国产三级日本三级韩国三级韩级_中出受孕 中文字幕在线_国产亚洲现在一区二区中文_日本特黄天天看特色大片

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì) 二〇一一年三月

前 言

近年來，在國家節(jié)能減排和積極的財(cái)政政策作用下，城鎮(zhèn)污水處理得到迅速發(fā)展，城鎮(zhèn) 水環(huán)境治理取得顯著成效。但是必須看到，城鎮(zhèn)污水處理過程產(chǎn)生的大量污泥還未普遍得到有效處理處置。這些污泥非常容易對地下水、土壤等造成二次污染，成為環(huán)境安全和公眾健康的威脅，影響國家節(jié)能減排戰(zhàn)略實(shí)施的積極效果。因此，污泥處理處置作為我國城鎮(zhèn)減排的重要內(nèi)容，必須采取有效措施，切實(shí)推進(jìn)技術(shù)和工程措施的落實(shí)，滿足我國節(jié)能減排戰(zhàn)略實(shí)施的總體要求。

為指導(dǎo)各地城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置設(shè)施的建設(shè)，按照無害化、資源化與低碳節(jié)能 相結(jié)合的原則，因地制宜地科學(xué)選擇技術(shù)路線和建設(shè)方案，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展和改革委員會(huì)共同組織編制了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南（試行）》。

本指南編制依據(jù)國家和行業(yè)相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，總結(jié)了近年來我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究成果，借鑒了國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在編制過程中廣泛地征求了有關(guān)方面的意見，對主要問題開展了專題論證，對具體內(nèi)容進(jìn)行了反復(fù)討論和修改。本指南的主要內(nèi)容包括：總則、污泥的來源與性質(zhì)、污泥處理處置的技術(shù)路線與方案選擇、污泥處理的單元技術(shù)、污泥處置方式及相關(guān)技術(shù)、應(yīng)急處置與風(fēng)險(xiǎn)管理。 本指南由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心負(fù)責(zé)技術(shù)解釋。請各單位在使用過程中，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出意見和建議。

第一章 總 則

1  編制目的

為落實(shí)《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）》，指導(dǎo)全國城鎮(zhèn) 污水處理廠污泥處理處置設(shè)施更加合理地進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)，為污泥處理處置技術(shù)方案選擇提供 依據(jù)，不斷提高污泥處理處置的管理水平，防止對環(huán)境安全和公眾健康造成危害，依據(jù)國家 和行業(yè)相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，編制本指南。

2  適用范圍

本指南適用于城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)方案選擇及全過程的管理，指導(dǎo)污泥處 理處置設(shè)施的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、環(huán)評、建設(shè)、驗(yàn)收、運(yùn)營和管理。

3  指導(dǎo)思想

本指南的指導(dǎo)思想是針對國內(nèi)污泥處理處置的實(shí)際需求，結(jié)合我國相關(guān)政策的要求和現(xiàn) 有污泥處理處置設(shè)施的運(yùn)行實(shí)踐，借鑒國際上污泥處理處置的成功經(jīng)驗(yàn)，按照安全環(huán)保、循 環(huán)利用、因地制宜等重要原則，科學(xué)確定污泥處理處置設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)和管理的技術(shù)要求。

4  規(guī)劃建設(shè)的基本原則

城鎮(zhèn)污水處理廠在新建、改建和擴(kuò)建時(shí)，污泥處理處置設(shè)施的建設(shè)應(yīng)執(zhí)行“三同時(shí)”原 則，即與污水處理設(shè)施同時(shí)規(guī)劃、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投入運(yùn)行。

應(yīng)根據(jù)污泥特性選擇合理的污泥處置方式。污泥處理設(shè)施的工藝及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)必須滿足處 置方式的要求。

5  過程管理的基本原則

污泥處理處置應(yīng)進(jìn)行全過程管理與控制。 工業(yè)廢水排入市政污水管網(wǎng)前必須按規(guī)定進(jìn)行廠內(nèi)預(yù)處理，使有毒有害物質(zhì)達(dá)到國家、

行業(yè)或者地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。污泥處理處置應(yīng)根據(jù)污泥最終安全處置要求，采取必要的工

藝技術(shù)措施，強(qiáng)化有毒有害物質(zhì)的去除，并防止二次污染的產(chǎn)生。污泥處理處置運(yùn)營單位應(yīng) 建立完善的檢測、記錄、存檔和報(bào)告制度；對處理處置后的污泥及其副產(chǎn)物的去向、用途、 用量等進(jìn)行跟蹤、記錄和報(bào)告。

1

第二章   污泥的來源與性質(zhì)

1  污泥的產(chǎn)生

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥是污水處理的產(chǎn)物，主要來源于初次沉淀池、二次沉淀池等工藝環(huán) 節(jié)。每萬 m3 污水經(jīng)處理后污泥產(chǎn)生量（按含水率 80%計(jì)）一般約為 5~10 t，具體產(chǎn)量取決于 排水體制、進(jìn)水水質(zhì)、污水及污泥處理工藝等因素。

2  污泥的性質(zhì)

污泥性質(zhì)主要包括物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)等方面，污泥性質(zhì)是選擇污泥處理 處置工藝的重要依據(jù)。

2.1  物理性質(zhì) 污泥的物理性質(zhì)主要有含水率、比阻等指標(biāo)。

含水率是指污泥中所含水分的質(zhì)量與污泥質(zhì)量之比。初沉污泥的含水率通常為 97％~98％；

活性污泥的含水率通常為 99.2％~99.8％；污泥經(jīng)濃縮之后，含水率通常為 94％~96％；經(jīng)脫 水之后，可使含水率降低到 80%左右。

污泥比阻為單位過濾面積上，過濾單位質(zhì)量的干固體所受到的阻力，其單位為 m/kg。通 常，初沉污泥 20~60×1012  m/kg，活性污泥比阻為 100~300×1012  m/kg，厭氧消化污泥比阻為40~80×1012  m/kg。一般來說，比阻小于 1×1011  m/kg 的污泥易于脫水，大于 1×1013 m/kg的污泥難以脫水。機(jī)械脫水前應(yīng)進(jìn)行污泥的調(diào)理，以降低比阻。

2.2  化學(xué)性質(zhì) 污泥化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜，影響污泥處理處置技術(shù)方案選擇的主要因素，包括揮發(fā)分、植物營養(yǎng)成分、熱值、重金屬含量等。 揮發(fā)分是污泥最重要的化學(xué)性質(zhì)，決定了污泥的熱值與可消化性。一般情況下，初沉污泥揮發(fā)性固體的比例為 50％~70％，活性污泥為60％~85％，經(jīng)厭氧消化后的污泥為 30％~50％。污泥的植物營養(yǎng)成分主要取決于污水水質(zhì)及其處理工藝。我國污水處理廠污泥中植物營養(yǎng)成分總體狀況，見表 2-1。

表 2-1 我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的植物營養(yǎng)成分（以干污泥計(jì)）（%）

2

污泥的熱值與污水水質(zhì)、排水體制、污水及污泥處理工藝有關(guān)。各類污泥的熱值，見表

2-2。

表 2-2 各類污泥的熱值

污泥中的有毒有害物質(zhì)主要指重金屬和持久性有機(jī)物等物質(zhì)。我國 2006 年 140 個(gè)城鎮(zhèn)

污水處理廠污泥中重金屬含量，見表 2-3。

表 2-3 我國 2006 年 140 個(gè)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中重金屬含量單位：mg/kg（干污泥）

2.3 衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)

衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)主要包括細(xì)菌總數(shù)、糞大腸菌群數(shù)、寄生蟲卵含量等。 初沉污泥、活性污泥及消化污泥中細(xì)菌、糞大腸菌群及寄生蟲卵的一般數(shù)量見，表 2-4。

表 2-4 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中細(xì)菌與寄生蟲卵均值表（以干污泥計(jì)）

第三章   污泥處理處置的技術(shù)路線與方案選擇

第一節(jié)    國內(nèi)外污泥處理處置的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1 國外污泥處理處置的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

發(fā)達(dá)國家經(jīng)幾十年的發(fā)展，污泥處理處置技術(shù)路線已相對成熟，相關(guān)的法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范已比較完善。

歐洲污泥處置最初的主要方式是填埋和土地利用。二十世紀(jì)90年代以來，可供填埋的場 地越來越少，污泥處理處置的壓力越來越大，歐洲建設(shè)了一大批污泥干化焚燒設(shè)施。由于污 泥干化焚燒投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，同時(shí)污泥中有害成分又逐步減少，使污泥土地利用重新受 到重視，成為污泥處置方案的重要選擇。近幾年總的趨勢是土地利用的比例越來越高，歐盟 及絕大部分歐洲國家越來越支持污泥的土地利用。目前，德國、英國和法國每年產(chǎn)生的污泥

（干重）分別為220萬t、120萬t和85萬t，作為農(nóng)用方向土地利用的比例分別已達(dá)到40%、60%和60%。北美地區(qū)雖然土地資源充足，但衛(wèi)生填埋總體較少，污泥處理處置的技術(shù)路線一直是農(nóng)用為主，且為污泥農(nóng)用做了大量安全性評價(jià)工作。目前，美國16000座污水處理廠年產(chǎn)710萬t 污泥（干重）中約60%經(jīng)厭氧消化或好氧發(fā)酵處理成生物固體，用做農(nóng)田肥料。另外，有17% 填埋，20%焚燒，3%用于礦山恢復(fù)的覆蓋。

日本由于土地限制，污泥處理處置的主要技術(shù)路線是焚燒后建材利用為主，農(nóng)用與填埋 為輔。近年來，日本開始調(diào)整原有的技術(shù)路線，更加注重污泥的生物質(zhì)利用，逐步減少焚燒 的比例。

綜上，歐美國家目前比較明確的將土地利用作為污泥處置的主要方式和鼓勵(lì)方向。土地 利用主要包括三個(gè)方面：一是作為農(nóng)作物、牧場草地肥料的農(nóng)用；二是作為林地、園林綠化 肥料的林用；三是作為沙荒地、鹽堿地、廢棄礦區(qū)改良基質(zhì)的土壤改良。由于運(yùn)輸距離、操 作難度等客觀因素，污泥農(nóng)用量又遠(yuǎn)高于林用和土壤改良。另外，歐美普遍采用厭氧消化和 好氧發(fā)酵技術(shù)對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化和無害化處理。其中50%以上的污泥都經(jīng)過了厭氧消化處理。 美國還另外建設(shè)了700多套好氧發(fā)酵處理設(shè)施。污泥的厭氧消化或好氧發(fā)酵為污泥的土地利 用，尤其是農(nóng)用提供了較好的基礎(chǔ)。

2 中國污泥處理處置現(xiàn)狀

隨著我國城鎮(zhèn)污水處理率的不斷提高，城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)量也急劇增加。2009 年，

全國投入運(yùn)行的城鎮(zhèn)污水處理廠 1992 座，處理污水量 280 億 m3，產(chǎn)生含水率 80%的污泥約

2005 萬 t。隨著城鎮(zhèn)化水平和污水處理量的增加，污泥量將很快突破 3000 萬 t。據(jù)不完全統(tǒng) 計(jì)，目前全國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥只有小部分進(jìn)行衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒和建材利用等， 而大部分未進(jìn)行規(guī)范化的處理處置。污泥含有病原體、重金屬和持久性有機(jī)物等有毒有害物 質(zhì)，未經(jīng)有效處理處置，極易對地下水、土壤等造成二次污染，直接威脅環(huán)境安全和公眾健 康，使污水處理設(shè)施的環(huán)境效益大大降低。

第二節(jié)    污泥處理處置的原則與基本要求

1 污泥處理處置的原則

按照《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）的要求，參考國內(nèi)外 的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，我國污泥處理處置應(yīng)符合“安全環(huán)保、循環(huán)利用、節(jié)能降耗、因地制宜、穩(wěn)妥 可靠”的原則。

