29吨污泥项目方案更改

290吨/日污泥处理工程项目方案大连利浦环境能源工程技术有限公司2010.11目录1工程概述1.1项目名称290吨/日污泥处理工程1.2处理工艺根据对国内外污泥处理的工艺比较，结合该工程的实际情况推荐采用“厌氧消化/工业化生物制气”工艺。1.3工程规模日处理污水处理厂污泥290吨（含水率95.8%）。1.4工程总投资本工程总投资：2460.00万元1.5污泥成份参考大连市夏家河污泥处理厂污泥成份，暂定该污泥处理工程污泥成份为：脱水污泥的含水率：95.8%；有机质含量：70%；总氮：4%(占干污泥含量)；总磷：2%(占干污泥含量)；Ph值：5.79；Cu：285.35mg/kg；Pb：98.70mg/kg；Cr：325.85mg/kg；Cd：7.53mg/kg；Hg：5mg/kg；As：28.21mg/kg。2污泥处理工艺方案论证2.1污泥处理方法简介污泥合理处置是污水处理得以最终实施的保障。在经济发达国家，污泥处理处置是污水处理极其重要的环节，其投资约占污水处理厂总投资的30～40%。污水处理和污泥处理处置是解决城市水污染问题同等重要又紧密关联的两个系统。目前各国都把污泥处理处置作为污水处理系统的非常重要的环节，投入巨资支持，使污染治理能划上一个完整的句号，这是成熟的污水处理思路；不同国家和地区还因地制宜地采取了适合各自国情的污泥处理处置技术路线。目前主要的污泥处置方法介绍如下。2.1.1污泥的卫生填埋污泥卫生填埋始于20世纪60年代，是一项比较成熟的污泥处置技术。污泥既可单独填埋也可与生活垃圾和工业废物一起填埋。这种处置方法简单、易行、成本低，污泥又不需要高度脱水，适应性强。填埋场一般为废弃的矿坑或天然的低洼地。污泥填埋也存在一些问题，尤其是填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体，如果填埋场选址或运行不当，这种液体就会进入地下水层，污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷，若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。另外，适合污泥填埋的场所也因城市污泥的大量产出而越来越有限，这也限制了该法的进一步发展。2.1.2污泥的土地利用污泥土地利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成份等优点，被认为是很有发展潜力的一种处置方式，这种处置方式是把污泥应用于农田、菜地、果园、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。科学合理的土地利用，可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地（如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地）的修复与重建，减少了污泥对人类生活的潜在威胁，既处置了污泥又恢复了生态环境。污泥农用的比例很大程度上取决于各国政府有关的法律、法规和污染控制情况，同时也与国家的领土的大小和农业发展情况有关。如英、美、法等许多国家城市污泥的农用率可达70%，有的高达80%以上。2.1.3污泥的全干化污泥全干化能使污泥显著减容，全干化可使污泥含水80%降到含水10%，减量达78%。20世纪80年代末期瑞典等国家的成功应用之后才在西方发达国家推广。产品稳定、无臭且无病原生物，干化处理后的污泥产品用途多，可以用作肥料、土壤改良剂、替代能源等。但设备投资很高，且运行的能耗高。全干化后的污泥的成片填埋又会因可能产生的污泥自燃带来安全隐患。此外雨水和垃圾本身的含湿量均使得污泥最终重新吸水，所以花费了更高的能源代价的“全干化”污泥不适宜进行填埋。2.1.4污泥的半干化加焚烧污泥半干化可使污泥含水80%降到含水50%左右。湿污泥半干化后再直接焚烧应用得较为普遍，没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难，而且在能耗上也是极不经济的。