污水处理厂污泥处理处置技术胡锋平

污水处理厂污泥处理处置技术主讲人：胡锋平教授博士副院长华东交通大学土木建筑学院二○一一年三月二十九日目录1概论2污泥处理技术3污泥处置技术4污泥处理处置新技术5污泥处理处置十大推荐案例（2010年）6污泥处理处置特别关注案例（2010年）1概论1.1基本概念1.2污泥处理处置现状1.3污泥处理处置规划和建设返回目录城镇污水处理厂污泥（以下简称“污泥”），是指在污水处理过程中产生的半固态或固态物质，不包括栅渣、浮渣和沉砂。1.1基本概念1.1.1污泥消化污泥：经消化处理后的污泥，或称熟污泥统称生污泥或新鲜污泥按来源不同分为剩余污泥：来自活性污泥法后的二沉池化学污泥：混凝沉淀工艺中形成的污泥腐殖污泥：来自生物膜法后的二沉池初沉污泥：来自初沉池我省县（市）污水处理厂主要采用氧化沟工艺，污泥主要为剩余污泥1.1.2污泥的分类1.1.3污泥的组成污泥经烘干，再经灼烧后，其成分大致可分为水、挥发性固体及灰分水挥发性固体（有机物）或称灼烧减重灰分（无机物）或称灼烧残渣1.1.4污泥中水分污泥中水分示意图含水率：污泥中所含水分的多少称含水率剩余污泥含水率99.2～99.6%脱水后的污泥含水率可达80%脱水性能：不同性质污泥的脱水性能差别很大污泥比阻用于衡量污泥的脱水性能1.1.5污泥的主要指标污泥比阻测定装置返回本章污泥产生量将不断增加按1万吨污水产生约1-2吨干污泥，5-10吨含水率80%的污泥我省85座县（市）污水处理厂每天产生污泥量约500-1000吨（含水率80%）。污泥处理处置存在的问题污泥产量问题污水浓度低，量少，培菌没完成污泥处理问题浓缩脱水设备运行不正常污泥处置问题含水率80%污泥外运1.2污水厂污泥处理处置现状（江西省）返回本章1.3污泥处理处置规划和建设目标减量化：便于贮存、运输和消纳，降低其含水率稳定化：采用生物好氧或厌氧消化工艺，使污泥中的有机组分转化成稳定的最终产物无害化：杀死污泥中的病原菌、寄生虫卵及病毒资源化：回收和利用污泥中的能源和资源同时规划、同时建设、同时投入运行新建的污水处理设施，应依据污泥处理处置规划，配套建设污泥规范化处理处置设施，并同时投入运行。目前建成并运行，但没有配套污泥规范化处理处置设施的污水处理厂，应加快整改、建设，确保污泥安全处置。返回本章2污泥处理技术2.1污泥浓缩2.2污泥调理2.3污泥脱水2.4污泥浓缩脱水一体化2.5污泥的稳定化2.6污泥的热处理返回目录处理对象：空隙水目的：减少污泥的体积，减少后续构筑物或处理单元的压力含水率从99%降至96%，污泥体积可减少3/4含水率从97.5%降至95%，污泥体积可减少1/2方法：重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、带式浓缩机浓缩和转鼓机械浓缩等2.1污泥浓缩2.1.1重力浓缩原理：利用污泥中的固体颗粒与水之间的相对密度差来实现泥水分离分类：连续式、间歇式优点：维修管理及动力费用低缺点：占地面积大卫生条件差浓缩效果较差富磷污泥在浓缩中释磷2.1.2气浮浓缩原理：微小气泡污泥颗粒的表面使污泥颗粒的相对密度降低上浮实现泥水分离的目的适用：密度接近于1的污泥疏水的污泥易发生污泥膨胀的污泥分类：压力溶气气浮涡凹气浮CAF浓缩污泥（含固率6.5%）CAF污泥浓缩工艺系统2.1.3机械浓缩离心浓缩原理：利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力使两者分离，达到浓缩的目的效果指标•出泥含固率•固体回收率带式浓缩机浓缩带式污泥浓缩脱水一体机螺压浓缩机械浓缩图右为ROS2.3型螺压浓缩机，图左为ROS3.2型螺压脱水机化学调理原理：投加调理剂，通过电性中和吸附架桥作用破坏胶体颗粒的稳定，小颗粒聚集成大颗粒，从而改善污泥脱水性能。