安全環(huán)保是污泥處理處置必須堅(jiān)持的基本要求。污泥中含有病原體、重金屬和持久性有

機(jī)物等有毒有害物質(zhì)，在進(jìn)行污泥處理處置時(shí)，應(yīng)對所選擇的處理處置方式，根據(jù)必須達(dá)到 的污染控制標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行環(huán)境安全性評價(jià)，并采取相應(yīng)的污染控制措施，確保公眾健康與環(huán)境 安全。

循環(huán)利用是污泥處理處置時(shí)應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)的重要目標(biāo)。污泥的循環(huán)利用體現(xiàn)在污泥處理處 置過程中充分利用污泥中所含有的有機(jī)質(zhì)、各種營養(yǎng)元素和能量。污泥循環(huán)利用，一是土地利用，將污泥中的有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)元素補(bǔ)充到土地；二是通過厭氧消化或焚燒等技術(shù)回收污泥中的能量。

節(jié)能降耗是污泥處理處置應(yīng)充分考慮的重要因素。應(yīng)避免采用消耗大量的優(yōu)質(zhì)清潔能源、 物料和土地資源的處理處置技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)污泥低碳處理處置。鼓勵(lì)利用污泥厭氧消化過程中 產(chǎn)生的沼氣熱能、垃圾和污泥焚燒余熱、發(fā)電廠余熱或其他余熱作為污泥處理處置的熱源。因地制宜是污泥處理處置方案比選決策的基本前提。應(yīng)綜合考慮污泥泥質(zhì)特征及未來的 變化、當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源及特征、可利用的水泥廠或熱電廠等工業(yè)窯爐狀況、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水

平等因素，確定本地區(qū)的污泥處理處置技術(shù)路線和方案。 穩(wěn)妥可靠是污泥處理處置貫穿始終的必需條件。在選擇處理處置方案時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用先進(jìn)成熟的技術(shù)。對于研發(fā)中的新技術(shù)，應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的評價(jià)、生產(chǎn)性應(yīng)用以及工程示范，確認(rèn)可靠后方可采用；在制訂污泥處理處置規(guī)劃方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)污泥處理處置階段性特點(diǎn)，同時(shí)考慮應(yīng)急性、階段性和永久性三種方案，最終應(yīng)保證永久性方案的實(shí)現(xiàn)；在永久方案完成前， 可把充分利用其他行業(yè)資源進(jìn)行污泥處理處置作為階段性方案，并應(yīng)具有應(yīng)急的處理處置方 案，防止污泥隨意棄置，保證環(huán)境安全。

2 污泥處理處置設(shè)施規(guī)劃建設(shè)的基本要求

污泥處理處置設(shè)施建設(shè)應(yīng)首先編制污泥處理處置規(guī)劃。污泥處理處置規(guī)劃應(yīng)與本地區(qū)的 土地利用、環(huán)境衛(wèi)生、園林綠化、生態(tài)保護(hù)、水資源保護(hù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等有關(guān)專業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)， 符合城鄉(xiāng)建設(shè)總體規(guī)劃，并納入城鎮(zhèn)排水或污水處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃。污泥處理處置設(shè)施應(yīng)與 城鎮(zhèn)污水處理廠同時(shí)規(guī)劃、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投入運(yùn)行。

污泥處理處置應(yīng)包括處理與處置兩個(gè)階段。處理主要是指對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化、減量化和 無害化處理的過程。處置是指對處理后污泥進(jìn)行消納的過程。污泥處理設(shè)施的方案選擇及規(guī) 劃建設(shè)應(yīng)滿足處置方式的要求。在一定的范圍內(nèi)，污泥的穩(wěn)定化、減量化和無害化等處理設(shè) 施宜相對集中設(shè)置，污泥處置方式可適當(dāng)多樣。污泥處理處置設(shè)施的選址，應(yīng)與水源地、自 然保護(hù)區(qū)、人口居住區(qū)、公共設(shè)施等保持足夠的安全距離。

應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)排水或污水處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃，結(jié)合現(xiàn)有污水處理廠的運(yùn)行資料，確定并預(yù) 測污泥的泥量與泥質(zhì)，作為合理確定污泥處理處置設(shè)施建設(shè)規(guī)模與技術(shù)路線的依據(jù)。必要時(shí)， 還應(yīng)在污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)開展污染源調(diào)查、分析未來城鎮(zhèn)建設(shè)以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化趨勢， 更加準(zhǔn)確地掌握泥量和泥質(zhì)資料。

污泥處理處置設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)視當(dāng)?shù)氐木唧w情況和所確定的應(yīng)急方案、階段性方案和 永久性方案制定具體的實(shí)施方案，并處理好三種方案的銜接，同時(shí)應(yīng)加快永久性方案的實(shí)施。 污泥處理處置設(shè)施還應(yīng)預(yù)先規(guī)劃備用方案，以保證污泥的穩(wěn)定處理與處置，應(yīng)急處理處置方 案可視情況作為備用方案。利用其他行業(yè)資源確定的污泥處理處置方案宜作為階段性方案， 不宜作為永久性方案。

污泥處理處置應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求，建設(shè)必要的中轉(zhuǎn)和儲(chǔ)存設(shè)施。污泥中轉(zhuǎn)和儲(chǔ)存設(shè)施的建

設(shè)應(yīng)符合《城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 27 等規(guī)定。 污泥處理處置設(shè)施建設(shè)時(shí)，相應(yīng)安全設(shè)施的建設(shè)也必須執(zhí)行同時(shí)規(guī)劃、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)

投入的原則，確保污泥處理處置設(shè)施的安全運(yùn)行。 污泥處理設(shè)施的工藝及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足相應(yīng)污泥處置方式的要求。污泥處理設(shè)施尚未滿

足污泥處置要求的，應(yīng)加快改造，確保污泥安全處置。

6

3 污泥處理處置過程管理的基本要求

污泥處理處置應(yīng)執(zhí)行全過程管理與控制原則。應(yīng)從源頭開始制定全過程的污染物控制計(jì) 劃，包括工業(yè)清潔生產(chǎn)、廠內(nèi)污染物預(yù)處理、污泥處理處置工藝的強(qiáng)化等環(huán)節(jié)，加強(qiáng)污染物 總量控制。

工業(yè)廢水排入市政污水管網(wǎng)前必須按規(guī)定進(jìn)行廠內(nèi)預(yù)處理，使有毒有害物質(zhì)達(dá)到國家、 行業(yè)或者地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

在污泥處理處置過程中，可采用重金屬析出及鈍化、持久性有機(jī)物的降解轉(zhuǎn)化及病原體 滅活等污染物控制技術(shù)，以滿足不同污泥處置方式的要求，實(shí)現(xiàn)污泥的安全處置。

污泥運(yùn)輸應(yīng)采用密閉車輛和密閉駁船及管道等輸送方式。加強(qiáng)運(yùn)輸過程中的監(jiān)控和管理， 嚴(yán)禁隨意傾倒、偷排等違法行為，防止因暴露、灑落或滴漏造成對環(huán)境的二次污染。城鎮(zhèn)污 水處理廠、污泥運(yùn)輸單位和各污泥接收單位應(yīng)建立污泥轉(zhuǎn)運(yùn)聯(lián)單制度，并定期將轉(zhuǎn)運(yùn)聯(lián)單統(tǒng) 計(jì)結(jié)果上報(bào)地方相關(guān)主管部門。

污泥處理處置運(yùn)營單位應(yīng)建立完善的檢測、記錄、存檔和報(bào)告制度，對處理處置后的污 泥及其副產(chǎn)物的去向、用途、用量等進(jìn)行跟蹤、記錄和報(bào)告，并將相關(guān)資料保存 5 年以上。 應(yīng)由具有相應(yīng)資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)，定期就污泥土地利用對土壤環(huán)境質(zhì)量的影響、污泥填 埋對場地周圍綜合環(huán)境質(zhì)量的影響、污泥焚燒對周圍大氣環(huán)境質(zhì)量的影響等方面進(jìn)行安全性

評價(jià)。

污泥處理處置運(yùn)營單位應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)安全生產(chǎn)法律法規(guī)和管理規(guī)定，落實(shí)安全生 產(chǎn)責(zé)任制；執(zhí)行國家相關(guān)職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，保證從業(yè)人員的衛(wèi)生健康；制定相關(guān)的應(yīng)急 處置預(yù)案，防止危及公共安全的事故發(fā)生。

第三節(jié)    污泥處理處置方案選擇與評價(jià)

1 污泥處置方式的選擇

污泥處置包括土地利用、焚燒及建材利用、填埋等方式。應(yīng)綜合考慮污泥泥質(zhì)特征及未 來的變化、當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源及環(huán)境背景狀況、可利用的水泥廠或熱電廠等工業(yè)窯爐狀況、經(jīng) 濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平等因素，結(jié)合可采用的處理技術(shù)，合理確定本地區(qū)的主要污泥處置方式或組 合。根據(jù)處置方式確定具體技術(shù)方案時(shí)，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析、環(huán)境影響分析以及碳排放分析。

1.1  污泥土地利用

7

應(yīng)首先調(diào)查本地區(qū)可利用土地資源的總體狀況，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合污泥泥質(zhì)

以及厭氧消化、好氧發(fā)酵等處理技術(shù)，優(yōu)先研究污泥土地利用的可行性。鼓勵(lì)將城鎮(zhèn)生活污 水產(chǎn)生的污泥經(jīng)厭氧消化或好氧發(fā)酵處理后，嚴(yán)格按國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行土地利用。如果當(dāng)?shù)?存在鹽堿地、沙化地和廢棄礦場，應(yīng)優(yōu)先使用污泥對這些土地或場所進(jìn)行改良，實(shí)現(xiàn)污泥處 置。用于土地改良的泥質(zhì)應(yīng)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置  土地改良用泥質(zhì)》GB/T24600 的 規(guī)定。應(yīng)對改良方案進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)，防止對地下水以及周圍生態(tài)環(huán)境造成二次污染。

當(dāng)污泥經(jīng)穩(wěn)定化和無害化處理滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置  園林綠化用泥質(zhì)》GB/T

23486 的規(guī)定和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)和植物習(xí)性，提出包括施用范圍、施用 量、施用方法及施用期限等內(nèi)容的污泥園林綠化或林地利用方案，進(jìn)行污泥處置。

當(dāng)污泥經(jīng)穩(wěn)定化和無害化處理達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置  農(nóng)用泥質(zhì)》CJ/T 309 等國 家和地方現(xiàn)行的有關(guān)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境質(zhì)量狀況和農(nóng)作物特點(diǎn)及《土 壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 15618，研究提出包括施用范圍、施用量、施用方法及施用期限等內(nèi)容 的污泥農(nóng)用方案，經(jīng)污泥施用場地適用性環(huán)境影響評價(jià)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估后，進(jìn)行污泥農(nóng)用并 嚴(yán)格進(jìn)行施用管理。

污泥土地利用方案通常包括以上三種土地利用形式，每一種形式的利用量可考慮隨季節(jié) 等因素進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

當(dāng)污泥以農(nóng)用、園林綠化為土地利用方式時(shí)，可采用厭氧消化或高溫好氧發(fā)酵等工藝對 污泥進(jìn)行處理。有條件的污水處理廠，應(yīng)首先考慮采用污泥厭氧消化對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化及無 害化處理的可行性，污泥消化產(chǎn)生的沼氣應(yīng)收集利用。為提高能量回收率，可采用超聲波、 高溫高壓熱水解等污泥破解技術(shù)，對剩余活性污泥在厭氧消化前進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)污水處理廠 厭氧消化所需場地條件不具備，或污水處理廠規(guī)模較小時(shí)，可將脫水后污泥集中運(yùn)輸至統(tǒng)一 場地，采用厭氧消化或高溫好氧發(fā)酵等工藝對脫水污泥進(jìn)行穩(wěn)定化及無害化處理。高溫好氧 發(fā)酵工藝應(yīng)維持較高的溫度與足夠的發(fā)酵時(shí)間，以確保污泥泥質(zhì)滿足土地利用要求。。

