械脱水两大类。常用的机械 脱水工艺有带式压滤脱水、离心脱水等。污泥处置的途径很多,主要有农林使用、卫生填 埋、 焚烧和生产建筑材料等。 以上为典型的污泥处理工艺流程,在各地得到了普遍采用。但由于各地的条件不同,具体情况也不同,尚有一些简化流程。当污泥采用自然干化方法脱水时,可采用以下工艺流程: 污泥—→污泥浓缩—→干化场—→处置 也可进一步简化为: 污泥—→干化场—→处置 泥处置采用卫生填埋工艺时。可采用以下流程: 污泥—→浓缩—→脱水—→卫生填埋 我国早期建成的处理厂中,尚有很多厂不采用脱水工艺,直接将湿污泥用做农肥, 工艺流程如下: 污泥—→污泥浓缩—→污泥消化—→农用污泥—→污泥浓缩—→农用 污泥—→农用 国外很多处理厂采用焚烧工艺,其中很多不设消化阶段,流程如下: 污泥—→浓缩—→脱水—→焚烧 省去消化的原因,是不降低污泥的热值,使焚烧阶段尽量少耗或不耗另外的燃料。 城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行) 前言 为贯彻执行《中华人民共和国环境保》,加快建设环境技术管理体系,确保环境管 理目标的技术可达性,增强环境管理决策的科学性,提供环境管理政策制定和实施的技术依 据,引导污染防治技术进步和环保产业发展,根据《国家环境技术管理体系建设规划》,环境保护部组织制定污染防治技术政策、污染防治最佳可行技术指南、环境工程技术规范等技 术指导文件。 本指南可作为城镇污水处理厂污泥处理处置项目环境影响评价、工程设计、工程验收以及运营管理等环节的技术依据,是供各级环境保护部门、设计单位以及用户使用的指导性技术文件。 本指南为首次发布,将根据环境管理要求及技术发展情况适时修订。本指南由环境保护部科技标准司组织制订。 本指南起草单位:北京市环境保护科学研究院、清华大学、机科发展科技股份有限公司、山西沃土生物有限公司、杭州环兴机械设备有限公司。 本指南由环境保护部解释。1 总则 适用范围 本指南中污泥是指在城镇污水处理过程中产生的初沉池污泥和二沉池污泥,不包括格栅栅渣、浮渣和沉砂池沉砂。与城镇污水性质类似的污水在处理过程中产生的污泥,其处理处置可参照执行。列入《国家危险废物名录》或根据国家规定的危险废物鉴别标准和方法认定的具有危险特性的污泥,应严格按照危险废物进行管理,不适用本指南。 术语和定义 最佳可行技术 是针对生活、生产过程中产生的各种环境问题,为减少污染物排放,从整体上实现高水平环境保护所采用的与某一时期技术、经济发展水平和环境管理要求相适应、在公共基础设施和工业部门得到应用的、适用于不同应用条件的一项或多项先进、可行的污染防治工艺和技术。 最佳环境管理实践 是指运用行政、经济、技术等手段,为减少生活、生产活动对环境造成的潜在污染和危害,确保实现最佳污染防治效果半岛地址,从整体上达到高水平环境保护所采用的管理活动。 城市污水污泥 污泥的特性及危害 城镇污水处理厂产生的污泥含水率高(75%—99%),有机物含量高,易腐烂。 污泥中含有具有潜在利用价值的有机质,氮、磷、钾和各种微量元素,寄生虫卵、病原微生物等致病物质,铜、锌、铬等重金属,以及多氯联苯、二噁英等难降解有毒有害物质, 如不妥善处理,易造成二次污染。 污泥处理处置技术 污泥处理技术 城镇污水处理厂污泥减容、减量、稳定以及无害化的过程称为污泥处理。本指南中污泥处理技术指污泥厌氧消化和污泥好氧发酵。由于污泥厌氧消化前需浓缩,污泥好氧发酵前需脱水,本指南将污泥浓缩、脱水列为污泥预处理技术。 污泥处置技术 经处理后的污泥或污泥产品在环境中或利用过程中达到长期稳定,并对健康和生态环境不产生有害影响的最终消纳方式称为污泥处置。本指南中的污泥处置技术指污泥土地利用和污泥焚烧。 污泥预处理及辅助设施 工艺原理 城镇污水处理厂污泥预处理是指采用重力、气浮或机械等方法提高污泥含固率,减少污泥体积,以利于后续处理与处置。污泥预处理及辅助设施主要包括污水处理系统中初沉池和二沉池的污泥存储、浓缩、脱水、输送和计量等环节的设备、构筑物和相关辅助设施。 工艺流程及产污环节 污水处理系统产生的初沉污泥和剩余污泥排入集泥池,经提升至污泥浓缩池或浓缩设 备。通常规模较大的城镇污水处理厂产生的污泥在浓缩后进入消化池。经浓缩或消化后的污 泥机械脱水后存储在堆放间,外运处理或处置。污泥预处理工艺流程及主要产污环节见图1。 图 1 污泥预处理工艺流程及产污环节(略) 污泥预处理过程中主要污染物为恶臭、污泥浓缩和脱水过程排放的上清液和滤液。 污泥产生量及计量 城镇污水处理厂污泥产生量的计量是污泥处理处置污染防治的基础,本指南对污泥产生 量和计量方法做出规定。城镇污水处理厂应在污泥产生、贮存和处理的各单元设置计量装置。 污泥产生量 各类型污水处理工艺及相关处理单元污泥产生量的计算参见附录A。 污泥计量 初次沉淀池污泥计量 初沉池不接收剩余活性污泥时,污泥理论产生量参照附录A 中公式(A-1)计算。当初沉池间歇排泥时,采用容积法计量污泥产生量,排泥量参照附录A 中公式(A-8)计算。 