方式：投加PAM返回本章2.2污泥调理2.3污泥脱水目的：进一步减少污泥的体积，便于后续处理、处置和利用处理对象：毛细水和吸附水分类：自然干化脱水和机械脱水2.3.1自然干化脱水适用于：气候比较干燥、土地使用不紧张、卫生条件允许的地区影响因素：气候条件、污泥性质及污泥调理干化场2.3.2机械脱水机械脱水及其设备脱水机械转筒离心机板框压滤机带式压滤机真空过滤机板框压滤机板框压滤机脱水效果好，含水率可达65%以下。操作不能连续运行，脱水泥饼产率低带式压滤机带式压滤机滤带可以回旋，脱水效率高，噪声小，能源消耗省，动力消耗少，附属设备少，可以连续生产离心脱水原理：与离心分离、离心浓缩相同，即利用转动使污泥中的固体和液体分离离心脱水机真空过滤脱水原理利用抽真空的方法造成过滤介质两侧的压力差，从而造成脱水推动力进行脱水转鼓真空过滤机带式污泥浓缩脱水一体机2.4污泥浓缩脱水一体机2.5污泥的稳定化污泥以园林绿化、农业利用为处置方式时，鼓励采用厌氧消化或高温好氧发酵（堆肥）等方式处理污泥•厌氧消化：采用污泥厌氧消化工艺，产生的沼气应综合利用；厌氧消化后污泥在园林绿化、农业利用前，还应按要求进行无害化处理•高温好氧发酵：利用剪枝、落叶等园林废弃物和砻糠、谷壳、秸杆等农业废弃物作为高温好氧发酵添加的辅助填充料，污泥处理过程中要防止臭气污染污泥以填埋为处置方式时，可采用高温好氧发酵、石灰稳定等方式处理污泥，也可添加粉煤灰和陈化垃圾对污泥进行改性•高温好氧发酵后的污泥含水率应低于40%污泥消化池污泥的厌氧消化混合堆肥：曝气或搅动供氧筛分二次发酵脱水污泥成肥回流调理剂堆肥的基本流程工艺图添加剂污泥的好氧堆肥污泥好氧堆肥污泥的石灰稳定化生石灰贮存料箱给料机粉碎机（可选）风动传送或螺杆输送机脱水污泥生物污泥产品有益回用石灰石贮箱容积式给料机拌合机图污泥石灰稳定化工艺图返回本章污泥以建筑材料综合利用为处置方式时，可采用污泥热干化、污泥焚烧等处理方式污泥热干化：利用污泥厌氧消化过程中产生的沼气热能、垃圾和污泥焚烧余热、发电厂余热或其他余热作为污泥干化处理的热源；不宜采用优质一次能源作为主要干化热源2.6污泥的热处理污泥焚烧：经济较为发达的大中城市，可采用干化焚烧的联用方式，提高污泥的热能利用效率；在有条件的地区，污泥作为低质燃料在火力发电厂焚烧炉、水泥窑或砖窑中混合焚烧污泥焚烧的烟气应进行处理，并满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）等有关规定污泥焚烧的炉渣和除尘设备收集的飞灰应分别收集、储存、运输。对符合要求的炉渣进行综合利用，飞灰需经鉴别后妥善处置焚烧炉大气污染物排放限值1)序号项目单位数值含义限值1烟尘Mg/m3测定均值802烟气黑度林格曼黑度，级测定值2）13一氧化碳Mg/m3小时均值1504氮氧化物Mg/m3小时均值4005二氧化硫Mg/m3小时均值2606氯化氢Mg/m3小时均值757汞Mg/m3测定均值0.28镉Mg/m3测定均值0.19铅Mg/m3测定均值1.610二噁英类NgTED/m3测定均值1.0注：1）本表规定的各项标准限值，均以标准状态下含11%O2的干烟气为参考值换算2）烟气最高黑度时间，在任何1h内累计不得超过5min《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）2.6.1污泥干化技术按热介质与污泥的接触方式分类：直接加热和间接加热按污泥干化设备类型分类直接加热式转鼓、流化床等间接加热式螺旋、圆盘、薄盘等热辐射加热式带式、螺旋式污泥干化中的问题及解决办法污泥黏结问题解决方法：干料返混尾气处理与臭味控制解决方法：气体循环回用设计、设备内部采用适当负压设备安全解决方法：气体循环回用氧气超标保护装置附加氮气保护确保氧气含量＜2%干料返混3污泥处置技术3.1污泥的土地利用3.2污泥的建筑材料综合利用3.3污泥的填埋返回目录综合考虑污泥泥质特征、地理位置、环境条件和经济社会发展水平等因素，因地制宜地确定污泥处置方式污泥处置：指处理后污泥的消纳过程。