以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法，但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高。近些年来，污泥焚烧技术已经成为处理污泥的主流，愈来愈受到重视。这是因为焚烧法与其它方法相比具有突出的优点：(1)焚烧能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积，因而最终需要处置的物质很少，不存在重金属离子的问题，有时焚烧灰可制成有用的产品,是相对比较安全的一种污泥处置方式；(2)污泥处理速度快,不需要长期贮存；(3)可以回收能量用于发电和供热。2.1.5污泥厌氧消化/工业化生物制气工艺用污泥生产沼气已经有一百多年的历史，但作为规模化、工业化的生产却是近二十年左右的事。现代工艺是在自动化控制的反应容器内，根据处理物的各种不同条件随时对容器里的厌氧环境进行调节，达到充分利用自然界普遍存在的微生物，参与有机物逐级发酵降解(水解、酸化、气化)，最终实现甲烷化。发酵产物(沼气)中主要是气态的甲烷和二氧化碳，将其收集后用作清洁燃料。另一方面，对温室效应而言，甲烷气体是C02的22倍。所以，在处理污泥等废弃物的同时，采集、利用含甲烷达60％左右的沼气，除具有一定的经济效益外，对减轻温室效应具有重大意义。排出的残渣（仅剩原总量的50%左右）中因存在环状化合物的聚合物――腐殖酸，可做田间粮食生产或城市绿化的基肥、土料。从综合成本来看，一套完整的污泥厌氧/工业化生物制气处理设施的费用只相当于同等规模处理能力焚烧设施的一半，而运行费用也要低20％～30％。厌氧消化/工业化生物制气的主要优点是：(1)资源化程度高，产生高热值沼气的同时生产了有机肥料；(2)大气污染小，无二恶英、酸性物及粉尘产生；(3)生产环境好，臭气产生量极小。2.1.6污泥半干化加无害化处理制砖工艺随着污泥处理技术工程的不断发展，新技术、新设备层出不穷，为探索适宜的污泥深度处理流程，国内近年来相继开展了试验研究，提出了多种新型工艺流程，为污泥处理的无害化、减量化、资源化提供了更为广阔的空间。污泥半干化加无害化处理制砖工艺为近年来污泥处理新工艺的典型代表，其工艺流程简述如下：污泥运送到污泥处理厂后经过半干化处理，变成浅灰色松土，利用松土与粉煤灰混合后经烘干处理运送到制砖设备车间，经过烧制后，制成无害化的环保砖，用于人行道地砖或建筑墙体用红砖。这种工艺于上世纪八十年代初起源于日本，近年来经过国内相关单位改良后引入我国，并在广州等地得以实施。这种工艺节省了干化焚烧所产生的高额费用，使污泥处理更具有实际操作的意义，同时在污泥厂旁边直接将处理后的污泥制砖，既避免了填埋长期占用土地，还能实现污泥治理的资源化利用，产生新的经济效益，一举两得。2.2污泥处理方案比较污泥填埋和污泥堆肥处理技术因为最近几年受各国法律的制约、处理成本的提高和环境影响等因素，各国基本上已经不使用这两种处理技术。污泥全干化技术不仅投资和运行费用都很高，而且在处理过程中存在粉尘自燃和爆炸等安全问题，而且后期对干化污泥利用上国内还没有实例。针对上述情况，本次可研报告将“污泥半干化加焚烧”技术、“厌氧消化/工业化生物制气”、“污泥半干化加无害化处理制砖工艺”技术作为比选方案，进行技术方案比较。2.2.1方案一----污泥半干化加焚烧技术污泥半干化是采用带式污泥干化设备将污泥含水率由80%降至40%，以达到污泥减量化的目的。污泥含水率由80%降至40%，污泥中的有机物含量在60%左右，因此半干化后的污泥热值相当于低值褐煤，1kg褐煤放出的热约1.5kwh，普通1kg煤放出的热为5.58kwh，污泥辅助燃料污泥中的有机物含量在60%，600吨/日处理能力的污泥干化设备运行一年所需要的热量约为62030769kwh。如果换算成污泥的重量数为41300t，则干化加热设备每天消耗的半干污泥为118吨。因每天干化所生产的半干污泥量为200吨，大于118吨，因此采用干化加焚烧技术，不用额外补充燃料，就能满足干化污泥所需要的能量，且剩余的半干污泥还可以进行发电或者供热加以利用。污泥半干化加焚烧技术可以最大限度的达到污泥减量的目的，但是目前污泥焚烧所产生的灰分国内还没有合理的处置方法。