剩余活性污泥计量 设有初沉池的城镇污水处理厂剩余活性污泥理论产生量参照附录A 中公式(A-2)计算。剩余活性污泥连续排放时,设置流量计计量污泥产生量;生物膜法中二沉池间歇排泥时,采 用容积法计量,排泥量参照附录A 中公式(A-8)计算。 不设初沉池的城镇污水处理厂剩余活性污泥理论产生量参照附录A 中公式(A-4)计算。 消化池污泥计量 设置计量装置计量厌氧消化池进、出泥量和沼气产量。进泥量为初沉污泥和剩余活性污 泥之和半岛登录,参照附录A 中公式(A-5)进行计算。连续进出泥时,采用流量计计量污泥产生量, 并记录累计流量。采用投配池间歇进泥时,采用容积法计量,并记录每次投泥前后投配池中 污泥液位高度和每日进泥次数。 计量污泥消化池产生沼气的计量装置或仪表宜安装在消化池出气管道上,沼气计量装置应具有读取瞬时流量和累计流量的功能。 污泥的出厂计量和报告 城镇污水处理厂出厂污泥可采用地衡进行计量。城镇污水处理厂应为出厂污泥计量建立 完善的记录、存档和报告制度。污泥在采用好氧发酵、土地利用及焚烧等处理处置方式时, 城镇污水处理厂应采用运营记录簿(即台账)制度,并将记录结果提交相关环境保护管理部 门和污泥最终处置单位。 污泥预处理工艺类型 污泥浓缩 污泥浓缩常采用重力浓缩和机械浓缩两种方法。机械浓缩包括离心浓缩半岛平台、重力浓缩等方式。 污泥脱水 污泥脱水包括自然干化脱水、热干化脱水和机械脱水,本指南中特指机械脱水。常用的污泥机械脱水方式有压滤式和离心式,其中压滤式主要指板框式和带式。 消耗及污染物排放 预处理过程中药剂及能源消耗 药剂消耗 污泥预处理过程中药剂消耗主要为调理剂,常用的调理剂包括无机混凝剂和有机絮凝剂 两大类。无机混凝剂适用于板框式压滤,有机絮凝剂适用于带式压滤和离心式机械脱水。无 机混凝剂用量通常为污泥干固体重量的5%—20%。有机絮凝剂,如阳离子型聚丙烯酰胺(PAM) 和阴离子型聚丙烯酰胺(PAM),用量通常为污泥干固体重量的0.1%—0.5%。 能源消耗 离心浓缩比能耗最高。重力浓缩的比能耗通常在10 kW·h/tDS 以下,仅为离心浓缩的1%。 污泥脱水阶段主要能源消耗来自脱水机械主机设备以及冲洗水、药剂添加等驱动力的消耗。板框压滤机、带式压滤机和离心脱水机的比能耗分别为15—40 kW·h/tDS、5—20 kW·h/tDS 和 30—60 kW·h/tDS。 预处理污染物排放 恶臭气体 污泥浓缩池硫化氢和氨气排放浓度分别为1—50mg/ m3 和 2—20mg/ m3,臭气浓度(无量纲)通常为 10—60。 污泥脱水机房硫化氢和氨气排放浓度通常均为1—40mg/m3,臭气浓度(无量纲)通常为10—200。 3.5.1.2 上清液和滤液 污泥浓缩脱水过程中产生的上清液和滤液(包括冲洗水)等废水中氮磷浓度较高,氨氮浓度约为 300 mg/L,总磷最大浓度约为 100 mg/L。 污泥脱水新技术 高压和滚压式污泥脱水机 污泥脱水新设备主要有高压污泥脱水机和滚压式脱水机。 高压脱水机的工作原理是将湿污泥(含水率87%左右)投入由高压和低压系统组成的机械挤压系统中,经过多级连续挤压,脱水污泥含水率降至30%—50%。该类型脱水机单位能 耗约为 125 kW·h/tDS。 滚压式脱水机的工作原理是将湿污泥(含水率85%—99.5%)投入圆形污泥通道,通道 前端为浓缩区,后端为脱水区。浓缩污泥在脱水区经深度挤压后由出口闸门排出,滤液由通道两侧栅格的出水孔排出,并由脱水机下的污水槽收集。脱水后污泥含水率降至60%— 75.5%。 水热预处理+机械脱水 水热预处理+机械脱水指利用过热饱和高温水蒸汽对污泥进行预处理后进行机械脱水, 水蒸汽使污泥中生物体的细胞壁破碎,释放结合水,并降低污泥粘滞性。脱水后污泥含水率 降至 50%左右。 污泥厌氧消化技术 工艺原理 污泥厌氧消化是指在厌氧条件下,通过微生物作用将污泥中的有机物转化为沼气,从而使污泥中有机物矿化稳定的过程。厌氧消化可降低污泥中有机物的含量,减少污泥体积,提高污泥的脱水性能。 工艺流程及产污环节 污泥经过浓缩池浓缩后,利用泵提升进入热交换器,然后进入厌氧消化池,在微生物作用下污泥中有机物得到降解。厌氧消化过程产生的沼气经脱水、脱硫后可作为燃料利用。消化稳定后的污泥经脱水形成泥饼外运处置。污泥厌氧消化工艺流程及产污环节见图2。 图 2 污泥厌氧消化工艺流程及产污环节(略) 污泥厌氧消化产生的主要污染物包括消化液、沼气利用时排放的尾气以及设备噪声。 污泥厌氧消化工艺类型 高温厌氧消化 经过浓缩、均质后的污泥(含水率94%—97%)进入高温(53±2oC)厌氧消化池进行厌氧消化,有机物降解率可达40%~50%,对寄生虫(卵)的杀灭率可达99%,消化时间为 10— 15d。高温厌氧消化池投配率以 7%—10%为宜。 该工艺的特点是微生物生长活跃,有机物分解速度快,产气率高,停留时间短,但需要维持消化池的高温运行,能量消耗较大,系统稳定性较差。 中温厌氧消化 经过浓缩、均质后的污泥(含水率94%—97%)进入中温(35℃±2℃)厌氧消化池进行厌氧消化。