如污泥泥質(zhì)經(jīng)處理后暫不能達(dá)到土地利用標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)制定降低污泥中有毒有害物質(zhì)的對策， 研究土地利用作為永久性處置方案的可行性。

1.2  污泥焚燒及建材利用 當(dāng)污泥不具備土地利用條件時(shí)，可考慮采用焚燒及建材利用的處置方式。 當(dāng)污泥采用焚燒方式時(shí)，應(yīng)首先全面調(diào)查當(dāng)?shù)氐睦贌?、水泥及熱電等行業(yè)的窯爐狀

況，優(yōu)先利用上述窯爐資源對污泥進(jìn)行協(xié)同焚燒，降低污泥處理處置設(shè)施的建設(shè)投資。當(dāng)污

泥單獨(dú)進(jìn)行焚燒時(shí)，干化和焚燒應(yīng)聯(lián)用，以提高污泥的熱能利用效率。污泥焚燒后的灰渣，

8

應(yīng)首先考慮建材綜合利用；若沒有利用途徑時(shí)，可直接填埋；經(jīng)鑒別屬于危險(xiǎn)廢物的灰渣和

飛灰，應(yīng)納入危險(xiǎn)固體廢棄物管理。

污泥也可直接作為原料制造建筑材料，經(jīng)燒結(jié)的最終產(chǎn)物可以用于建筑工程的材料或制 品。建材利用的主要方式有：制作水泥添加料、制陶粒、制路基材料等。污泥用于制作水泥 添加料也屬于污泥的協(xié)同焚燒過程。污泥建材利用應(yīng)符合國家、行業(yè)和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 的要求，并嚴(yán)格防止在生產(chǎn)和使用中造成二次污染。

1.3  污泥填埋 當(dāng)污泥泥質(zhì)不適合土地利用，且當(dāng)?shù)夭痪邆浞贌徒ú睦脳l件，可采用填埋處置。 污泥填埋前需進(jìn)行穩(wěn)定化處理，處理后泥質(zhì)應(yīng)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置  混合填埋

用泥質(zhì)》GB/T 23485 的要求。污泥以填埋為處置方式時(shí)，可采用石灰穩(wěn)定等工藝對污泥進(jìn)行

處理，也可通過添加粉煤灰或陳化垃圾對污泥進(jìn)行改性處理。污泥填埋處置應(yīng)考慮填埋氣體 收集和利用，減少溫室氣體排放。嚴(yán)格限制并逐步禁止未經(jīng)深度脫水的污泥直接填埋。

2 典型污泥處理處置方案

2.1  厭氧消化后進(jìn)行土地利用 該方案可有以下具體操作方案：

厭氧消化→脫水→自然干化（或好氧發(fā)酵）→土地利用（用于改良土壤、園林綠化、限 制性農(nóng)用）；

脫水→厭氧消化→脫水→自然干化（或好氧發(fā)酵）→土地利用（用于改良土壤、園林綠 化、限制性農(nóng)用）；

厭氧消化（或脫水后厭氧消化）→罐車運(yùn)輸→直接注入土壤（改良土壤、限制性農(nóng)用）。 對于城鎮(zhèn)生活污水為主產(chǎn)生的污泥，該類方案能實(shí)現(xiàn)污泥中有機(jī)質(zhì)及營養(yǎng)元素的高效利 用，實(shí)現(xiàn)能量的有效回收，不需要大量物料及土地資源消耗。厭氧消化后的污泥泥質(zhì)能夠達(dá)

到限制性農(nóng)用、園林綠化或土壤改良的標(biāo)準(zhǔn)，可優(yōu)先考慮采用。

2.2  好氧發(fā)酵后進(jìn)行土地利用

該方案有以下具體操作方案： 脫水→高溫好氧發(fā)酵→土地利用（用于土壤改良、園林綠化、限制性農(nóng)用）； 脫水→高溫好氧發(fā)酵→園林綠化等分散施用。 對于城鎮(zhèn)生活污水為主產(chǎn)生的污泥，該類方案能實(shí)現(xiàn)污泥中有機(jī)質(zhì)及營養(yǎng)元素的高效利

9

用。好氧發(fā)酵后的污泥泥質(zhì)能夠達(dá)到限制性農(nóng)用、園林綠化或土壤改良的標(biāo)準(zhǔn)，是較好的選

擇。

2.3 工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒

該方案有以下具體操作方案： 脫水或深度脫水→在水泥窯、熱電廠或垃圾焚燒爐協(xié)同焚燒； 脫水→石灰穩(wěn)定→在水泥窯協(xié)同焚燒利用。 利用工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒污泥其本質(zhì)仍屬于焚燒，但利用現(xiàn)有窯爐，可降低建設(shè)投資，縮

短建設(shè)周期。 當(dāng)污泥中的有毒有害物質(zhì)含量很高，且有可供利用的工業(yè)窯爐情況下，可優(yōu)先將工業(yè)窯

爐協(xié)同焚燒作為污泥的階段性處理處置方案。如污泥中有毒有害物質(zhì)在較長時(shí)期內(nèi)不可能降 低時(shí)，應(yīng)規(guī)劃獨(dú)立的干化焚燒系統(tǒng)作為永久性處置方案。

2.4  機(jī)械熱干化后進(jìn)行焚燒

該方案有以下具體操作方案： 脫水或深度脫水→熱干化→焚燒→灰渣建材利用； 脫水或深度脫水→熱干化→焚燒→灰渣填埋。

干化焚燒減量化和穩(wěn)定化程度較高，占地面積較小。當(dāng)污泥中的有毒有害物質(zhì)含量很高

且短期不可能降低時(shí)，該方案可作為污泥處理處置可行的選擇。

2.5 石灰穩(wěn)定后進(jìn)行填埋

該方案有以下具體操作方案： 脫水→石灰穩(wěn)定→堆置→填埋； 脫水→石灰穩(wěn)定→填埋。 石灰穩(wěn)定可實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化和無害化。

用石灰穩(wěn)定后的污泥可實(shí)現(xiàn)消毒穩(wěn)定、并提高污泥的含固率，處理后的污泥進(jìn)行填埋可 阻止污染物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境，但需要大量的石灰物料消耗和土地資源的消耗，且不能實(shí)現(xiàn)資源的 回收利用。

當(dāng)污泥中有毒有害污染物質(zhì)含量較高，污水處理廠內(nèi)建設(shè)用地緊張，而當(dāng)?shù)赜钟锌晒┨?埋的場地時(shí)，該方案可作為階段性、應(yīng)急或備用的處置方案。

2.6  脫水污泥直接填埋（過渡階段方案） 該方案有以下具體操作方案：

10

深度脫水→填埋；

脫水→添加粉煤灰或陳化垃圾對污泥進(jìn)行改性處理→填埋。 該方案占用土地量大，且導(dǎo)致大量碳排放。當(dāng)污泥中有毒有害污染物質(zhì)含量較高，污水

處理廠內(nèi)建設(shè)用地緊張，而當(dāng)?shù)赜钟锌晒┨盥竦膱龅貢r(shí)，該方案可作為階段性、應(yīng)急或備用 的過渡階段處置方案。

3 典型污泥處理處置方案的綜合評價(jià)

在確定最終的污泥處理處置方案時(shí)，應(yīng)對所選方案進(jìn)行環(huán)境影響、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的綜 合分析。對于較大規(guī)模的污泥處理處置設(shè)施，還應(yīng)對處理處置方案進(jìn)行碳排放綜合評價(jià)，盡 量實(shí)現(xiàn)污泥的低碳處理處置。

本指南此章對各種污泥處理處置方案進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)性分析與評價(jià)，以及后面各章中對各種 方案提出的投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用估算分析，均是基于對目前國內(nèi)部分典型污泥處理處置工程 總結(jié)分析的結(jié)果，僅供對技術(shù)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析時(shí)參考。各地在研究確定具體的污泥處理處 置工程投資和運(yùn)行費(fèi)用時(shí)，應(yīng)結(jié)合本地實(shí)際，依據(jù)可行性研究報(bào)告進(jìn)行詳細(xì)測算。

典型污泥處理處置方案的綜合分析與評價(jià)，見表 3-1。

表 3-1 典型污泥處理處置方案的綜合分析與評價(jià)

在進(jìn)行碳排放綜合評價(jià)時(shí)，可參照聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）于  2006

11

年出版的《國家溫室氣體調(diào)查指南（卷 5，廢棄物）》（Guidelines for National Greenhouse Gas

Inventories（Vol 5，  Waste））中提出的計(jì)算方法，來計(jì)算不同處理處置過程的碳排放量。未 經(jīng)穩(wěn)定處理的污泥進(jìn)行填埋處置是一個(gè)高水平碳排放過程。通常，每噸濕污泥可產(chǎn)生 400~600

kg 二氧化碳當(dāng)量的直接碳排放。其他典型處理處置方案的碳排放水平均低于污泥直接填埋。 在這些典型處理處置過程中，消耗化石能源產(chǎn)生的間接排放是主要的碳排放源，不同過程存 在較大的差別。污泥處理處置過程的碳匯來源主要有兩部分：一是對厭氧消化以及熱轉(zhuǎn)化過 程產(chǎn)生的能源進(jìn)行利用形成的直接碳匯；二是穩(wěn)定化的污泥進(jìn)行土地利用時(shí)，由于營養(yǎng)質(zhì)增 加降低化肥施用量，以及持水性增強(qiáng)降低灌溉需求形成的間接碳匯。按照 IPCC 的計(jì)算方法， 污泥厭氧消化后進(jìn)行土地利用的方案碳匯可大于碳源，實(shí)現(xiàn)負(fù)排放。典型污泥處理處置方案 的碳排放分析，見表 3-2。

表 3-2 典型污泥處理處置方案的碳排放分析

12

第四章   污泥處理的單元技術(shù)

第一節(jié)               濃縮脫水技術(shù)

1  原理與作用

污泥濃縮的作用是通過重力或機(jī)械的方式去除污泥中的一部分水分，減小體積；污泥脫 水的作用是通過機(jī)械的方式將污泥中的部分間隙水分離出來，進(jìn)一步減小體積。濃縮污泥的 含水率一般可達(dá) 94％~96％。脫水污泥的含水率一般可達(dá)到 80％左右。

2  應(yīng)用原則

污泥濃縮和脫水工藝應(yīng)根據(jù)所采用的污水處理工藝、污泥特性、后續(xù)處理處置方式、環(huán) 境要求、場地面積、投資和運(yùn)行費(fèi)用等因素綜合確定。

3 常規(guī)濃縮與脫水

3.1  濃縮工藝的主要類型及特點(diǎn) 污泥濃縮的方法主要分為重力濃縮、機(jī)械濃縮和氣浮濃縮。目前經(jīng)常采用重力濃縮和機(jī)

械濃縮。 重力濃縮電耗少、緩沖能力強(qiáng)，但其占地面積較大，易產(chǎn)生磷的釋放，臭味大，需要增

加除臭設(shè)施。初沉池污泥用重力濃縮，含水率一般可從 97％~98％降至 95％以下；剩余污泥 一般不宜單獨(dú)進(jìn)行重力濃縮；初沉污泥與剩余活性污泥混合后進(jìn)行重力濃縮，含水率可由

96％~98.5％降至 95％以下。 機(jī)械濃縮主要有離心濃縮、帶式濃縮、轉(zhuǎn)鼓濃縮和螺壓濃縮等方式，具有占地省、避免

磷釋放等特點(diǎn)。與重力濃縮相比電耗較高并需要投加高分子助凝劑。機(jī)械濃縮一般可將剩余 污泥的含水率從 99.2％~99.5％降至 94％~96％。

