某城市污水廠污泥處置的工藝設(shè)計(jì)

孫英平

摘 要：根據(jù)某縣污水廠污泥泥質(zhì)特點(diǎn)，確定采用“好氧發(fā)酵（槽式）+土地利用”的處理工藝。詳細(xì)介紹了處理工藝的比選、流程、和各處理單元的工程設(shè)計(jì)參數(shù)。

關(guān)鍵詞：污泥處置;物料平衡;好氧發(fā)酵（槽式）;土地利用

1 工程概況

某縣主要位于山東省北部，該縣污水處理廠位于中心街與北環(huán)路交界處以西的平坦開闊地帶，一期處理能力為6萬m³/d，采用改良型A2/O工藝，二期處理能力為8萬m³/d，采用A+A2/O工藝，污水廠處理總規(guī)模為14萬噸/天。

該污水處理廠現(xiàn)狀污水、污泥的處理流程如下：

一期工程：

污水 → 粗格柵 → 提升泵池 → 細(xì)格柵 → 旋流沉砂池 → A²/O池 →二沉池 → 深度處理系統(tǒng)

二期工程：

污水 → 粗格柵 → 提升泵池 → 細(xì)格柵 → 曝氣沉砂池 → A+A²/O氧化溝 →二沉池 →深度處理系統(tǒng)

深度處理工程：

二級處理出水→ 二次提升泵池→網(wǎng)格絮凝斜板沉淀池→V型濾池→消毒池 → 排放或回用

污泥處理工程：

生化池及深度處理污泥→ 污泥濃縮池 →污泥均質(zhì)池→ 污泥脫水機(jī)房 → 污泥外運(yùn)簡單堆置

2 工藝方案的選擇

2.1污水廠現(xiàn)狀污泥存在的問題

近一年，該污水處理廠脫水污泥日總產(chǎn)量在40-45噸（含水率80%），全部由周邊農(nóng)戶運(yùn)走后堆肥使用，不僅堆肥質(zhì)量難以控制，而且堆肥產(chǎn)品檢測不完善，用途難以控制，重金屬等有害物質(zhì)可能進(jìn)入食物鏈，對人類生活產(chǎn)生潛在威脅。

2.2 污水廠污泥泥質(zhì)

該縣污水處理廠脫水污泥，檢測數(shù)據(jù)對比《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)GB/T23486-2009》，污泥重金屬含量及其他指標(biāo)均符合園林綠化泥質(zhì)中堿性土壤標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 工藝方案的比較及確定

本文選取污泥干化焚燒工藝和污泥堆肥（好氧發(fā)酵）工藝這兩種常用的污泥處置工藝進(jìn)行比選，通過工藝對比，污泥干化焚燒的直接投資高，同時(shí)需增加的設(shè)備多，管理難度大，因此本次設(shè)計(jì)選用污泥堆肥（好氧發(fā)酵）工藝。

三個(gè)方案的經(jīng)濟(jì)進(jìn)行靜態(tài)比較，從經(jīng)濟(jì)角度表明槽式高溫好氧發(fā)酵工藝比條垛式翻拋高溫好氧發(fā)酵工藝和轉(zhuǎn)筒式高溫好氧發(fā)酵工藝更優(yōu)，因此，本工程采取污泥處理的工藝為槽式高溫好氧發(fā)酵工藝。

根據(jù)該縣園林部分提供的協(xié)議，本次堆肥產(chǎn)物用于園林綠化，因?yàn)閳@林綠化存在季節(jié)性，因此本次倉庫存放時(shí)間為20天。另外，根據(jù)生活垃圾填埋場提供的證明，應(yīng)急情況下，堆肥產(chǎn)物可以進(jìn)入生活垃圾填埋場填埋處置。堆肥后污泥泥質(zhì)要符合 《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》（CJ248-2007）。

綜上所述，本項(xiàng)目推薦采用的技術(shù)路線為：好氧發(fā)酵（槽式）+土地利用。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 工藝流程及物料平衡

本項(xiàng)目工藝流程如圖1 所示。主要包括以下幾個(gè)部分：

3.1.1 按照麥秸（含水率10%，碳氮比97：1）18噸，脫水污泥（含水率80%，碳氮比9.5：1）80噸，回流物料（含水率40%）30噸的比例進(jìn)行混合，混合后污泥量128噸，含水率60%，碳氮比25：1，混合后的物料進(jìn)入發(fā)酵槽，每天物料使用1個(gè)發(fā)酵槽，共配置18個(gè)發(fā)酵槽。