中温厌氧消化分为一级中温厌氧消化(停留时间约20 d)和二级中温厌氧消化 (停留时间约 10 d)。中温厌氧消化池投配率以 5%—8%为宜。 该工艺的特点是消化速率较慢,产气率低,但维持中温厌氧的能耗较少,沼气产能能够维持在较高水平。 消耗及污染物排放 厌氧消化能源消耗 污泥厌氧消化的能耗主要用于维持厌氧反应温度及维持污泥泵、污水泵(进出料系统)、搅拌设备和沼气压缩机等设备运转。能耗水平取决于厌氧消化搅拌方式,搅拌强度通常为3 —5W/ m3。 污泥厌氧消化的电耗占城镇污水处理厂全厂用电的15%—25%;污泥加热的热耗占全厂 热耗的 80%以上。如污泥消化产生的沼气全部用于发电,可解决整个城镇污水处理厂内20% —30%的用电量。 厌氧消化污染物排放 沼气利用排放的尾气 沼气中甲烷含量为 60%—65%,二氧化碳(CO2)含量为 30%—35%,硫化氢(H2S)含量为 0%—0.3%。 沼气燃烧或发电会产生尾气,尾气中主要污染物为氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2) 和一氧化碳(CO)。 消化液 消化液中化学需氧量(CODCr)浓度为 300—1500 mg/L;悬浮物(SS)浓度为 200—1000 mg/L;氨氮(NH3-N)浓度为 100—2000 mg/L;总磷(TP)浓度为 10—200 mg/L。 噪声 污泥厌氧消化过程中噪声的主要来源为发电机。在未加隔声罩的情况下,国产发电机距机体 1 m 处噪声约 110dB(A)。 污泥厌氧消化前处理新技术 污泥厌氧消化前经过前处理,能够减少污泥消化的停留时间,提高产气量。污泥水热干化技术和处理技术是污泥厌氧消化前处理技术中研究较成熟的两种技术。 污泥水热干化技术是指在一定温度和压力下使加热后污泥中的微生物细胞破碎,释放胞内大分子有机物,同时水解大分子有机物,进而破坏污泥胶体结构,从而改善污泥的脱水性能和厌氧消化性能。 处理技术是指利用极短时间内超声空化作用形成的局部高温、高压条件,伴随强烈的冲击波和微射流,轰击微生物细胞,使污泥中微生物细胞壁破裂,进而减少消化的停留时间,提高产气量。 污泥好氧发酵技术 工艺原理 污泥好氧发酵是指在有氧条件下,污泥中的有机物在好氧发酵微生物的作用下降解,同时好氧反应释放的热量形成高温(55℃)杀死病原微生物,从而实现污泥减量化、稳定化和无害化的过程。 工艺流程及产污环节 污泥好氧发酵通常包括前处理、好氧发酵、后处理和贮存等过程。前处理包括破碎、混合、含水率和碳氮比的调整;好氧发酵阶段通常采用一次发酵方式;后处理主要包括破碎和筛分,有时需要干燥和造粒。污泥好氧发酵工艺流程及产污环节见图3。 图 3 污泥好氧发酵工艺流程及产污环节(略) 污泥好氧发酵过程中产生的主要污染物是恶臭气体、粉尘及滤液。 污泥好氧发酵工艺类型 条垛式好氧发酵 条垛式好氧发酵通常采用露天强制通风的发酵方式,经前处理工段处理后的混合物料被堆置在经防渗处理后的地面上,形成梯形断面的长条形条垛。条垛式好氧发酵分为静态和间歇动态两种工艺。 静态好氧发酵是指在污泥混合物料所堆放的地面上铺设供风管道系统,通过强制通风或抽气的方式为好氧发酵过程提供所需氧气。 间歇动态好氧发酵是指采用轮式或履带式等翻(抛)堆设备,定期翻堆,使混合物料与空气充分接触,保持好氧发酵过程所需氧气。 目前通常采用静态强制通风与定期翻堆相结合的条垛式好氧发酵工艺半岛地址。 发酵槽(池)式好氧发酵 发酵槽(池)式好氧发酵是指在厂房中设置若干发酵槽,槽底设供风管道和排水管道, 槽壁顶部设轨道,供翻堆机械移转,定期翻堆。发酵槽(池)式好氧发酵的典型工艺为阳光棚发酵槽。 阳光棚发酵槽是指利用阳光棚的透光和保温性能,提高发酵槽内温度。发酵槽底部安装通风管道系统,通过强制通风来保证好氧发酵过程所需氧气。 消耗及污染物排放 好氧发酵消耗 条垛式好氧发酵能耗为 1—7 kW·h/m3 发酵产品。发酵槽(池)式好氧发酵能耗为5— 15 kW·h/ m3 发酵产品。 好氧发酵污染物排放 大气污染物 污泥好氧发酵微生物对有机质进行分解时产生恶臭气体,主要包括氨、硫化氢、醇醚类以及烷烃类气体。 污泥好氧发酵的翻堆和通风过程中会产生粉尘。 水污染物 污泥好氧发酵过程产生的滤液中化学需氧量(CODCr)浓度为 2000—6000 mg/L,五日生化需氧量(BOD5)浓度为 60—4500 mg/L。 条垛式污泥好氧发酵采用露天方式时需考虑场地雨水。 噪声 污泥好氧发酵过程中的噪声主要来源于前处理设备、翻堆设备和通风设备等,噪声水平为 70—85dB(A)。 污泥土地利用技术 工艺原理 污泥土地利用是指将经稳定化和无害化处理后的污泥通过深耕、播撒等方式施用于土壤中或土壤表面的一种污泥处置方式。污泥中丰富的有机质和氮、磷、钾等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素可改良土壤结构,增加土壤肥力,促进植物的生长。