3.2  脫水工藝主要類型及特點(diǎn)

機(jī)械脫水主要有帶式壓濾脫水、離心脫水及板框壓濾脫水等方式。 帶式脫水噪聲小、電耗少，但占地面積和沖洗水量較大，車間環(huán)境較差。帶式脫水進(jìn)泥

含水率要求一般為 97.5％以下，出泥含水率一般可達(dá) 82％以下。 離心脫水占地面積小、不需沖洗水、車間環(huán)境好，但電耗高，藥劑量高，噪聲大。離心

13

脫水進(jìn)泥含水率要求一般為 95％~99.5％，出泥含水率一般可達(dá) 75％~80％。

板框壓濾脫水泥餅含水率低，但占地和沖洗水量較大，車間環(huán)境較差。板框壓濾脫水進(jìn) 泥含水率要求一般為 97％以下，出泥含水率一般可達(dá) 65％~75％。

螺旋壓榨脫水和滾壓式脫水占地面積小、沖洗水量少、噪聲低、車間環(huán)境好，但單機(jī)容

量小，上清液固體含量高，國內(nèi)應(yīng)用實(shí)例尚不多。螺旋壓榨脫水進(jìn)泥含水率要求一般為 95％

~99.5％，出泥含水率一般可達(dá) 75％~80％。

4  污泥深度脫水

所謂深度脫水是指脫水后污泥含水率達(dá)到  55％~65％，特殊條件下污泥含水率還可以更 低。目前，我國城鎮(zhèn)污水處理廠大都無初沉池，且不經(jīng)厭氧消化處理，故脫水后的污泥含水 率大都在  78％~85％之間。高含水率給污泥后續(xù)處理、運(yùn)輸及處置均帶來了很大的難度。因 此，在有條件的地區(qū)，可進(jìn)行污泥的深度脫水。

深度脫水前應(yīng)對污泥進(jìn)行有效調(diào)理。調(diào)理作用機(jī)制主要是對污泥顆粒表面的有機(jī)物進(jìn)行 改性，或?qū)ξ勰嗟募?xì)胞和膠體結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，降低污泥的水分結(jié)合容量；同時(shí)降低污泥的壓 縮性，使污泥能滿足高干度脫水過程的要求。

調(diào)理方法主要有化學(xué)調(diào)理、物理調(diào)理和熱工調(diào)理等三種類型。化學(xué)調(diào)理所投加化學(xué)藥劑 主要包括無機(jī)金屬鹽藥劑、有機(jī)高分子藥劑、各種污泥改性劑等。物理調(diào)理是向被調(diào)理的污 泥中投加不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，降低或者改善污泥的可壓縮性。該類物質(zhì)主要有：煙道 灰、硅藻土、焚燒后的污泥灰、粉煤灰等。熱工調(diào)理包括冷凍、中溫和高溫加熱調(diào)理等方式， 常用的為高溫?zé)峁ふ{(diào)理。高溫?zé)峁ふ{(diào)理可分成熱水解和濕式氧化兩種類型，高溫?zé)峁ふ{(diào)理在 實(shí)現(xiàn)深度脫水的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)一定程度的減量化。

目前，各種調(diào)理方法與主要機(jī)械脫水方式相結(jié)合所能達(dá)到的脫水效果，見表 4-1。

表 4-1 各種調(diào)理方法與主要機(jī)械脫水方式相結(jié)合的脫水效果

14

5  濃縮脫水單元可能引起的二次污染及控制要求

污泥濃縮和脫水過程產(chǎn)生大量惡臭氣體，主要產(chǎn)生源為儲(chǔ)泥池、濃縮池、污泥脫水機(jī)房 以及污泥堆置棚或料倉。脫水機(jī)房惡臭氣體不易散發(fā)，是污泥濃縮脫水過程臭氣處理的重點(diǎn) 區(qū)域。

應(yīng)根據(jù)環(huán)境影響評價(jià)的要求采取除臭措施。新建污水廠應(yīng)對濃縮池、儲(chǔ)泥池、脫水機(jī)房、 污泥儲(chǔ)運(yùn)間采取封閉措施，通過補(bǔ)風(fēng)抽氣并送到除臭系統(tǒng)進(jìn)行除臭處理，達(dá)標(biāo)排放；針對除 臭的改建工程應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物的情況進(jìn)行加蓋或封閉，并增設(shè)抽風(fēng)管路及除臭系統(tǒng)。一般采用 生物除臭方法，必要時(shí)也可采用化學(xué)除臭等方法。

第二節(jié)               厭氧消化技術(shù)

1  原理與作用

厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進(jìn)行厭氧生化反應(yīng)，分解污泥中有機(jī)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn) 定化非常有效的一種污泥處理工藝。污泥厭氧消化的作用主要體現(xiàn)在：

（1）污泥穩(wěn)定化。對有機(jī)物進(jìn)行降解，使污泥穩(wěn)定化，不會(huì)腐臭，避免在運(yùn)輸及最終處 置過程中對環(huán)境造成不利影響；

（2）  污泥減量化。通過厭氧過程對有機(jī)物進(jìn)行降解，減少污泥量，同時(shí)可以改善污泥 的脫水性能，減少污泥脫水的藥劑消耗，降低污泥含水率；

（3）消化過程中產(chǎn)生沼氣。它可以回收生物質(zhì)能源，降低污水處理廠能耗及減少溫室氣 體排放。

厭氧消化處理后的污泥可滿足國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918 中污泥 穩(wěn)定化相關(guān)指標(biāo)的要求。

2  應(yīng)用原則

污泥厭氧消化可以實(shí)現(xiàn)污泥處理的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，減少溫室氣體排 放。該工藝可以用于污水廠污泥的就地或集中處理。它通常處理規(guī)模越大，厭氧消化工藝綜 合效益越明顯。

3  厭氧消化工藝

3.1  厭氧消化的分類

15

1）中溫厭氧消化

中溫厭氧消化溫度維持在 35℃±2℃，固體停留時(shí)間應(yīng)大于 20d，有機(jī)物容積負(fù)荷一般為

2.0~4.0 kg/m3?d，有機(jī)物分解率可達(dá)到 35％~45％，產(chǎn)氣率一般為 0.75~1.10 N m3/kgVSS（去 除）。

2）高溫厭氧消化

高溫厭氧消化溫度控制在 55℃±2℃，適合嗜熱產(chǎn)甲烷菌生長。高溫厭氧消化有機(jī)物分解 速度快，可以有效殺滅各種致病菌和寄生蟲卵。一般情況下，有機(jī)物分解率可達(dá)到 35%~45%， 停留時(shí)間可縮短至 10~15d。缺點(diǎn)是能量消耗較大，運(yùn)行費(fèi)用較高，系統(tǒng)操作要求高。

3.2  傳統(tǒng)厭氧消化工藝流程與系統(tǒng)組成

傳統(tǒng)厭氧消化系統(tǒng)的組成及工藝流程，如圖  4-1  所示。當(dāng)污水處理廠內(nèi)沒有足夠場地建 設(shè)污泥厭氧消化系統(tǒng)時(shí)，可將脫水污泥集中到其他建設(shè)地點(diǎn)，經(jīng)適當(dāng)漿液化處理后再進(jìn)行污 泥厭氧消化，其系統(tǒng)的組成及工藝流程圖，如圖 4-2 所示。

圖 4-1 傳統(tǒng)污泥厭氧消化工藝流程圖

16

二次污染 凈化與防 治系統(tǒng)

余熱利

上清液處理系統(tǒng)                 沼氣火炬                        尾氣凈化

熱量                                   煙氣

余熱回收

用系統(tǒng)

消化污泥 脫水系統(tǒng)

沼氣收 集、凈 化、貯存 與利用 系統(tǒng)

消化系統(tǒng) 預(yù)處理

系統(tǒng)

上清液

污泥脫水系統(tǒng)

沼氣凈化

消化污泥

脫水污泥

沼氣貯存

沼氣

污泥消化池

調(diào)質(zhì)

污泥處置

沼氣發(fā)電        煙氣

沼氣拖動(dòng)設(shè)備    煙氣 煙氣

沼氣利用                 沼氣鍋爐

熱量

稀釋水

濃縮系統(tǒng)

車輛運(yùn)輸           車輛運(yùn)輸              車輛運(yùn)輸                 泵送

（當(dāng)依托于一

脫水污泥

（A 污水廠）

脫水污泥

（B 污水廠）

脫水污泥

（…污水廠）

剩余污泥

（污水廠）

個(gè)污水廠建設(shè)

時(shí)采用）

圖 4-2 脫水污泥厭氧消化工藝流程圖

傳統(tǒng)污泥厭氧消化系統(tǒng)主要包括：污泥進(jìn)出料系統(tǒng)、污泥加熱系統(tǒng)、消化池?cái)嚢柘到y(tǒng)及 沼氣收集、凈化利用系統(tǒng)。

消化池通常有蛋形和柱形等池形，可根據(jù)攪拌系統(tǒng)、投資成本及景觀要求來選擇。池體 可采用混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。在全年氣溫高的南方地區(qū)，消化池可以考慮不設(shè)置保溫措施， 節(jié)省投資。沼氣攪拌系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇沼氣攪拌或機(jī)械攪拌。

3.3 厭氧消化新技術(shù) 在污泥消化過程中，可通過微生物細(xì)胞壁的破壁和水解，提高有機(jī)物的降解率和系統(tǒng)的

產(chǎn)氣量。近年來，開發(fā)應(yīng)用較多的污泥細(xì)胞破壁和強(qiáng)化水解技術(shù)，主要是物化強(qiáng)化預(yù)處理技 術(shù)和生物強(qiáng)化預(yù)處理技術(shù)。

（1）基于高溫?zé)崴猓?/span>THP）預(yù)處理的高含固污泥厭氧消化技術(shù) 該工藝是通過高溫高壓熱水解預(yù)處理（Thermal Hydrolysis Pre-Treatment），以高含固的脫

17

水污泥（含固率 15%~20%）為對象的厭氧消化技術(shù)。工藝采用高溫（155℃~170℃）、高壓（6

bar）對污泥進(jìn)行熱水解與閃蒸處理，使污泥中的胞外聚合物和大分子有機(jī)物發(fā)生水解、并破 解污泥中微生物的細(xì)胞壁，強(qiáng)化物料的可生化性能，改善物料的流動(dòng)性，提高污泥厭氧消化 池的容積利用率、厭氧消化的有機(jī)物降解率和產(chǎn)氣量，同時(shí)能通過高溫高壓預(yù)處理，改善污 泥的衛(wèi)生性能及沼渣的脫水性能、進(jìn)一步降低沼渣的含水率，有利于厭氧消化后沼渣的資源 化利用。

該工藝處理流程，如圖 4-3 所示。此工藝已在歐洲國家得到規(guī)?；こ虘?yīng)用。

最終處

置與污 染控制

達(dá) 標(biāo)處理 污染控制

上清液 處理系 統(tǒng)

泥餅 處置

脫水污泥

電能 

污泥脫 水系統(tǒng)

基于高

溫?zé)崴?解預(yù)處 理的高 含固污 泥?高 級?

高含固污泥高級厭氧消化

泄壓

熱量

沼氣

蒸汽供熱

沼氣發(fā)電        余熱

蒸汽

沼氣鍋爐

?厭氧?消?              回收

?化處?理?

