淺談污水處理廠提標(biāo)改造污泥處理工程效益分析

唐立國(guó)(寧安市環(huán)境監(jiān)察大隊(duì) 黑龍江 寧安 157400)

淺談污水處理廠提標(biāo)改造污泥處理工程效益分析

唐立國(guó)(寧安市環(huán)境監(jiān)察大隊(duì) 黑龍江 寧安 157400)

寧安市位于黑龍江省南部，是一座以發(fā)展工業(yè)、旅游為主城市，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)比較溥弱，近兩年發(fā)展較快，根據(jù)寧安市污水處理廠污泥處置的實(shí)際情況，介紹當(dāng)前污水處理廠污泥處置存在的問(wèn)題、處理工藝的選擇、工藝流程，闡述了污泥提標(biāo)改造工程環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相統(tǒng)一。

污水處理廠；改造；污泥處理；效益分析

1 前言

近年來(lái)，隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷進(jìn)步和污水處理行業(yè)的迅速發(fā)展，污水處理量和污泥產(chǎn)出量逐年上升，成為了污水處理廠水質(zhì)凈化、避免二次污染方面的重要難題。同時(shí)，當(dāng)前社會(huì)對(duì)污泥直接填埋造成的對(duì)地下水資源、生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境的影響已經(jīng)越來(lái)越重視，已經(jīng)到了非解決不可的地步。

寧安市污水處理得到迅速發(fā)展，已建污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)到2.0×104m3/d，遠(yuǎn)期將擴(kuò)至4.0×104m3/d。目前總運(yùn)行水量約2×104m3/d，現(xiàn)產(chǎn)泥量約20m3/d(含水率80％)，預(yù)計(jì)污水廠遠(yuǎn)期建設(shè)投入運(yùn)行時(shí)的產(chǎn)泥量將達(dá)到40m3/d(含水率80％)。

我市垃圾填埋場(chǎng)一方面是庫(kù)容基本飽和，一方面是由于含水率較高，堆積起來(lái)容易軟化塌方，推土機(jī)作業(yè)時(shí)也容易出事，導(dǎo)致安全事故。為了解決污泥填埋帶來(lái)的二次污染問(wèn)題，龍江環(huán)保集團(tuán)股份有限公司投資1762.29萬(wàn)元，對(duì)寧安市污水處理廠產(chǎn)生的污泥進(jìn)行提標(biāo)改造，建設(shè)處理污泥量為40m3/d(含水率80％)，將污泥的含水率80％降至含水率60％以下，達(dá)到國(guó)家規(guī)范處置要求。

2 寧安市污泥處理現(xiàn)狀

2.1 寧安污水廠污泥系統(tǒng)現(xiàn)狀

寧安市污水處理廠現(xiàn)有污泥系統(tǒng)采用機(jī)械濃縮脫水的處理工藝，其工藝流程如圖1。

圖1 污水廠污泥系統(tǒng)工藝流程圖

目前，寧安市污水處理廠實(shí)際進(jìn)水量約為2.0萬(wàn)m3/d，污泥產(chǎn)量為20m3/d(含水率80％)，由于污水處理廠無(wú)其他污泥處理設(shè)施，只能將污泥運(yùn)至現(xiàn)有的垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋。

2.2 存在問(wèn)題

(1)污泥含水率80％，已不符合國(guó)家關(guān)于污泥進(jìn)入填埋場(chǎng)的有關(guān)規(guī)定；

(2)在污泥填埋過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備無(wú)法在污泥表面進(jìn)行壓實(shí)、覆蓋等工作，

因此，污泥基本上露天堆放在填埋場(chǎng)，散發(fā)出的惡臭給大氣造成污染；

(3)由于無(wú)法對(duì)污泥進(jìn)行壓實(shí)，其表面非常疏松，加上滅蠅人員無(wú)法在其

表面進(jìn)行消殺工作，污泥成了蒼蠅孳生的場(chǎng)所，導(dǎo)致填埋場(chǎng)蒼蠅大量繁殖，影響周邊的衛(wèi)生環(huán)境。

(4)由于污泥的流動(dòng)性大，易于侵入垃圾填埋體，加上污泥的潤(rùn)滑作用，

會(huì)減少垃圾填埋體的摩擦角，導(dǎo)致垃圾體的失穩(wěn)和滑移，不利于填埋場(chǎng)的運(yùn)行和管理。

3 國(guó)家政策對(duì)污泥處置要求

根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策》(試行)的規(guī)定，城鎮(zhèn)污水處理廠在建設(shè)時(shí)，其污泥處理必須滿足污泥處置的要求，污泥處理處置的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化和無(wú)害化；鼓勵(lì)回收和利用污泥中的能源和資源。