本指南中的污泥土地利用不包括污泥农用。 工艺流程及产污环节 污泥土地利用工艺流程及产污环节见图4。 图 4 污泥土地利用工艺流程及产污环节(略) 污泥土地利用过程排放的主要污染物是恶臭气体和粉尘。污泥中重金属、病原体等也会造成环境问题。 污泥土地利用工艺类型 园林绿化 污泥用于园林绿化是指将污泥用作景观林、花卉和草坪等的肥料、基质和营养土。污泥中矿化的有机质和营养物质提供丰富的腐殖质和可利用度高的营养物质,可改善土壤结构和组成,并使营养物质更易为植物吸收。 污泥用于园林绿化时,须根据树木种类采用不同的污泥施用量。 林地利用 污泥用于林地利用是指将污泥施用于密集生产的经济林,如薪材林或人工杨树林等。 将污泥施于幼林时,会出现与其他植物种类进行竞争的情况,从而降低幼树对营养物质 和微量元素的摄入量,并增强杂草生长能力。 土壤修复及改良 土壤修复及改良是指将污泥用作受到严重扰动土地的修复和改良土,从而恢复废弃土地或保护土壤免受侵蚀。污泥可用在采煤场、取土坑、露天矿坑和垃圾填埋场等。 该方法的具体操作方式和环境影响取决于所施用场地的原有用途。 当目标是改善土壤质量时,可采用污泥直接施用或与肥料混合施用的方式。 消耗及污染物排放 土地利用物料消耗 污泥运输车辆和施用机械消耗燃料或电能,其消耗水平与施用量以及施用场地位置、大小和利用情况等有关。 土地利用污染物排放 大气污染物 污泥贮存、运输及施用到土壤中后,污泥中的有机组分会持续挥发或降解,产生恶臭物质,以氨、硫化氢和烷烃类气体等形式排放。 污泥原料的贮存、运输、装卸以及污泥土地利用等过程会排放粉尘。 水污染物 污泥土地利用时的运输和存储过程有滤液产生。 有机污染物 经稳定化工艺(厌氧消化和好氧发酵等)处理后的污泥中仍含有未降解有机物,且含有少量难降解有机化合物,如苯并(a)芘、二噁英、可吸附有机卤化物和多氯联苯等。 重金属及其化合物 污泥中主要含有铜、锌、镍、铬、镉、汞和铅等重金属,多以离子化合物形态存在,在土地利用过程中,应特别关注铜、锌和镉造成的环境问题。 病原菌 经无害化处理后的污泥中蠕虫卵死亡率通常大于95%,粪大肠菌群菌值大于 0.01。 营养元素(氮、磷、钾等) 土地利用过程中,污泥中的氮、磷、钾等营养元素会随径流以淋失的方式进入地表水, 以渗透的方式进入地下水体。 污泥焚烧技术 工艺原理 污泥焚烧是指在一定温度和有氧条件下,污泥分别经蒸发、热解、气化和燃烧等阶段, 其有机组分发生氧化(燃烧)反应生成CO2 和 H2O 等气相物质,无机组分形成炉灰/渣等固相惰性物质的过程。 工艺流程及产污环节 污泥焚烧系统主要由污泥接收半岛平台、贮存及给料系统、热干化系统、焚烧系统(包括辅助燃料添加系统)、热能回收和利用系统、烟气净化系统、灰/渣收集和处理系统、自动监测和 控制系统及其他公共系统等组成。污泥干化焚烧工艺流程及产污环节见图5。 图 5 污泥干化焚烧工艺流程及产污环节(略) 污泥焚烧过程排放的主要污染物有恶臭气体、烟气、灰渣、飞灰和废水。 污泥焚烧工艺类型 前处理技术 污泥焚烧前处理技术通常指脱水或热干化等工艺,以提高污泥热值,降低运输和贮存成本,减少燃料和其他物料的消耗。 热干化工艺有半干化(含固率达到 60%—80%)和全干化(含固率达到 80%—90%) 两种。热干化工艺一般仅用于处理脱水污泥,主要技术性能指标(以单机升水蒸发量计)为: 热能消耗 2940~4200KJ/kgH2O;电能消耗 0.04~0.90kW/kgH2O。 污泥含固率在 35%~45%时,热值为 4.8—6.5MJ/kg,可自持燃烧,通常后面直接接焚烧工艺。用作土壤改良剂、肥料,或作为水泥窑、发电厂和焚烧炉燃料时,须将污泥含固率提高至 80%—95%。 单独焚烧 单独焚烧是指在专用污泥焚烧炉内单独处置污泥。 流化床焚烧炉是目前单独焚烧技术中应用最多的焚烧装置,主要有鼓泡式和循环式两种,其中尤以鼓泡流化床焚烧炉应用较多半岛登录。 污泥单独焚烧时,在焚烧炉启动阶段,可通过安装启动燃烧器或向焚烧炉膛内添加辅助燃料等方式将炉膛温度预热至 850°C 以上,然后向焚烧炉炉膛内供给污泥。 混合焚烧技术 污泥与生活垃圾混烧 在生活垃圾焚烧厂的机械炉排炉、流化床炉、回转窑等焚烧设备中,污泥可以以直接进料或混合进料的方式与生活垃圾混合焚烧。 污泥与生活垃圾直接混合焚烧时会增加烟气和飞灰产生量,降低灰渣燃烬率,增加烟气净化系统的投资和运行成本,降低生活垃圾发电厂的发电效率和垃圾处理能力。 污泥的水泥窑协同处置 经水泥窑产生的高温烟气干化后的污泥进入水泥窑煅烧可替代部分黏土作为水泥原料, 达到协同处置污泥的目的半岛地址。干化后的污泥可在窑尾烟室(块状燃料)或上升烟道、预分解炉、 分解炉喂料管(适用于块状燃料)等处喂料。 利用水泥窑系统处置污泥时须控制污泥中硫、氯和碱等有害元素含量,折合入窑生料其硫碱元素的当量比S/R 应控制为 0.6—1.0,氯元素应控制为 0.03—0.04%。 利用水泥窑焚烧污泥的直接运行成本为60—100 元/t(80%湿污泥)。 