系統(tǒng) 

高溫?zé)?nbsp;水解

物料 預(yù)熱

集中調(diào)質(zhì)

收集系 統(tǒng)

車 輛運(yùn)輸          車輛運(yùn)輸           車 輛運(yùn)輸 

脫水污 泥

（A 污 水廠）

脫水 污泥

（B 污水廠）

脫水 污泥

（…污水廠）

圖 4-3 基于高溫高壓熱水解預(yù)處理的高含固城市污泥厭氧消化流程圖

（2）其他強(qiáng)化厭氧消化預(yù)處理技術(shù) 其它強(qiáng)化厭氧消化預(yù)處理技術(shù)有：

生物強(qiáng)化預(yù)處理技術(shù)。它主要利用高效厭氧水解菌在較高溫度下，對污泥進(jìn)行強(qiáng)化水解 或利用好氧或微氧嗜熱溶胞菌在較高溫下，對污泥進(jìn)行強(qiáng)化溶胞和水解。

超聲波預(yù)處理技術(shù)。它利用超聲波“空穴”產(chǎn)生的水力和聲化作用破壞細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞 內(nèi)物質(zhì)釋放，提高污泥厭氧消化的有機(jī)物降解率和產(chǎn)氣率。

堿預(yù)處理技術(shù)。它主要是通過調(diào)節(jié) pH，強(qiáng)化污泥水解過程，從而提高有機(jī)物去除效率和

18

產(chǎn)氣量。

化學(xué)氧化預(yù)處理技術(shù)。它通過氧化劑如臭氧等，直接或間接的反應(yīng)方式破壞污泥中微生 物的細(xì)胞壁，使細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入到溶液中，增加污泥中溶解性有機(jī)物濃度，提高污泥的厭氧消化 性能。

高壓噴射預(yù)處理技術(shù)。它是利用高壓泵產(chǎn)生機(jī)械力來破壞污泥內(nèi)微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，使 得胞內(nèi)物質(zhì)被釋放，從而提高污泥中有機(jī)物的含量，強(qiáng)化水解效果。

微波預(yù)處理技術(shù)。微波預(yù)處理是一種快速的細(xì)胞水解方法，在微波加熱過程中表面會(huì)產(chǎn) 生許多“熱點(diǎn)”，破壞污泥微生物細(xì)胞壁，使胞內(nèi)物質(zhì)溶出，從而達(dá)到分解污泥的目的。

4  沼氣的收集、貯存及利用

4.1  沼氣的性質(zhì)

沼氣成份包括 CH4、CO2 和 H2S 等氣體。甲烷的含量為 60%~70%，決定了沼氣的熱值；

CO2 含量為 30%~40%；H2S 含量一般為 0.1~10g/Nm3，會(huì)產(chǎn)生腐蝕及惡臭。沼氣的熱值一般

為 21000~25000 kJ/Nm3，約 5000~6000 kcal/m3 及 6.0~7.0 kWh/Nm3，經(jīng)凈化處理后可作為優(yōu) 質(zhì)的清潔能源。

4.2  沼氣收集、凈化與純化

1）沼氣的收集與儲(chǔ)存 沼氣是高濕度的混合氣，具有強(qiáng)烈的腐蝕性，收集系統(tǒng)應(yīng)采用高防腐等級的材質(zhì)。 沼氣管道應(yīng)沿氣流方向設(shè)置一定的坡度，在低點(diǎn)、沼氣壓縮機(jī)、沼氣鍋爐、沼氣發(fā)電機(jī)、

廢氣燃燒器、脫硫塔等設(shè)備的沼氣管線入口、干式氣柜的進(jìn)口和濕式氣柜的進(jìn)出口處都需設(shè) 置冷凝水去除裝置。在消化池和貯氣柜適當(dāng)位置設(shè)置水封罐。由于沼氣產(chǎn)量的波動(dòng)以及沼氣 利用的需求，沼氣系統(tǒng)需設(shè)置沼氣貯柜來調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量的波動(dòng)及系統(tǒng)的壓力。沼氣貯柜有高壓

（~10bar），低壓（30~50mbar）和無壓三種類型。沼氣貯柜的體積應(yīng)根據(jù)沼氣的產(chǎn)量波動(dòng)及 需求波動(dòng)來選擇。儲(chǔ)存時(shí)間通常為  6~24h。為了保證，可根據(jù)沼氣利用單元的壓力要求，在 沼氣收集系統(tǒng)中設(shè)置壓力提升裝置。

2）沼氣凈化 沼氣在利用之前，需進(jìn)行去濕、除濁和脫硫處理。

去濕和除濁處理常采用沉淀物捕集器和水沫分離器（過濾器）來去除沼氣中的水沫和沉 淀物。

19

應(yīng)根據(jù)沼氣利用設(shè)備的要求選擇沼氣脫硫方法。脫硫有物化法和生物法兩類。物化法脫

硫主要有干法和濕法兩種。干式脫硫劑一般為氧化鐵。濕法吸收劑主要為  NaOH  或  Na2CO3 溶液。生物脫硫是在適宜的溫度、濕度和微氧條件下，通過脫硫細(xì)菌的代謝作用將 H2S 轉(zhuǎn)化 為單質(zhì)硫。

3）沼氣純化

厭氧消化產(chǎn)生的沼氣含有 60%~70%的甲烷，經(jīng)過提純處理后，可制成甲烷濃度 90%~95%

以上的天然氣，成為清潔的可再生能源。 沼氣純化過程一般沼氣經(jīng)初步除水后，進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，脫硫除塵后的氣體在特定反應(yīng)條

件下，全部或部分除去二氧化碳、氨、氮氧化物、硅氧烷等多種雜質(zhì)，使氣體中甲烷濃度達(dá)

到 90%~95%以上。

4.3  沼氣利用

消化產(chǎn)生的沼氣一般可以用于沼氣鍋爐、沼氣發(fā)電機(jī)和沼氣拖動(dòng)。沼氣鍋爐利用沼氣制熱， 熱效率可達(dá) 90%~95%；沼氣發(fā)電機(jī)是利用沼氣發(fā)電，同時(shí)回收發(fā)電過程中產(chǎn)生的余熱。通常 1

Nm3 的沼氣可發(fā)電 1.5~2.2 kWh，補(bǔ)充污水處理廠的電耗；內(nèi)燃機(jī)熱回收系統(tǒng)可以回收 40%~50%

的能量，用于消化池加溫。沼氣拖動(dòng)是利用沼氣直接驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，用于曝氣池的供氧。 將沼氣進(jìn)行提純后，達(dá)到相當(dāng)于天然氣品質(zhì)要求，可作為汽車燃料、民用燃?xì)夂凸I(yè)燃?xì)狻?/span>

5  厭氧消化系統(tǒng)的運(yùn)行控制和管理要點(diǎn)

5.1  運(yùn)行控制要點(diǎn)

1）系統(tǒng)啟動(dòng) 消化池啟動(dòng)可分為直接啟動(dòng)和添加接種污泥啟動(dòng)兩種方式。通過添加接種污泥可縮短消

化系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間，一般接種污泥量為消化池體積的 10%。通常厭氧消化系統(tǒng)啟動(dòng)需 2~3 個(gè) 月時(shí)間。

消化系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)先將消化池充滿水，并加溫到設(shè)計(jì)溫度，然后開始添加生污泥。在初始 階段生污泥添加量一般為滿負(fù)荷的五分之一，之后逐步增加到設(shè)計(jì)負(fù)荷。在啟動(dòng)階段需要加 強(qiáng)監(jiān)測與測試，分析各參數(shù)以及參數(shù)關(guān)系的變化趨勢，及時(shí)采取相應(yīng)措施。

2）進(jìn)出料控制 連續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)出料操作是消化池運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。進(jìn)料濃度、體積及組成的突然變化都

會(huì)抑制消化池性能。理想的進(jìn)出料操作是 24h 穩(wěn)定進(jìn)料。

20

3）溫度

溫度是影響污泥厭氧消化的關(guān)鍵參數(shù)。溫度的波動(dòng)超過 2℃就會(huì)影響消化效果和產(chǎn)氣率。 因此，操作過程中需要控制穩(wěn)定的運(yùn)行溫度，變化范圍易控制在±1  ℃內(nèi)。

4）堿度和揮發(fā)酸

消化池總堿度應(yīng)維持在 2000~5000 mg/L，揮發(fā)性有機(jī)酸濃度一般小于 500 mg/L。 揮發(fā)性有機(jī)酸與堿度反映了產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌的平衡狀態(tài)，是消化系統(tǒng)是否穩(wěn)定的重要

指標(biāo)。

5）pH 值

厭氧消化過程 pH 值受到有機(jī)酸和游離氨，以及堿度等的綜合影響。消化系統(tǒng)的 pH 值應(yīng)

在 6.0~8.0 之間運(yùn)行，最佳 pH 值范圍為 6.8~7.2。當(dāng) pH 值低于 6.0 或者高于 8.0 時(shí)，產(chǎn)甲烷 菌會(huì)受到抑制，影響消化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

6）毒性

由于  H2S、游離氨及重金屬等對厭氧消化過程有抑制作用。因此，厭氧消化系統(tǒng)的運(yùn)行 要充分考慮此類毒性物質(zhì)的影響。

5.2  安全管理

為了防止沼氣爆炸和 H2S 中毒，需注意以下事項(xiàng)：

（1）甲烷（CH4）在空氣中的濃度達(dá)到 5%~14%（體積比）區(qū)間時(shí)，遇明火就會(huì)產(chǎn)生爆 炸。所以，在貯氣柜進(jìn)口管線上、所有沼氣系統(tǒng)與外界連通部位以及沼氣壓縮機(jī)、沼氣鍋爐、 沼氣發(fā)電機(jī)等設(shè)備的進(jìn)出口處、廢氣燃燒器沼氣管進(jìn)口處都需要安裝消焰器。同時(shí)，在消化 池及沼氣系統(tǒng)中還應(yīng)安裝過壓安全閥、負(fù)壓防止閥等，避免空氣進(jìn)入沼氣系統(tǒng)；

（2）沼氣系統(tǒng)的防爆區(qū)域應(yīng)設(shè)置 CH4/CO2 氣體自動(dòng)監(jiān)測報(bào)警裝置，并定期檢查其可靠性， 防止誤報(bào)；

（3）消化設(shè)施區(qū)域應(yīng)按照受限空間對待。參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《化學(xué)品生產(chǎn)單位受限空間作業(yè) 安全規(guī)范》AQ 3028 執(zhí)行；

（4）定期檢查沼氣管路系統(tǒng)及設(shè)備的嚴(yán)密性，發(fā)現(xiàn)泄漏，應(yīng)迅速停氣檢修；

（5）沼氣貯存設(shè)備因故需要放空時(shí)，應(yīng)間斷釋放，嚴(yán)禁將貯存的沼氣一次性排入大氣； 放空時(shí)應(yīng)認(rèn)真選擇天氣，在可能產(chǎn)生雷雨或閃電的天氣嚴(yán)禁放空。另外，放空時(shí)應(yīng)注意下風(fēng) 向有無明火或熱源；

（6）沼氣系統(tǒng)防爆區(qū)域內(nèi)一律禁止明火，嚴(yán)禁煙火，嚴(yán)禁鐵器工具撞擊或電焊操作。防

21

爆區(qū)域內(nèi)的操作間地面應(yīng)敷設(shè)橡膠地板，入內(nèi)必須穿膠鞋；

（7）防爆區(qū)域內(nèi)電氣裝置設(shè)計(jì)及防爆設(shè)計(jì)應(yīng)遵循《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī) 范》GB 50058 相關(guān)規(guī)定；

（8）沼氣系統(tǒng)區(qū)域周圍一般應(yīng)設(shè)防護(hù)欄、建立出入檢查制度；

（9）沼氣系統(tǒng)防爆區(qū)域的所有廠房、場地應(yīng)符合國家規(guī)定的甲級防爆要求設(shè)計(jì)。具體遵 循《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016，并可參照《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50160 相關(guān) 條款。

6 二次污染控制和要求

6.1  消化液的處理與磷的回收利用

污泥消化上清液（沼液）中含有高濃度的氮、磷（氨氮 300~2000 mg/L，總磷 70~200 mg/L）。 沼液肥效很高，有條件時(shí)，可作為液態(tài)肥進(jìn)行利用。