处置方式污泥土壤表面或土壤中改善土壤条件或提高土壤肥力覆盖、喷洒、注射、合并等方式3.1污泥的土地利用污泥土地利用应符合国家及地方的标准和规定，污泥土地利用主要包括土地改良、园林绿化、农用等投资少、能耗低供给植物养分提高土壤有机质含量改善土壤物理、化学及生物学性质过高的盐分，破坏养分之间平衡，抑制植物对养分的吸收病原微生物和寄生虫卵的危害氮磷等养分造成的污染有机污染物的危害重金属的毒害作用优点缺点3.1.1园林绿化利用污泥用于园林绿化时，泥质应满足《城镇污水处理厂污泥处置-园林绿化用泥质》(CJ248-2007)的规定和有关标准要求污泥必须首先进行稳定化和无害化处理，并根据不同地域的土质和植物习性等，确定合理的施用范围、施用量、施用方法和施用时间理化指标序号控制项目限值1PH6.5~8.5在酸性土壤（PH＜6.5）上5.5~7.8在中碱性土壤（PH≥6.5）上2含水率/%＜40养分指标序号控制项目限值1总养分[总氮（以N计）+总磷（以P2O2计）+总钾（以K2O计）]/%≥32有机质含量/%≥25卫生学指标序号控制项目限值1粪大肠菌群菌值＞0.012蠕虫卵死亡率＞95%《城镇污水处理厂污泥处置-园林绿化用泥质》(CJ248-2007)污染物浓度限值序号控制项目限值在酸性土壤（PH＜6.5）上在中碱性土壤（PH≥6.5）上1总镉/（mg/kg干污泥）＜5＜202总汞/（mg/kg干污泥）＜5＜153总铅/（mg/kg干污泥）＜300＜10004总铬/（mg/kg干污泥）＜600＜10005总砷/（mg/kg干污泥）＜75＜756总镍/（mg/kg干污泥）＜100＜2007总锌/（mg/kg干污泥）＜2000＜40008总铜/（mg/kg干污泥）＜800＜15009硼/（mg/kg干污泥）＜1150＜15010矿物油/（mg/kg干污泥）＜3000＜300011苯并（a）芘/（mg/kg干污泥）＜3＜312多氯代二苯并二噁英/多氯代二苯并呋喃（PCDD/PCDF单位；ng；毒性单位mg/kg干污泥）＜100＜10013可吸附有机卤化物（AOX）（以CL计）/（mg/kg干污泥）＜500＜50014多氯联苯（PCBS）/（mg/kg干污泥）＜0.2＜0.2污泥园林绿化利用时，宜根据污泥使用地点的面积、土壤污染物本底值和植物的需氮量，合理确定污泥使用量污泥园林绿化利用时，应控制污泥中的盐分，避免对园林植物造成损害。污泥施用到绿地后，EC值宜小于1.5mS/cm污泥使用后，有关部门应进行跟踪监测。为了防止对地下水的污染，在地下水水位较高的地点不应使用污泥园林绿化，在饮用水水源保护地带严禁使用污泥园林绿化。3.1.2土地改良利用污泥用于盐碱地、沙化地和废弃矿场等土地改良时，泥质应符合《城镇污水处理厂污泥处置-土地改良泥质》（CJ/T291-2008）的规定应根据当地实际，进行环境影响评价，经有关主管部门批准后实施《城镇污水处理厂污泥处置-土地改良泥质》（CJ/T291-2008）理化指标序号控制项目限值1pH值6.5～102含水率＜65%3臭度＜2级（6级臭度）卫生防疫安全指标序号控制项目限值1类大肠菌群值＞0.012细菌总数＜108MPN/kg干污泥3蛔虫卵死亡率（%）＞95%营养指标序号控制项目限值1总养分[总氮(以N计)+总磷(P2O5计)+总钾(K2O计)]/%≥12有机物含量/%≥10污染物浓度限值序号控制项目限值（mg/kg干污泥）酸性土壤(pH＜6.5)碱性土壤（pH≥6.5）1镉及其化合物（以总镉计）5202汞及其化合物（以总汞计）5153铅及其化合物（以总铅计）30010004铬及其化合物（以总铬计）60010005砷及其化合物（以总砷计）75756硼及其化合物（以总硼计）1001507铜及其化合物（以总铜计）80015008锌及其化合物（以总锌计）200040009镍及其化合物（以总镍计）10020010矿物油3000300011苯并（a）芘3312二恶英类10010013可吸附有机卤化物（AOX）（以Cl-计）50050014多氯联苯0.20.215挥发酚404016总氰化物1010城镇污水处理厂污泥用于土地改良时必须经过稳定化处理在饮水水源保护区和地下