污泥的燃煤电厂协同处置 可利用燃煤电厂的循环流化床锅炉、煤粉锅炉和链条炉等焚烧炉将污泥与煤混合焚烧。为提高污泥处置的经济性,优先考虑利用电厂余热干化污泥后进行混烧。 直接掺烧污泥会降低焚烧炉内温度和焚烧灰的软化点,增加飞灰产生量,增加除尘和烟气净化负荷,降低系统热效率 3%—4%,并引起低温腐蚀等问题。 利用火电厂焚烧污泥的单位运行成本为100—120 元/t(80%湿污泥),系统改造成本约为 15 万元/t(80%湿污泥)。 消耗及污染物排放 焚烧物料消耗 污泥焚烧消耗的物料主要是燃料、水、碱性试剂和吸附剂(如活性炭)等。 为加热和辅助燃烧,需添加辅助燃料。将重油作为辅助燃料时,其消耗为0.03—0.06 m3/t 干污泥;将天然气作为辅助燃料时,其消耗4.5—20 m3/t 干污泥。 污泥焚烧主要用水单元是烟气净化系统,水耗均值约为15.5 m3/t 干污泥。其中,干式烟气净化系统基本不消耗水,湿式系统耗水量最高,半湿式系统居于两者之间。 碱性试剂如氢氧化钠消耗为 7.5—33 kg/t 干污泥,熟石灰乳消耗为 6—22 kg/t 干污泥。 焚烧能量消耗 污泥焚烧厂主要消耗热能和电能。热能产出量与污泥低位热值高低密切相关,经由烟气处理和排放造成的热量损失约占污泥焚烧输出热量的13%—16%。 污泥焚烧厂消耗电能的主要工艺单元是机械设备的运转,电耗通常为60—100kW·h/t (80%湿污泥)。 污泥焚烧的污染物排放 大气污染物 由于国内污泥焚烧大气污染物排放数据较少,根据对国外污泥焚烧厂大气污染物排放统计,污泥焚烧产生的烟气经净化处理后,通常烟尘排放浓度为0.6—30 mg/ m3;二氧化硫排 放浓度为 50 mg/m3 以下;氮氧化物(以NO2 计)排放浓度为 50—200 mg/m3;二噁英排放浓度在 0.1ngTEQ/Nm3 以下;重金属镉排放浓度为0.0006—0.05 mg/m3,汞排放浓度为0.0015 —0.05 mg/m3。 废水 湿式烟气净化系统会产生工艺废水。 灰渣收集、处理和贮存废水:采用湿式捞渣机收集灰渣时,会产生灰渣废水;污泥露天贮存时,雨水进入产生废水。 热干化过程中产生冷凝水,其化学需氧量(CODCr)含量高(约为 2000 mg/L),氮也 较高(约为 600—2000 mg/L),还含有一定量的重金属。 固体残留物 污泥焚烧产生的飞灰约占焚烧固体残留物总量的90%(流化床);灰渣和烟气净化固体残留物合计约占焚烧固体残留物总量的10%(流化床)。 污泥焚烧新技术 喷雾干燥+回转式焚烧炉技术是利用喷雾干燥塔的雾化喷嘴将经预处理的脱水污泥雾 化,干燥热源主要为焚烧产生的高温烟气,干化后的污泥被直接送入回转式焚烧炉焚烧。尾气采用旋风除尘器+喷淋塔+生物除臭填料喷淋塔处理。 处理每吨含水率为 80%的脱水污泥,平均燃煤消耗量为 30—50 kg/t(煤热值 21000 KJ/kg),电耗为 50—60 kW·h/t;单位投资成本为 10 万—20 万元/t,单位直接运行成本 为 80—100 元/t。 污泥处理处置污染防治最佳可行技术 污泥处理处置污染防治最佳可行技术概述 本指南选择污泥中温厌氧消化和污泥好氧发酵为污泥处理污染防治最佳可行技术,污泥土地利用和污泥干化焚烧为污泥处置污染防治最佳可行技术。污泥处理处置前采用浓缩、脱水等预处理方式。 对于实际污水处理规模大于 5 万 m3/d 的城镇二级污水处理厂,其产生的污泥宜通过中 温厌氧消化进行减量化、稳定化处理,同时进行沼气综合利用。 对于园林和绿地等土地资源丰富的中小型城市的中小型城镇污水处理厂,可考虑采用污泥好氧发酵技术处理污泥,并采用土地利用方式消纳污泥。厂址远离环境敏感点和敏感区域时,宜选用条垛式好氧发酵工艺;厂址附近有环境敏感点和敏感区域时,可选用封闭发酵槽式(池)好氧发酵工艺。 对于大中型城市且经济发达的地区、大型城镇污水处理厂或部分污泥中有毒有害物质含量较高的城镇污水处理厂,可采用污泥干化焚烧组合工艺处置污泥。应充分利用焚烧污泥产生的热量和附近稳定经济的热源干化污泥。污泥干化焚烧厂的选址应采取就近原则,避免远距离输送。 污泥干化技术应和焚烧以及余热利用相结合,不鼓励对污泥进行单独热干化。 污泥预处理污染防治最佳可行技术 最佳可行工艺流程 污泥预处理污染防治最佳可行技术系统包括收集系统、浓缩系统、消化系统、脱水系统、存储与输送系统、计量系统及相关辅助设施等。污泥预处理污染防治最佳可行技术工艺流程 见图 6。 图 6 污泥预处理污染防治最佳可行技术工艺流程(略) 最佳可行工艺参数 污泥预处理构筑物个数采用至少两个系列设计。 初沉污泥采用重力浓缩时,污泥固体负荷为80—120 kg/ m2.d,停留时间宜为 6—8h。混合污泥采用重力浓缩时,污泥固体负荷为50—75 kg/ m2.d,停留时间宜为 10—12h。进入脱水机前的污泥通常含水率大于96%,经脱水后的污泥含水率要求小于80%。 