針對污泥上清液中高氮磷、低碳源的特點(diǎn)，可采用基于磷酸銨鎂（鳥糞石）法的磷回收 技術(shù)和厭氧氨氧化工藝的生物脫氮技術(shù)，對污泥消化上清液進(jìn)行處理，以免加重污水處理廠 水處理系統(tǒng)的氮磷負(fù)荷，影響污水處理廠的正常運(yùn)行。

6.2  消化污泥中重金屬的鈍化耦合

污泥中的重金屬主要以可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、硫化物及有機(jī)結(jié) 合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)五種形態(tài)存在。其中，前三種為不穩(wěn)定態(tài)，容易被植物吸收利用；后兩種為穩(wěn) 定態(tài)，不易釋放到環(huán)境中。污泥中鋅和鎳主要以不穩(wěn)定態(tài)的形式存在；銅主要以硫化物及有 機(jī)結(jié)合態(tài)存在；鉻主要以殘?jiān)鼞B(tài)存在；汞、鎘、砷、鉛等毒性大的金屬元素幾乎全部以殘?jiān)?態(tài)存在。在污泥的厭氧消化過程中，硫酸鹽還原菌、酸化細(xì)菌等能促使污泥中硫酸鹽的還原 和含硫有機(jī)質(zhì)的分解，而生成 S2-離子。所生成的硫離子能夠與污泥中的重金屬反應(yīng)生成穩(wěn)定 的硫化物，使銅、鋅、鎳、鉻等重金屬的穩(wěn)定態(tài)含量升高，從而降低對環(huán)境造成影響。另外， 溫度、酸度等環(huán)境條件的變化，CO32-等無機(jī)物以及有機(jī)物與重金屬的絡(luò)合；微生物的作用， 同樣可以引起可交換的離子態(tài)向其他形態(tài)的轉(zhuǎn)化，使重金屬的形態(tài)分布趨于穩(wěn)定態(tài)。從而它 們可以達(dá)到穩(wěn)定、固著重金屬的作用。

6.3  臭氣、煙氣、沼氣和噪聲處理

厭氧消化池是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，通常不會(huì)有臭氣逸出，但是污泥在輸送和貯存過程會(huì)有 臭氣散發(fā)。對厭氧消化系統(tǒng)內(nèi)會(huì)散發(fā)臭氣的點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行密閉，并設(shè)排風(fēng)裝置，引接至全廠統(tǒng)一

22

的除臭裝置中進(jìn)行處理。

沼氣燃燒尾氣污染物主要為 SO2 和 NOx，排放濃度應(yīng)遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 當(dāng)沼氣產(chǎn)生量高于沼氣利用量時(shí)或沼氣利用系統(tǒng)未工作時(shí)，沼氣應(yīng)通過廢氣燃燒器燒掉。 沼氣發(fā)電和沼氣拖動(dòng)設(shè)備會(huì)產(chǎn)生噪聲，產(chǎn)生噪聲的設(shè)備應(yīng)設(shè)在室內(nèi)，建筑應(yīng)采用隔音降

噪處理。人員進(jìn)入時(shí)，需戴護(hù)耳罩。

7  投資與成本的評價(jià)及分析

國內(nèi)污泥消化系統(tǒng)運(yùn)行好的項(xiàng)目較少，采用的關(guān)鍵設(shè)備和配套設(shè)施主要依賴進(jìn)口。因此， 目前的投資與運(yùn)行費(fèi)用統(tǒng)計(jì)尚不具有典型性。

投資成本與系統(tǒng)的構(gòu)成、污泥性質(zhì)、自動(dòng)化程度、設(shè)備質(zhì)量等因素相關(guān)。一般情況下， 厭氧消化系統(tǒng)的工程投資約為 20~40 萬元/t 污泥（含水率 80%）（不包括濃縮和脫水）。若采 用更多進(jìn)口設(shè)備，投資成本將會(huì)增加。

厭氧消化直接運(yùn)行成本約 60~120 元/t 污泥（含水率 80%）（不包括濃縮和脫水），折合 噸水處理成本約 0.05~0.10 元/t?？紤]沼氣回收利用后，可節(jié)省部分運(yùn)行成本。

第三節(jié)               好氧發(fā)酵技術(shù)

1  原理與作用

好氧發(fā)酵通常是指高溫好氧發(fā)酵，是通過好氧微生物的生物代謝作用，使污泥中有機(jī)物 轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。代謝過程中產(chǎn)生熱量，可使堆料層溫度升高至  55  ℃以上，可 有效殺滅病原菌、寄生蟲卵和雜草種籽，并使水分蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無害化、減量化。

2  應(yīng)用原則

污泥好氧發(fā)酵處理工藝既可作為土地利用的前處理手段，又可作為降低污泥含水率，提 高污泥熱值的預(yù)處理手段。

污泥好氧發(fā)酵廠的選址應(yīng)符合當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)建設(shè)總體規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的規(guī)定；與周邊人 群聚居區(qū)的衛(wèi)生防護(hù)距離應(yīng)符合環(huán)評要求。

污泥好氧發(fā)酵工藝使用的填充料可因地制宜，利用當(dāng)?shù)氐膹U料（如秸桿、木屑、鋸末、 枯枝等）或發(fā)酵后的熟料，達(dá)到綜合利用和處理的目的。

3  好氧發(fā)酵工藝與設(shè)備

23

3.1  一般工藝流程

好氧發(fā)酵工藝過程主要由預(yù)處理、進(jìn)料、一次發(fā)酵、二次發(fā)酵、發(fā)酵產(chǎn)物加工及存貯等 工序組成，如圖 4-4 所示。污泥發(fā)酵反應(yīng)系統(tǒng)是整個(gè)工藝的核心。

圖 4-4           污泥好氧發(fā)酵工藝流程

3.2 好氧發(fā)酵的工藝類型

發(fā)酵反應(yīng)系統(tǒng)是污泥好氧發(fā)酵工藝的核心。工藝流程選擇時(shí)，可根據(jù)工藝類型、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。

1）工藝類型 工藝類型分一步發(fā)酵工藝和二步發(fā)酵工藝。一步發(fā)酵優(yōu)點(diǎn)是工藝設(shè)備及操作簡單，省去

部分進(jìn)出料設(shè)備，動(dòng)力消耗較少；缺點(diǎn)是發(fā)酵倉造價(jià)略高，水分散發(fā)、發(fā)酵均勻性稍差。二 步發(fā)酵工藝優(yōu)點(diǎn)是一次發(fā)酵倉數(shù)少，二次發(fā)酵加強(qiáng)翻堆效應(yīng)，使堆料發(fā)酵更加均勻，水分散 發(fā)較好；缺點(diǎn)是額外增加出料和進(jìn)料設(shè)備。

2）物料運(yùn)行方式

24

按物料在發(fā)酵過程中運(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。靜態(tài)發(fā)酵設(shè)備

簡單、動(dòng)力消耗省。動(dòng)態(tài)發(fā)酵物料不斷翻滾，發(fā)酵均勻，水分蒸發(fā)好，但能耗較大。間歇?jiǎng)?態(tài)發(fā)酵較均勻，動(dòng)力消耗介于靜態(tài)發(fā)酵與動(dòng)態(tài)發(fā)酵之間。

3）發(fā)酵堆體結(jié)構(gòu)形式 發(fā)酵堆體結(jié)構(gòu)形式主要分為條垛式和發(fā)酵池式。

條垛式堆體高度一般 1~2 m，寬度一般 3~5 m。條垛式設(shè)備簡單，操作方便，建設(shè)和運(yùn)行 費(fèi)用低，但堆體高較低，占地面積較大。由于供氧受到一定的限制，發(fā)酵周期較長，堆體表 面溫度較低，不易達(dá)到無害化要求，衛(wèi)生條件較差。當(dāng)用地條件寬松、外界環(huán)境要求較低時(shí)， 可選用條垛式，此方式也適用于二次發(fā)酵。

發(fā)酵池式發(fā)酵倉為長槽形，發(fā)酵池上小下大，側(cè)壁有 5°傾角，堆高一般控制在 2~3  m， 設(shè)施價(jià)格便宜，制作簡單，堆料在發(fā)酵池槽中，衛(wèi)生條件好，無害化程度高，二次污染易控 制，但占地面積較大。

4）供氧方式 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。

自然通風(fēng)能耗低，操作簡單。供氧靠空氣由堆體表面向堆體內(nèi)擴(kuò)散，但供氧速度慢，供 氣量小，易造成堆體內(nèi)部缺氧或無氧，發(fā)生厭氧發(fā)酵；另外堆體內(nèi)部產(chǎn)生的熱量難以達(dá)到堆 體表面，表層溫度較低，無害化程度較低，發(fā)酵周期較長，表層易滋生蚊蠅類。需氧量較低 時(shí)（如二次發(fā)酵）可采用。

強(qiáng)制通風(fēng)的風(fēng)量可精確控制，能耗較低，空氣由堆體底部進(jìn)入，由堆體表面散出，表層 升溫速度快，無害化程度高好，發(fā)酵產(chǎn)品腐熟度高。但發(fā)酵倉尾氣不易收集。

強(qiáng)制抽風(fēng)的風(fēng)量易控制，能耗較低，但堆體表層溫度低，無害化程度差，表層易滋生蠅 類。堆體抽出氣體易冷凝成的腐蝕性液體，對抽風(fēng)機(jī)侵蝕較嚴(yán)重。

翻堆有利于供氧與物料破碎，但翻堆能耗高，次數(shù)過多增加熱量散發(fā)，堆體溫度達(dá)不到 無害化要求。次數(shù)過少，不能保證完全好氧發(fā)酵。一次發(fā)酵翻堆供氧宜與強(qiáng)制供氧聯(lián)合使用。 二次發(fā)酵可采用翻堆供氧。

強(qiáng)制通風(fēng)加翻堆，通風(fēng)量易控制，有利于供氧、顆粒破碎和水份的蒸發(fā)及堆體發(fā)酵均勻。 但投資、運(yùn)行費(fèi)用較高，能耗大。

5）發(fā)酵溫度 溫度是影響發(fā)酵過程的關(guān)鍵工藝參數(shù)。高溫可以加快好氧發(fā)酵速率，更有利于殺滅病原

體等有害生物，但溫度過高（>70℃），對嗜高溫微生物也會(huì)產(chǎn)生抑制作用，導(dǎo)致其休眠或死

25

亡，影響好氧發(fā)酵的速度和效果。因此，好氧發(fā)酵過程中要避免堆體溫度過高，以確保嗜高

溫微生物菌群的最優(yōu)環(huán)境條件，從而達(dá)到加速發(fā)酵過程，增強(qiáng)殺滅蟲卵、病原菌、寄生蟲、 孢子以及雜草籽的功能。

頻繁的動(dòng)態(tài)翻拋不利于維持高溫，會(huì)大大延長達(dá)到腐熟和無害化的時(shí)間，增加能耗和運(yùn) 行成本。

通風(fēng)過程可以補(bǔ)充氧氣，促進(jìn)好氧微生物活動(dòng)和產(chǎn)熱，但與此同時(shí)也會(huì)帶走堆體的熱量， 從而降低堆體溫度。

3.3  好氧發(fā)酵工藝設(shè)備

1）混合—破碎設(shè)備 該設(shè)備將脫水污泥與填充料均勻混合后，破碎為粒徑均勻的顆粒物料，以保證發(fā)酵過程

中良好的通風(fēng)性能?；旌显O(shè)備主要為混料機(jī)，其運(yùn)行功率建議選擇 40~50 m3/h 為宜。

2）輸送—鋪料設(shè)備 經(jīng)過混合后的物料經(jīng)過輸送設(shè)備，送入鋪料機(jī)，并將物料置入相應(yīng)的發(fā)酵倉。一般情況

下，輸送設(shè)備與鋪料設(shè)備相聯(lián)接，鋪料設(shè)備將物料均勻鋪入堆體上部，避免堆體壓實(shí)。鋪料 機(jī)建議選擇行走速度為 4.5~5.0 m/min，可堆高度 1.5~2.0 m 為宜。