根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 混合填埋用泥質(zhì)》(GBT 23485-2009)，污泥用于混合填埋時(shí)，污泥含水率應(yīng)小于60％。

根據(jù)《關(guān)于開(kāi)展全省城鎮(zhèn)污泥處理廠建設(shè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查工作的通知》黑建城〔2013〕32號(hào)，寧安市污水處理廠的現(xiàn)有污泥處理設(shè)施只能使污泥含水率達(dá)到80％，不能滿足常規(guī)的混合填埋的處置要求，根據(jù)國(guó)家政策對(duì)污泥處置提出的要求，污水處理廠的現(xiàn)有污泥需要進(jìn)一步處理。

4 工藝方案簡(jiǎn)述

4.1 工藝方案比選

根據(jù)本項(xiàng)目的要求，污泥處理處置工藝必須選用工藝可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝，減少不必要的工程投資。

4.1.1 方案一：污泥高溫好氧發(fā)酵工藝

污泥高溫好氧發(fā)酵，通常是指在高溫好氧條件下，通過(guò)好氧微生物的生物代謝作用，使污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過(guò)程。代謝過(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生熱量，可使堆料層溫度升高至55℃以上，能夠有效殺滅病源菌、寄生蟲(chóng)卵和雜草種籽，并使水分蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無(wú)害化、減量化。經(jīng)過(guò)好氧發(fā)酵的污泥其含水率可降至40％左右，對(duì)脫水后污泥可實(shí)現(xiàn)達(dá)60％左右的減量。在污泥中重金屬等有毒、有害物質(zhì)不超標(biāo)的前提下，一般可做為有機(jī)農(nóng)肥使用，目前在國(guó)內(nèi)外已有較多成功運(yùn)行的工程案例。

污泥好氧發(fā)酵通常包括前處理、好氧發(fā)酵、后處理和貯存等過(guò)程。前處理包括破碎、混合、含水率和碳氮比的調(diào)整、進(jìn)料；后處理主要包括破碎和篩分，發(fā)酵產(chǎn)物加工(干燥和造粒)和存儲(chǔ)等。發(fā)酵反應(yīng)系統(tǒng)是污泥好氧發(fā)酵工藝的核心，可根據(jù)工藝類(lèi)型、物料運(yùn)行方式、供氧方式的適用條件，進(jìn)行合理的選擇使用，靈活搭配構(gòu)成各種不同的工藝流程。按好氧發(fā)酵工藝類(lèi)型分為一步發(fā)酵工藝和二步發(fā)酵工藝；按物料在發(fā)酵過(guò)程中運(yùn)行方式分為靜態(tài)發(fā)酵，動(dòng)態(tài)發(fā)酵，間歇?jiǎng)討B(tài)發(fā)酵；按發(fā)酵堆體結(jié)構(gòu)形式主要分為條垛式和發(fā)酵池式。污泥好氧發(fā)酵的供氧方式有自然通風(fēng)、強(qiáng)制通風(fēng)、強(qiáng)制抽風(fēng)、翻堆、強(qiáng)制通風(fēng)加翻堆。好氧發(fā)酵的主要工藝設(shè)備包括：混合—破碎設(shè)備、輸送—鋪料設(shè)備、翻拋設(shè)備、出料設(shè)備、供氧設(shè)備、監(jiān)測(cè)儀表、自控系統(tǒng)等，新型好氧發(fā)酵工藝還包括膜覆蓋系統(tǒng)。

污泥好氧發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生惡臭氣體、粉塵及滲濾液等二次污染物質(zhì)，必需對(duì)此進(jìn)行控制和處置，同時(shí)，翻拋設(shè)備噪聲、室內(nèi)高溫、高濕和蚊蠅等，也對(duì)工作環(huán)境和運(yùn)行設(shè)備使用壽命產(chǎn)生不利影響，且好氧發(fā)酵工藝較其它污泥處理處置工藝占地面積大。