污染物削减及污染防治措施 城镇污水处理厂污泥预处理阶段的集泥池和浓缩池等构筑物采取加盖密闭并保持微负 压,产生的恶臭气体可集中收集后进行生物除臭。脱水机房、泵房和堆放间等建筑物应采用 微负压设计,建筑物顶部应设多个吸风口,经由风机和风管收集至集中处理设施进行处理后, 使其连续稳定达标运行。 污泥浓缩的上清液及污泥脱水和设备清洗过程产生废水集中收集,单独处理后回流至污水处理厂。 离心脱水设备产生的噪声采取消声、隔声、减震等措施进行防治。 技术经济适用性 机械脱水适用于大、中型城镇污水处理厂。 间歇式重力浓缩适用于小型城镇污水处理厂;连续式重力浓缩适用于大、中型城镇污水处理厂。 有脱氮除磷要求的城镇污水处理厂宜采用机械浓缩。 对采用生物除磷污水处理工艺产生的污泥,宜采用浓缩脱水一体机等设备进行处理。 最佳环境管理实践 城镇污水处理厂附近有环境敏感点或敏感区域时,关键构筑物和建筑物保持微负压设计。 污泥经预处理后及时密闭运输或连接后续处理。 污泥厌氧消化污染防治最佳可行技术 最佳可行工艺流程 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术包括污泥预处理系统、污泥中温厌氧消化系 统、沼气综合利用及净化系统、污染物控制系统。污泥浓缩后进入污泥厌氧消化系统,厌氧消化系统包括厌氧消化池、进出料和搅拌系统、加温系统、沼气收集净化和利用系统。 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术工艺流程见图7。 最佳可行工艺参数 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术的工艺参数见表1。 项目工艺参数运行温度最佳温度为 项目 工艺参数 运行温度 最佳温度为 35℃±2℃ 中温 一级消化时间 15—20 d 厌氧 二级消化时 10 d 消化 间 pH 7—7.5 消化池投配率 以 5%—8%为宜 产气率 不小于 0.40—0.50m3/kgVS 搅拌 采用机械搅拌或沼气搅拌。当池内各处污泥温度的变化范围不 超过 1℃时,即认为搅拌均匀。 沼气综合利用 脱硫要求 采用干法脱硫时,沼气以 0.4—0.6m/min 的速度通过脱硫剂, 接触时间通常为 2—3min;采用湿法脱硫时,采用2%—3%的碳酸钠溶液从脱硫塔顶喷淋,沼气与吸收剂逆流接触,然后从顶 部排出。 硫化氢排放 采用脱硫工艺后H2S 小于 20 mg/Nm3 热电效率 沼气发电机组电效率应大于 33%,热回收效率应大于 35%,大 型机组总效率应大于 80%。 型机组总效率应大于 80%。 污染物削减及污染防治措施 经中温厌氧消化后的污泥有机物降解率不小于40%,蠕虫卵死亡率大于 95%。沼气利用前采用脱水、脱硫等措施进行净化。 厌氧消化产生的消化液单独收集,集中处理,可采用脱氮工艺、化学除磷及鸟粪石结晶等方法处理。 沼气发电机组设备产生的噪声采用消声、隔声、减振等措施进行防治。室外设备须加装隔声罩。 技术经济适用性 城镇二级污水处理厂可采取中温厌氧消化进行减量化、稳定化处理,同时进行沼气综合利用。 通常情况下,污泥厌氧消化系统的工程投资占城镇污水处理厂总投资的20%—30%。厌 氧消化直接运行成本约为 0.05—0.10 元/吨污水(不包括固定资产折旧)。考虑沼气发电回收电量后,采用厌氧消化可降低城镇污水处理厂20%—30%的电耗。 最佳环境管理实践 消化、脱水后的污泥进行临时堆放或存储时,采取防渗和防臭等措施。集泥池、浓缩池、污泥脱水机房和污泥堆放间等建(构)筑物在环境敏感点或敏感区域采取微负压设计。 沼气利用时制定安全管理制度。在消化池、储气柜、脱硫间周边划定重点防火区,并配备消防安全设施;非工作人员未经许可不得进入厌氧消化管理区内;在可能的泄漏点设置甲 烷浓度超标及氧亏报警装置。 在沼气贮气柜的运行维护中保证压力安全阀处于正常工作状态;保证冬季气柜内水封不结冰,必要时在气柜迎风面设移动式风障半岛登录,防止大风对气柜浮盖升降造成影响。 图 7 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术工艺流程(略) 污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术 最佳可行工艺流程 污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术包括前处理、好氧发酵、后处理及臭气污染控制。污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术工艺流程见图8。 最佳可行工艺参数 好氧发酵前,污泥混合物料含水率调到55%—65%,碳氮比(C/N)为25:1—35:1,有机质含量通常不小于 50%,pH 值 6—8。 采用条垛式好氧发酵时,无通风典型动态发酵周期约20 d;加设通风系统后发酵周期约 15 d,温度 55℃以上持续 5—7 d。 