輸送設(shè)備應(yīng)具有防粘功能，易耗部件應(yīng)易于拆卸和更換。主要輸送設(shè)備包括皮帶機(jī)和料

倉。成套化的輸送—鋪料設(shè)備適合應(yīng)用于大中型污泥好氧發(fā)酵工程，宜與自動(dòng)化控制系統(tǒng)相 結(jié)合，以保證工藝運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3）翻拋設(shè)備 污泥發(fā)酵過程需通過翻拋設(shè)備輔助完成供氧，調(diào)整堆體結(jié)構(gòu)，均勻溫度。對于中等規(guī)模

污泥發(fā)酵廠，采用的翻拋機(jī)工作參數(shù)建議選擇 250~300  m3/h，操作寬度不宜超過 5  m，最大 翻拋深度為 2 m，行走速度在 1.5 m/min。同時(shí)還應(yīng)配備移行車，其功能主要為將翻拋機(jī)運(yùn)送 至作業(yè)位置，移行車的行走速率建議選擇 4.5~5.0 m/min 為宜。

4）出料設(shè)備 發(fā)酵過程結(jié)束后，可通過出料設(shè)備，將熟料輸送至倉外，以便進(jìn)一步處置。目前一般采

用皮帶機(jī)作為作為出料設(shè)備。皮帶機(jī)一般適用于對工藝自動(dòng)化運(yùn)行要求較高的大中型污泥好 氧發(fā)酵工程，小型污泥好氧發(fā)酵可采用鏟車出料或人工出料。

5）供氧設(shè)備 在污泥好氧發(fā)酵工藝中，應(yīng)用最多的供氧設(shè)備有羅茨風(fēng)機(jī)、高壓離心風(fēng)機(jī)、中低壓風(fēng)機(jī)

26

等。強(qiáng)制供風(fēng)方式中，根據(jù)風(fēng)壓風(fēng)量要求，宜采用羅茨風(fēng)機(jī)為宜，一臺風(fēng)機(jī)可為多個(gè)發(fā)酵倉

供風(fēng)。

6）監(jiān)測儀器 污泥高溫好氧發(fā)酵工藝運(yùn)行過程中，為保證發(fā)酵充分并避免臭氣污染，應(yīng)進(jìn)行在線監(jiān)測。

在線監(jiān)測的主要指標(biāo)是臭氣指標(biāo)（NH3、H2S）和工藝指標(biāo)（溫度、氧氣濃度）。需要配備 NH3、 H2S、溫度、氧氣濃度的在線監(jiān)測儀器。儀器材料應(yīng)選擇以耐腐蝕、靈敏度高、操作簡便的金 屬類探頭為主。

7）自動(dòng)控制操作系統(tǒng) 大中型污泥發(fā)酵工程應(yīng)配備自動(dòng)控制操作系統(tǒng)，以便達(dá)到精確控制發(fā)酵參數(shù)，縮短發(fā)酵

周期，促進(jìn)污泥發(fā)酵腐熟。該系統(tǒng)包括操作平臺、自動(dòng)實(shí)時(shí)采集及反饋控制軟件、便攜式設(shè) 備等。

3.4  新型膜覆蓋高溫好氧發(fā)酵工藝

膜覆蓋高溫好氧發(fā)酵工藝是一種將微孔功能膜作為脫水污泥好氧發(fā)酵處理覆蓋物的工藝 技術(shù)。

覆蓋功能膜的堆體在鼓風(fēng)的作用下，在膜內(nèi)形成一個(gè)低壓內(nèi)腔，從而使堆體供氧均勻充 分，溫度分布均勻，可以確保發(fā)酵物的衛(wèi)生化水平，保證致病性微生物在發(fā)酵過程中得到有 效殺滅，大大減少敞開式堆體工藝由于局部易發(fā)生厭氧而導(dǎo)致的臭氣產(chǎn)生。

由于功能膜的微孔特性，覆蓋在發(fā)酵體上，發(fā)酵中的水蒸氣和 CO2 可以自由排出，而致 病性微生物、氣溶膠等被有效隔離。功能膜同時(shí)還具有防雨功能，因此可以在室外建立發(fā)酵 堆體。

膜覆蓋高溫好氧發(fā)酵工藝的堆體可采用條垛式、發(fā)酵池式或簡倉式。堆體高度一般

1.5~2.5  m，寬度一般 4~7  m。供氧一般采用堆體底部通風(fēng)方式，采用中壓離心風(fēng)機(jī)供風(fēng)。各 堆體宜單獨(dú)設(shè)立風(fēng)機(jī)，并根據(jù)堆體的工藝指標(biāo)（溫度、氧氣濃度）對風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。由 于功能膜的覆蓋作用，風(fēng)機(jī)供氧利用率提高，風(fēng)機(jī)功率較小，能耗低。

膜覆蓋高溫好氧發(fā)酵工藝由預(yù)處理、進(jìn)料、一次發(fā)酵、二次發(fā)酵等工序組成。膜覆蓋高 溫好氧發(fā)酵工藝發(fā)酵產(chǎn)品衛(wèi)生化程度高、腐熟均勻。

4  好氧發(fā)酵設(shè)計(jì)與運(yùn)行控制

4.1  預(yù)處理

27

脫水污泥好氧發(fā)酵前須進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，以調(diào)節(jié)適宜的含水率、碳氮比（C/N）等參

數(shù)，并破碎成較小的顆粒。 污泥發(fā)酵前，脫水污泥必須與填充料進(jìn)行混合、破碎?；旌掀扑楹笪锪系念w料直徑應(yīng)≤

20 mm，含水率為 55%~60%，有機(jī)質(zhì)含量≥35%，C/N 在 20:1~30:1，pH 值應(yīng)調(diào)整至 6.0~8.0

之間。

與脫水污泥混合的填充料要求具有含水率低、C/N  比值高、具有一定的強(qiáng)度、顆粒分散 性好的特點(diǎn)。可利用剪枝、落葉等園林廢棄物和秸桿、木屑、鋸末等有機(jī)廢棄物，或利用已 發(fā)酵的熟料作為回填料。

4.2  發(fā)酵工藝參數(shù)與操作條件

1）衛(wèi)生學(xué)要求 應(yīng)達(dá)到無害化衛(wèi)生要求，符合現(xiàn)行國家相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

2）工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 供氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：供氧方式有自然通風(fēng)供氧、強(qiáng)制通風(fēng)供氧，翻堆供氧。在工程中三

種供氧方式可相互結(jié)合，形成多種供氧方式，但須保證發(fā)酵堆體中始終均勻有氧。一次發(fā)酵 堆體氧氣濃度應(yīng)在 5%以上。

發(fā)酵倉設(shè)計(jì)要求：采用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制供氧時(shí)，堆體高度不宜超過 3.0 m，當(dāng)污泥物料含水率較

高時(shí)，堆體高度不宜超過 2 m。一次發(fā)酵推薦采用發(fā)酵池式發(fā)酵。 工藝參數(shù)監(jiān)控：溫度、氧氣、水分、C/N、臭氣是影響好氧發(fā)酵過程的關(guān)鍵工藝參數(shù)。

大中型發(fā)酵工程應(yīng)對關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測和調(diào)控，以提高發(fā)酵效率和工藝穩(wěn)定性，達(dá) 到更好的臭氣控制和節(jié)能減排效果。對原始污泥和發(fā)酵產(chǎn)品的理化性質(zhì)和衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)也應(yīng)根 據(jù)需要進(jìn)行必要的檢測。

進(jìn)出料設(shè)計(jì)要求：進(jìn)料應(yīng)均勻鋪料，防止出現(xiàn)堆體物料擠壓；采用布?xì)獍逑到y(tǒng)，可有效 避免物料壓實(shí)，造成的通氣不暢。

3）一次發(fā)酵操作條件 發(fā)酵堆體中的溫度、氧氣濃度、耗氧速率監(jiān)測間隔應(yīng)以分鐘計(jì)。條件允許時(shí)，建議采用

自動(dòng)采集與實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)獲取參數(shù)信息，保證發(fā)酵通風(fēng)風(fēng)量的及時(shí)調(diào)整。一次發(fā)酵堆體氧濃 度不低于 5%，溫度應(yīng)保持在 55  ℃以上，持續(xù)時(shí)間不少于 6d，總發(fā)酵時(shí)間不少于 7d。一次 發(fā)酵結(jié)束時(shí)，發(fā)酵污泥須滿足表 4-2 中的相關(guān)指標(biāo)。

28

表 4-2 發(fā)酵結(jié)束時(shí)發(fā)酵污泥相關(guān)指標(biāo)

4.3  二次發(fā)酵工藝參數(shù)與操作條件

二次發(fā)酵堆體溫度建議不高于 45℃，二次發(fā)酵周期一般在 30~50d。二次發(fā)酵推薦采用條 垛式發(fā)酵。二次發(fā)酵結(jié)束時(shí)，發(fā)酵污泥須滿足表 4-3 中的相關(guān)指標(biāo)。

表 4-3 二次發(fā)酵結(jié)束時(shí)發(fā)酵污泥相關(guān)指標(biāo)

5 二次污染控制要求

1）作業(yè)環(huán)境要求

作業(yè)區(qū)的監(jiān)測項(xiàng)目應(yīng)包括噪聲、粉塵、惡臭氣體（H2S、NH3 等）、細(xì)菌總數(shù)（空氣）；廠 內(nèi)外環(huán)境的監(jiān)測項(xiàng)目應(yīng)包括大氣中單項(xiàng)指標(biāo)（CO2、CO、NOx、飄塵、總懸浮顆粒物）、地面 水水質(zhì)、噪聲、蠅類密度和臭級。污泥不宜在廠內(nèi)外場地上裸卸，場地上散落污泥必須每日 清掃；發(fā)酵車間構(gòu)筑物應(yīng)具有防雨、隔音、防腐功能；應(yīng)配置換氣裝置和排水設(shè)施；廠內(nèi)應(yīng) 采取滅蠅措施；在發(fā)酵過程中應(yīng)保證全過程好氧，減少臭氣產(chǎn)生；發(fā)酵廠宜全封閉運(yùn)行，發(fā) 酵車間內(nèi)需保持微負(fù)壓，并設(shè)計(jì)良好的通風(fēng)條件。惡臭污染物控制建議采用生物除臭法。惡 臭氣體（H2S、NH3 等）的允許濃度，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1、

《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》GBZ2 和《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554 的規(guī)定。

2）脫水污泥和發(fā)酵產(chǎn)物的儲(chǔ)存和輸送要求 應(yīng)避免脫水污泥的長時(shí)間儲(chǔ)存，脫水污泥儲(chǔ)存時(shí)間不宜超過  12h；脫水污泥的輸送應(yīng)有

良好的銜接，避免污泥散落，盡可能減少臭氣污染的發(fā)生；應(yīng)設(shè)置污泥發(fā)酵產(chǎn)物倉庫，倉庫 容量應(yīng)按能存儲(chǔ) 30d 以上污泥發(fā)酵產(chǎn)品來設(shè)置。

6 高溫好氧發(fā)酵工藝的成本評價(jià)與分析

根據(jù)機(jī)械化和自動(dòng)化水平、工程規(guī)模的不同，投資成本可按 25~45 萬元/ t 污泥（含水率

29

真 80%含水率）·d 進(jìn)行估算（不含征地費(fèi)）。

考慮人工、能耗、調(diào)理劑、藥劑、設(shè)備折舊、維修等因素，運(yùn)行成本大致為 120~160 元/  t

污泥（含水率 80%）。 根據(jù)處理規(guī)模的不同，發(fā)酵裝置的型式、機(jī)械化程度的不同，處理工藝所需的土地面積

也不同，一般占地面積可按 150~200 m2/ t 污泥（80%含水率）進(jìn)行估算。

第四節(jié)           污泥熱干化技術(shù)