例如上海石洞口污水处理厂采用污泥焚烧处理技术，产生的飞灰基本上没有加以利用，全部外运到垃圾处理场进行填埋。而且污泥焚烧过程产生大量的烟气，对环境造成了二次污染。污泥半干化和焚烧工艺流程如下：图4-1污泥半干化加焚烧工艺流程图2.2.2方案二----厌氧消化/工业化生物制气技术厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧反应，分解污泥中的有机物质。厌氧消化是使污泥实现“减量化、稳定化、无害化、资源化”的主要环节。首先，有机物被厌氧消化分解，可使污泥稳定化，使之不易腐败。其次，通过厌氧消化，大部分病原菌或蛔虫卵被杀灭或者作为有机物被分解，使污泥无害化。第三，随着污泥被稳定化，将产生大量高热值的甲烷，作为能源利用，使污泥资源化。另外，污泥经消化后，其中的部分有机氮转化为氨氮，提高了污泥的肥效。污泥进行厌氧中温消化，需要温度保持在37±1℃，这样就需要采用沼气锅炉做为热源维持整个系统的温度。根据国内外技术应用的经验数据，维持消化温度的热量占总产气量的20%~25%，因此该工艺不需要辅助燃料维持工艺所需热量，而且还能剩余大部分沼气，可以燃烧发电或者作为城市煤气管网的补充气源加以利用。产生的沼渣也可以作为土壤改造肥料加以利用。但是污泥厌氧消化产生大量的沼液，沼液中COD和氨氮的含量很高。小型的污水处理厂不能接收这部分沼液，必须经过处理，达到标准后方可排入污水处理厂。污泥的厌氧消化/工业化生物制气处理工艺流程如下：搅拌/预热用户图4-2工艺流程图加热净化利用处理后排放稳定机械脱水沼气燃烧炉脱硫装置厌氧发酵储存/混合/稀释/脱水污泥自用沼沼渣液加热2.2.3方案三----污泥半干化加无害化处理制砖工艺首先污泥先经过半干化处理，采用带式污泥干化设备将污泥含水率由80%降至40%，以达到污泥减量化的目的。污泥经过半干化处理后，变成浅灰色松土，利用松土与粉煤灰混合后提高污泥中无机物的含量，进行除臭除毒处理，经烘干处理运送到制砖设备车间，经过烧制后，制成无害化的环保砖，用于人行道地砖或建筑墙体用红砖。污泥中含有的重金属处理前处于溶解状态，而经无害化处理制砖工艺处理后这些有害物质状态已完全改变，像玻璃一样被固化了，不会再产生污染，无害化彻底，根据测算，按照机械化生产每天可生产12万块一级质量的红砖，污泥减量化可达70%。污泥半干化加无害化处理制砖工艺流程如下：图4-3工艺流程图脱水污泥半干化设备制砖设备加热设备粉煤灰成品2.2.4方案比较方案的技术经济比较见表4-1表2-1技术经济比较表2.2.5结论综上所述，方案一、方案二、方案三都能满足污泥处理的“减量化、稳定化、无害化、资源化”要求。方案一----污泥半干化加焚烧技术虽然能最大限度的减少污泥的体积，但是半干化污泥产生的臭气和污泥焚烧所产生的粉尘污染又产生了新的环境问题，同时污泥半干化+焚烧技术投资费用和运行费用均高于厌氧消化技术。方案三----污泥半干化加无害化治理制砖工艺在我国尚属科研起步阶段，还未经过实践大面积推广利用，尚有很多关键问题等待进一步改进解决，如选址困难，大气污染严重，消除异味困难，若彻底消除大气污染，投资将加大，吨污泥处理成本将超过污泥半干化加焚烧工艺，污泥中有机质在高温下燃烧导致砖的表面不平整、掺量低和抗压强度低等导致制砖产品销售市场不稳定。方案二----厌氧消化/工业化生物制气工艺在国内外应用均较多，特点是无害化彻底，工艺成熟，各类产物、副产物均有用途，易于形成循环经济链。处理成本仅为130~140元，全年仅需2800万元左右。污泥减量化60%以上，缺点是产生的沼液处理难度较大。根据各类技术的特点及应用情方案项目方案一方案二方案三无害化彻底彻底彻底资源化可以作为燃料，价值有限，可以作为城市有机肥加以利用。产生大量沼气，可以纳入城市燃气管网，效益明显。沼渣可以作为城市改良土利用。可以制成红砖，广泛应用于建筑行业中减量化70%60%70%占地面积较小较大较小环境影响气味较大，对周围环境有影响。污泥焚烧炉会产生粉尘危害，粉尘处理要求很高。消化后污泥没有臭味产生，沼气锅炉没有粉尘危害。沼液需要处理后排入污水处理厂。气味较大，对周围环境有严重影响。主要为污泥制砖产生气味对