4.1.2 方案二：深度脫水工藝

污泥深度脫水目前一般采用板框壓濾機(jī)，在污泥進(jìn)行機(jī)械脫水前，通常需要加入一定量的調(diào)理劑以改變污泥的脫水性能。調(diào)理劑為一些無(wú)機(jī)鹽類(lèi)如鐵鹽、鋁鹽、石灰等，然后將混合物泵入壓濾系統(tǒng)，通過(guò)壓濾進(jìn)行深度脫水，使污泥含水率降至60％以下，以便于后續(xù)干化或資源化利用。

深度脫水工藝系統(tǒng)主要由輸送系統(tǒng)(包括濕泥和成品污泥輸送)、調(diào)理劑倉(cāng)儲(chǔ)與計(jì)量給藥系統(tǒng)(含其它調(diào)理劑)、污泥脫水系統(tǒng)、混合反應(yīng)系統(tǒng)、廢氣收集及處理系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)儀表、自控系統(tǒng)等組成。

由于污泥深度工藝占地面積小、工程投資及運(yùn)行成本相對(duì)較低、可與污水廠平面布置和污水處理工藝相協(xié)調(diào)。

表1 表1污泥處理處置工藝方案比較

根據(jù)上述比較方案，方案一污泥高溫發(fā)酵工藝處理后產(chǎn)品污泥可作為土地利用，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，在大面積的林地施肥上，樹(shù)木生長(zhǎng)的最佳投放量是90t/ha。在松樹(shù)、橡樹(shù)和黃楊樹(shù)等林地上，污泥處理后的產(chǎn)品的施用量為60～90t/ha，由于本工程處理成品污泥約為10t，產(chǎn)量小，而且采用該工藝投資及運(yùn)行成本過(guò)高，并不適合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。

方案二深度脫水工藝后的污泥含水率為60％，可以送至垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行混合填埋，采用該工藝投資及運(yùn)行成本較低，且寧安市于2013年4月建成的寧安市生活垃圾處理二期工程，總庫(kù)容113萬(wàn)m3，可以容納本工程處理后的污泥。

因此，本工程推薦方案二，深度脫水工藝作為本工程的推薦方案。

4.2 工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容

寧安污水處理廠的污泥含水率為99.2％的污泥先通過(guò)污泥濃縮間，將污泥含水率降至97％左右，之后進(jìn)入污泥貯池，再進(jìn)入污泥調(diào)理池并投加生石灰及三氯化鐵藥液對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理，最后進(jìn)入污泥深度處理間的板框壓濾機(jī)的擠壓使含水率降至60％以下，達(dá)到污泥送入垃圾場(chǎng)填埋的要求。

圖2 工藝流程及產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)圖

5 環(huán)境效益

寧安市污水處理廠污泥提標(biāo)改造工程的建設(shè)，減少了污泥對(duì)環(huán)境和人民群眾健康的危害，解決了污泥填埋對(duì)地下水污染問(wèn)題，改善和提高了寧安市整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，切實(shí)實(shí)現(xiàn)了污泥無(wú)害化處置。

綜上所述，本工程建設(shè)有力地促進(jìn)寧安市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，同時(shí)，也為我省縣級(jí)城市解決污水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥二次污染問(wèn)題起到了積極地引領(lǐng)作用，真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相統(tǒng)一。

〔1〕哈爾濱鐵路局環(huán)境保護(hù)公司.寧安市污泥處理工程建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告表.2015年.

〔2〕中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究總院.寧安市污水處理廠提標(biāo)改造污泥處理工程可行性研究報(bào)告.2014年.

Benefit Analysis of Sewage Treatment Plant Upgrading and Sludge Treatment Project

TangLiguo(Environmental Supervision Branch of NingAn City NingAn HeiLongjiang 157400)

The paper introduces actual situation of sludge treatment of sewage treatment plant in NingAn city，discusses problems in sludge disposal and sludge treatment process selection and analyses environmental benefits，economic benefits and social benefits of upgrading and reconstruction of sludge treatment.

Sewage treatment plant Renovation Sludge treatment Benefit analysis

X703

A

1674-263X(2016)04-0053-03

2016-12-06

唐立國(guó)(1977-)，女，本科，高級(jí)工程師，從事環(huán)境監(jiān)察大隊(duì)。