采用发酵槽(池)式好氧发酵时,阳光棚发酵槽每隔1—2 d 翻堆一次,温度 55℃以上持续 5—7 d,发酵周期约 20 d。 好氧发酵堆体上部铺设 5—10cm 的覆盖物料吸附恶臭气体。 发酵时,静态好氧发酵强制通风,每1m3 物料通风量 0.05—0.2 m3/min,非连续通风; 间歇动态好氧发酵可参考静态工艺并依生产试验的结果确定通风量,保证好氧发酵在最适宜 条件下进行。 污染物削减及污染防治措施 经好氧发酵处理后的污泥含水率小于40%,有机物降解率大于 40%,蠕虫卵死亡率大于95%,粪大肠菌群菌值大于 0.01,种子发芽指数不小于 70%。 污泥好氧发酵过程中产生的恶臭气体宜集中收集后进行生物除臭。粉尘集中收集后采用除尘器进行处理。 污泥好氧发酵场产生的滤液以及露天发酵场的雨水集中收集,部分回喷至混合物料堆体,补充发酵过程中的水分要求,其余回流到城镇污水处理厂或自建的处理装置。 对于污泥好氧发酵设备产生的噪声采取消声、隔振、减噪等措施进行防治。 技术经济适用性 在园林和绿地资源丰富的中小城市的中小型城镇污水处理厂,宜选用高温好氧发酵方式集中建设污泥发酵场处理污泥。 厂址远离环境敏感点和敏感区域时,可采用条垛式好氧发酵工艺;厂址附近有环境敏感点或敏感区域时,宜采用封闭发酵槽(池)式好氧发酵工艺。 在中、小规模的条垛宜使用斗式装载机或推土机;在大规模的条垛宜使用垮式翻堆机或侧式翻堆机。 设计完整的污泥好氧发酵系统的投资为30—50 万元/t(80%含水率),经营成本约为80~150 元/吨脱水污泥。 最佳环境管理实践 设置完善的污泥产品监测系统,严格控制污泥堆肥产品质量。仅允许符合国家相关标准要求的污泥好氧发酵产品出厂、销售或施用。 定期对污泥堆体温度、氧气浓度、含水率、挥发性有机物含量及腐熟度等进行监测半岛地址。污泥好氧发酵车间可在线监测硫化氢、氨气浓度。 单独建设发酵场或在城镇污水处理厂内建设的污泥发酵场不能满足卫生防护距离时,采用完全封闭的发酵工艺,厂房采用微负压设计。 图 8 污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术工艺流程(略) 在好氧发酵车间布设气体收集系统,通过引风机将车间内的恶臭气体送入除臭装置,保证车间及场区内的环境安全和操作人员的健康。 污泥好氧发酵场不在城镇污水处理厂内时,应获得有关部门的许可半岛地址。采用密封良好的运输车辆或船舶按相关规定输送污泥半岛官网,并建立应急管理制度。 污泥土地利用污染防治最佳可行技术 最佳可行工艺流程 污泥土地利用污染防治最佳可行技术主要是将经稳定化和无害化处理后的污泥或污泥产品进行园林绿化半岛官网、林地利用或土壤修复及改良等综合利用。 污泥土地利用污染防治最佳可行技术工艺流程见图9。 图 9 污泥土地利用污染防治最佳可行技术工艺流程(略) 最佳可行工艺参数 采用土地利用方式处置的污泥应满足表2 中的要求。 项目相关参数要求臭度2 级(六级臭度) 项目 相关参数要求 臭度 2 级(六级臭度) 粪大肠菌群菌值 0.01 蠕虫卵死亡率 95% 无害化 种子发芽指数 ≥70% 指标 pH 5.5—8.5 含水率 ≤45% 稳定化 有机物降解率 ≥40% 指标 样品在 20℃继续消化 30d,挥发份组分的减量须少 于 15%;或比好氧呼吸速率小于1.5mgO2/h﹒g 污泥 (干重) 锌及其化合物(以Zn 1000 计) 镍及其化合物(以Ni 计) 200 污泥污镉及其化合物(以Cd20 污泥污 镉及其化合物(以Cd 20 染物限 计) 值 (最 汞及其化合物(以Hg 15 高最高 计) 容许含 铅及其化合物(以Pb 1000 量 计) mg/kg) 铬及其化合物(以Cr 1000 计) 砷及其化合物(以As 75 计) 硼及其化合物(以B 150 计) 矿物油 3000 苯并(a)芘 3 铜及其化合物(以Cu 500 计) 污泥用作园林绿化草坪或花卉种植介质土时,单位施用量为6—12kgDS/ m2;用作小灌木栽培介质土时,单位施用量为 12—24kgDS/m2;用作乔木栽培介质土时,单位施用量为 10 —80kgDS/ m2 。 施用场地的坡度宜大于 6%,并采取防止雨水冲刷、径流等措施。 污泥林地利用时,在施用污泥期间及施用后 3 个月内,限制人以及与人接触密切的动物进入林地;施用污泥时,氮含量每年每公顷用量不超过250kg(以N 计),磷含量每年每公顷用量不超过 100kg(以P2O5 计)。 污染物削减及污染防治措施 污泥堆放、贮存设施和场所进行防渗、防溢流和加盖等措施防止滤液及臭气污染;渗滤液集中收集和处理。 有效控制污泥的施用频率和施用量,同时加强对施用场地的监测。 技术经济适用性 在土地资源丰富的地区可考虑污泥土地利用的方式消纳污泥,处置前应进行稳定化和无害化处理。 污泥土地利用的成本与效益情况因污泥用途而异。利用污泥替代有机肥、常规基质和客土修复材料时,可节省相应的开支。 最佳环境管理实践 采用密闭车辆运输污泥半岛官网,设置专用污泥堆存、存储设施和场所。 