3.1.2 在發(fā)酵槽底部強(qiáng)制通風(fēng)使物料充分供氧，促進(jìn)堆體中嗜高溫好氧微生物的快速生長和繁殖，加速有機(jī)物料的發(fā)酵和迅速分解，使堆體在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到衛(wèi)生化、無害化所需溫度，并維持國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定所需時(shí)間，同時(shí)通過均翻機(jī)攪拌使其均勻發(fā)酵的同時(shí)加速水分的散發(fā)，并且推動(dòng)物料向發(fā)酵槽出料端移動(dòng)。

3.1.3 經(jīng)高溫好氧發(fā)酵處理后的污泥含水率降至40%以下，一部分回流做為調(diào)理劑與污泥混合后繼續(xù)進(jìn)槽內(nèi)發(fā)酵，一部分經(jīng)7～15天的后熟堆置達(dá)到穩(wěn)定后做為堆肥產(chǎn)品施用。該方案的工藝流程及物料平衡圖如下：

如圖2所示，本項(xiàng)目日處理含水率80%的脫水污泥80噸，添加40%含水率的回流物料30噸和10%含水率的干物料18噸，混合后的物料為含水率60%左右的初始發(fā)酵物料128噸左右，經(jīng)好氧發(fā)酵處理后有機(jī)物被微生物降解，水分大量蒸發(fā)，產(chǎn)出含水率40%左右的干化污泥79.5噸左右，其中回流物料30噸，后熟后產(chǎn)出含水率40%堆肥產(chǎn)品約49噸。按年365天計(jì)算，年產(chǎn)堆肥產(chǎn)品17885噸。

3.2 好氧發(fā)酵工藝設(shè)計(jì)

3.2.1 發(fā)酵車間

發(fā)酵車間是整個(gè)好氧發(fā)酵工藝的核心部分，完成混合污泥的堆肥發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間16-18d。

本工程設(shè)置1座污泥發(fā)酵車間，平面尺寸為：98m×38.5m，H=5m。分堆肥發(fā)酵區(qū)、風(fēng)機(jī)房2個(gè)主要功能區(qū)。污泥發(fā)酵車間設(shè)置18個(gè)堆肥發(fā)酵槽，每個(gè)發(fā)酵槽的尺寸為：25×5×2.2（高）m。物料堆高1.8m。

污泥發(fā)酵車間設(shè)均翻機(jī)（含移動(dòng)車）1臺，單臺設(shè)計(jì)能力Q=1200m³/h，N=112kW。羅茨風(fēng)機(jī)8臺，6用2備，單臺參數(shù)Q=68m³/min，La=9.8kPa，N=18.5kW。裝載機(jī)2臺。

3.2.2 混料倉

料倉坑：18×4×3.5m

混料機(jī)1 臺，單臺設(shè)計(jì)能力Q=90m³/h，N=22kW。料倉2個(gè)，單個(gè)容積40m³，配置滑架、預(yù)壓螺旋，N=1.5kW。進(jìn)料水平皮帶機(jī)：Q=90t/h，B=500mm，L=10m，N=2.2kW。進(jìn)料傾斜皮帶機(jī)：Q=90t/h，B=500mm，L=15m，N=3.7kW?；炝蠙C(jī)出料傾斜皮帶機(jī)，單臺設(shè)計(jì)能力Q=90t/h，B=500mm，L=15m，N=3.7kW。

3.2.3 污泥后熟車間

污泥后熟車間平面尺寸為：38.5m×25m，H=5m。

3.2.4 秸稈車間

秸稈考慮5個(gè)月的存儲時(shí)間，堆高3.5m，平面尺寸40×30m，層高5.0m。

3.2.5 除臭濾池

在污泥高溫好氧發(fā)酵過程中，會(huì)產(chǎn)生臭氣，主要是NH3、H2S等有害氣體。設(shè)置土壤除臭濾池1座，占地面積30×30m。

生物土壤濾料，高度為1.5m，總體積1350m³。

配置離心風(fēng)機(jī)3臺，2用1備，單臺參數(shù)Q=50000m3/min，La=2.5kPa，N=55kW。

3.2.6 其他

本工程同時(shí)設(shè)置變配電室和辦公室1座。

參考文獻(xiàn)：

[1]余杰， 田寧寧， 王凱軍等.中國城市污水處理廠污泥處理、處置問題探討分析[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)， 2007，1 （ 1） ： 82-86.

[2]李建洋， 賈建偉， 王 磊等. 某城市污水處理廠污泥處理工藝選擇[J].中國給水排水， 2014， 30（20） ：69-82.