污泥土地利用前,应进行场地环境影响评价和风险评价;委托有资质的监测单位对施用 场地的土壤、地下水和大气环境中各项污染物指标背景值进行监测,并定期对施用前的污泥、施用污泥后的土壤和土壤上种植的各种植物等进行取样监测和分析,且保存监测和分析记录 5 年以上。 加强对污泥土地利用的有效管理,确保有效的径流控制,阻止污泥流入地表水域。禁止在敏感水体附近的草坪、森林、沙地、湿地或开垦地施用污泥。 加强对污泥质量和施用污泥后场地的监测,监测项目主要包括重金属(铬、铜、铅、汞、 锌等)、总氮、硝态氮、病原菌、蚊蝇密度和细菌总数等。大面积施用污泥前需进行稳定程度测试和重金属含量分析,不合格产品不能直接施用。 污泥林地利用可选择在树木砍伐后的林地、处于树苗期的林地或成树期的林地施用。施用方式可采用穴施、翻土作垄和犁沟等形式。雨季和冰冻期禁止施用污泥。 污泥焚烧污染防治最佳可行技术 最佳可行工艺流程 污泥焚烧污染防治最佳可行技术主要包括污泥接收、贮存及给料系统,干化系统,焚烧 系统,余热回收及热源补充系统,烟气处理系统半岛地址,臭气收集及处理系统,给排水系统,压缩空气系统,通风和空调系统,电气系统和自控系统等。 污泥干化焚烧污染防治最佳可行技术工艺流程见图10。 最佳可行工艺参数 污泥焚烧高温烟气在 850℃以上的停留时间大于 2 秒,灰渣热灼减率不大于 5%或总有机碳(TOC)不大于 3%。 循环流化床焚烧炉流化速度通常为 3.6—9 m/s,鼓泡流化床焚烧炉流化速度通常为0.6 —2 m/s。 图 10 污泥干化焚烧污染防治最佳可行技术工艺流程(略) 污泥与生活垃圾混合焚烧时,污泥与生活垃圾的质量之比不超过1﹕4;利用水泥窑炉混烧的污泥汞含量小于 3 mg/kgDS,最大进料比例不超过混合物料总量的5%。 采用半干法烟气净化处理工艺时,烟气停留时间10—15s,碱性吸附剂过量系数 1.5— 2.5,脱酸效率98%。为防止布袋除尘器发生腐蚀,入口气体温度应为130—140℃。 污染物削减及污染防治措施 预除尘+半干法是最佳烟气净化组合系统之一。预除尘可选用旋风除尘器,半干法可选用喷雾洗涤器与袋式除尘器的组合。添加碱性吸附剂后的脱酸效率可达90%以上,可去除0.05—20μm 的粉尘,除尘效率可达 99%以上。在布袋除尘器后采用选择性非催化还原法 (SNCR),可达到 30%—70%的脱硝效率。 在标准状态下,干烟气含氧量以 6%计,烟尘排放浓度不大于 30 mg/ m3,二氧化硫不大于 350 mg/ m3,氮氧化物不大于 450 mg/ m3。 为避免二噁英的生成及其前驱物的合成,应通过优化炉膛设计、优化过量空气系数、优化一次风和二次风的供给和分配、优化燃烧区域内烟气停留时间、温度、湍流度和氧浓度等设计和运行控制方式;避免或加快(1S)在 250—400℃的温度范围内去除粉尘。在除尘器之前的烟气流中喷射含碳物质、活性炭或焦炭等吸附剂,可降低二噁英排放。 污泥焚烧系统产生的废水集中收集处理。 污泥焚烧过程产生的灰渣以及烟气净化产生的飞灰分别收集和储存。灰渣集中收集处置,飞灰经鉴别属于危险废物的,按危险废物进行处置。 技术经济适用性 在大中型城市且经济发达的地区、大型城镇污水处理厂或部分污泥中有毒有害物质含量较高的城镇污水处理厂,可采用污泥干化焚烧技术处置污泥。 污泥焚烧以流化床焚烧炉应用最为普遍。流化床焚烧炉通常适合污泥大规模集中处置。鼓泡流化床适用于焚烧热值较低的污泥,循环式流化床适用于焚烧热值较高的污泥。 若干化和焚烧系统均采用国产设备,干化焚烧项目的投资成本为 30—35 万/吨脱水污泥 (含水率以 80%计);若全部采用进口设备,干化焚烧项目的投资成本为40—50 万/吨脱水污泥(含水率以 80%计)。 污泥干化焚烧的直接运行成本约为 100-150 元/吨脱水污泥(含水率以 80%计,不包括固定资产折旧)。 最佳环境管理实践 污泥干化焚烧厂的选址遵循就近原则,优先考虑充分利用污泥焚烧产生的热量和附近稳定的热源对污泥进行干化后再焚烧处置。 建立入厂污泥质量控制系统,并定期对污泥中砷、镉半岛登录、铬、铅和镍等重金属进行监测。安装自动辅助燃烧器,使焚烧炉启动和运行期间燃烧室保持850℃以上的燃烧温度。连 续在线监测和调控炉膛温度、氧气含量、压力、烟气出口温度和水蒸气含量等工艺运行参数。安装大气污染物连续在线监测装置,监测粉尘、氯化氢、二氧化硫、一氧化碳、碳氢化 合物和氮氧化物,定期监测重金属和二噁英,每年至少2—4 次。 脱水污泥贮存区(包括贮存罐和贮存仓)加盖并保持微负压。空气中甲烷含量不应超过1.25%,并宜将贮存区空气抽做焚烧炉一次风。焚烧炉不运行期间,应避免污泥贮存过量。干化污泥贮存时,其温度不宜高于 40℃,贮存罐须保持良好通风,并设置除臭系统。 制定应急预案,防止事故的发生。污泥焚烧厂安装消防、防爆、自动监测和报警系统, 确保焚烧设备安全、稳定、连续达标运行。

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