1  原理與作用

為滿足污泥后續(xù)處置要求，需要進(jìn)一步降低常規(guī)機(jī)械脫水污泥的含水率。污泥的熱干化 是指通過污泥與熱媒之間的傳熱作用，脫除污泥中水分的工藝過程。

2  應(yīng)用原則

應(yīng)根據(jù)處置的需要和實(shí)際條件選擇干化的類型和工藝技術(shù)。熱干化工藝應(yīng)與余熱利用相 結(jié)合，不宜單獨(dú)設(shè)置熱干化工藝?？沙浞掷梦勰鄥捬跸幚磉^程中產(chǎn)生的沼氣熱能、垃 圾和污泥焚燒余熱、熱電廠余熱或其他余熱干化污泥。

3  污泥干化工藝與設(shè)備

3.1  一般工藝流程

污泥熱干化系統(tǒng)主要包括儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、干化系統(tǒng)、尾氣凈化與處理、電氣自控儀表系統(tǒng)及 其輔助系統(tǒng)等。污泥熱干化系統(tǒng)的一般工藝流程，如圖 4-5 所示。

儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)主要包括料倉、污泥泵、污泥輸送機(jī)等；干化系統(tǒng)以各種類型的干化工藝設(shè)備

為核心；尾氣凈化與處理包括干化后尾氣的冷凝和處理系統(tǒng)；電氣自控儀表系統(tǒng)包括滿足系 統(tǒng)測量控制要求的電氣和控制設(shè)備；輔助系統(tǒng)包括壓縮空氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風(fēng)采暖、 消防系統(tǒng)等。

30

儲(chǔ) 運(yùn) 系 統(tǒng)

熱源

干

化 系 統(tǒng)

濕污泥

污泥干化機(jī)

干污泥倉

干污泥

冷凝換熱器

不可凝氣體

冷卻水

尾氣 凈化

引風(fēng)機(jī)

儲(chǔ)

運(yùn) 系 統(tǒng)

3.2 工藝與設(shè)備

污泥泵

滑架

圖 4-5 污泥熱干化工藝流程

濕污泥倉

1）工藝設(shè)備類型

根據(jù)熱量傳遞方式的不同，污泥干化設(shè)備分為直接加熱和間接加熱兩種方式?？紤]到系 統(tǒng)的安全性和防止二次污染，推薦采用間接加熱的方式。

2）干化工藝設(shè)備 目前應(yīng)用較多的污泥干化工藝設(shè)備包括流化床干化、帶式干化、槳葉式干化、臥式轉(zhuǎn)盤

式干化、立式圓盤式干化和噴霧干化等六種工藝設(shè)備。干化工藝和設(shè)備應(yīng)綜合考慮技術(shù)成熟 性和投資運(yùn)行成本，并結(jié)合不同污泥處理處置項(xiàng)目的要求進(jìn)行選擇。

?  流化床干化

流化床干化系統(tǒng)中污泥顆粒溫度一般為  40℃~85℃，系統(tǒng)氧含量<3%，熱媒溫度  180℃

~220℃。推薦采用間接加熱方式，熱媒常采用導(dǎo)熱油，可利用天然氣、燃油、蒸汽等各種熱 源。流化床干化工藝既可對污泥進(jìn)行全干化處理，也可半干化，最終產(chǎn)品的污泥顆粒分布較 均勻，直徑 1~5 mm。

流化床干化工藝設(shè)備單機(jī)蒸發(fā)水量 1000~20000 kg/h，單機(jī)污泥處理能力 30~600 t/d（含

水率以 80%計(jì)）?？捎糜诟鞣N規(guī)模的污水處理廠，尤其適用于大型和特大型污水處理廠。干化 效果好，處理量大；國內(nèi)有成功工程經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。但投資和維修成本較高；當(dāng)污泥含沙量 高時(shí)應(yīng)注意采用防磨措施。

?  帶式干化

31

帶式干化的工作溫度從環(huán)境溫度到 65℃，系統(tǒng)氧含量<10%；直接加料，無需干泥返混。

帶式干化工藝設(shè)備既可適應(yīng)于污泥全干化，也適用于污泥半干化。出泥含水率可以自由設(shè)置， 使用靈活。在部分干化時(shí)，出泥顆粒的含水率一般可在 15%~40%之間，出泥顆粒中灰塵含量 很少；當(dāng)全干化時(shí)，含水率小于 15%，粉碎后顆粒粒徑范圍在 3~5  mm。帶式干化工藝設(shè)備 可采用直接或間接加熱方式，可利用各種熱源，如天然氣、燃油、蒸汽、熱水、導(dǎo)熱油、來 自于氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水及排放氣體等。

帶式干化有低溫和中溫兩種方式。低溫干化裝置單機(jī)蒸發(fā)水量一般小于 1000 kg/h，單機(jī) 污泥處理能力一般小于 30 t/d（含水率以 80%計(jì)），只適用于小型污水處理廠；中溫干化裝置 單機(jī)蒸發(fā)水量可達(dá) 5000 kg/h，全干化時(shí)，單機(jī)污泥處理能力最高可達(dá)約 150 t/d（含水率以 80% 計(jì)），可用于大中型污水處理廠。由于主體設(shè)備為低速運(yùn)行，磨損部件少，設(shè)備維護(hù)成本很低； 運(yùn)行過程中不產(chǎn)生高溫和高濃度粉塵，安全性好；使用比較靈活，可利用多種熱源。但單位 蒸發(fā)量下設(shè)備體積比較大；采用循環(huán)風(fēng)量大，熱能消耗較大。

?  槳葉式干化 槳葉式干化通過采用中空槳葉和帶中空夾層的外殼，具有較高的熱傳遞面積和物料體積

比。污泥顆粒溫度<80℃，系統(tǒng)氧含量<10%，熱媒溫度  150℃~220℃。一般采用間接加熱， 熱媒首選蒸汽，也可采用導(dǎo)熱油（通過燃燒沼氣、天然氣或煤等加熱）。干污泥不需返混，出 口污泥的含水率可以通過軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，既可全干化，也可半干化。全干化污泥的 顆粒粒徑小于 10 mm，半干化污泥為疏松團(tuán)狀。

槳葉式干化工藝設(shè)備單機(jī)蒸發(fā)水量最高可達(dá) 8000 kg/h，單機(jī)污泥處理能力達(dá)約 240 t/（含

水率以 80%計(jì)），適用于各種規(guī)模的污水處理廠。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；運(yùn)行過程中不產(chǎn)生高溫和 高濃度粉塵，安全性高；國內(nèi)有成功的工程經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。但污泥易黏結(jié)在槳葉上影響傳熱， 導(dǎo)致熱效率下降，需對漿葉進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)。

?  臥式轉(zhuǎn)盤式干化

臥式轉(zhuǎn)盤式干化既可全干化，也可半干化。全干化工藝顆粒溫度 105  ℃，半干化工藝顆 粒溫度 100℃；系統(tǒng)氧含量<10%；熱媒溫度 200℃~300℃。采用間接加熱，熱媒首選飽和蒸 汽，其次為導(dǎo)熱油（通過燃燒沼氣、天然氣或煤等加熱），也可以采用高壓熱水。污泥需返混， 返混污泥含水率一般需低于 30％。全干化污泥為粒徑分布不均勻的顆粒，半干化污泥為疏松 團(tuán)狀。

臥式轉(zhuǎn)盤式干化工藝設(shè)備單機(jī)蒸發(fā)水量為 1000~7500 kg/h，單機(jī)污泥處理能力為 30~225

t/d（含水率以 80%計(jì)），適用于各種規(guī)模的污水處理廠。結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱面積大，設(shè)備占地面

32

積較省。但可能存在污泥附著現(xiàn)象，干化后成疏松團(tuán)狀，需造粒后方可作肥料銷售；在國內(nèi)

暫沒有工程應(yīng)用。

?  立式圓盤式干化 立式圓盤式干化又被稱為珍珠造粒工藝，僅適用于污泥全干化處理，顆粒溫度 100℃~40℃，

系統(tǒng)氧含量<5%，熱媒溫度  250℃~300℃。采用間接加熱，熱媒一般只采用導(dǎo)熱油（通過燃

燒沼氣、天然氣或煤等加熱）。返混的干污泥顆粒與機(jī)械脫水污泥混合，并將干顆粒涂覆上一 層薄的濕污泥，使含水率降至 30%~40%。干化污泥顆粒粒徑分布均勻，平均直徑在 1~5 mm 之間，無須特殊的粒度分配設(shè)備。

立式圓盤式干化工藝設(shè)備的單機(jī)蒸發(fā)水量一般為 3000~10000 kg/h，單機(jī)污泥處理能力從

90~300  t/d（含水率以 80%計(jì)），適用于大中型污水處理廠。結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱面積大，設(shè)備占 地面積較省；污泥干化顆粒均勻，可適應(yīng)的消納途徑較多。僅適用于全干化，對導(dǎo)熱油的要 求較高；在國內(nèi)暫沒有應(yīng)用。

⑥噴霧干化 噴霧干化系統(tǒng)是利用霧化器將原料液分散為霧滴，并用熱氣體（空氣、氮?dú)?、過熱蒸汽

或煙氣）干燥霧滴。原料液可以是溶液、乳濁液、懸浮液或膏糊液。干燥產(chǎn)品根據(jù)需要可制 成粉狀、顆粒狀、空心球或團(tuán)粒狀。

噴霧干化采用并流式直接加熱，既可用于污泥半干化，也可用于全干化，且無須污泥返 混。脫水污泥經(jīng)霧化器霧化后，霧化液滴粒徑在  30~150μm  之間。熱媒首選污泥焚燒高溫?zé)?氣，其次為熱空氣（通過燃燒沼氣、天然氣或煤等產(chǎn)生），也可采用高壓過熱蒸汽。采用污泥 焚燒高溫?zé)煔鈺r(shí)，進(jìn)塔溫度為 400℃~500℃，排氣溫度為 70℃~90℃，污泥顆粒溫度小于 70℃， 干化污泥顆粒粒徑分布均勻，平均粒徑在 20~120 μm 之間。

噴霧干化工藝設(shè)備的單機(jī)蒸發(fā)能力一般為 5~12000  kg/h，單機(jī)處理能力最高可達(dá) 360  t/d

（含水率以 80%計(jì)），適用于各種規(guī)模的污水處理廠。干燥時(shí)間短（以 s 計(jì)），傳熱效率高， 干燥強(qiáng)度大采用污泥焚燒高溫?zé)煔鈺r(shí)，干燥強(qiáng)度可達(dá)  12~15  kg/（m3?h），干化污泥顆粒溫度 低，結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，安全性高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，占地面積小。但干燥系統(tǒng)排 出的尾氣中粉塵含量高，有惡臭，需經(jīng)兩級除塵和脫臭處理。國內(nèi)已有工程實(shí)例可借鑒。

3.3  尾氣凈化與處理

污泥干化后的尾氣包括水蒸汽和不可凝氣體（臭氣），需首先進(jìn)行分離。水蒸汽通過冷凝 裝置冷凝后處理，不可凝氣體（臭氣）外排。干化尾氣冷凝裝置可采用噴淋塔或冷凝器。

33

4  設(shè)計(jì)與工藝控制

4.1 設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制要點(diǎn)

1）污泥熱干化程度的選擇應(yīng)遵循下列原則：利用干化工藝自身的技術(shù)特點(diǎn)；整個(gè)干化通 過污泥與熱媒之間的傳熱作用和后續(xù)處置系統(tǒng)投資和運(yùn)行成本應(yīng)最低；考慮污泥形態(tài)（松散 度和粒度）對污泥輸送、給料系統(tǒng)和后續(xù)處置設(shè)備的適應(yīng)性。

2）按照干化熱源的成本，從低到高依次如下：①煙氣；②燃煤；③蒸汽；④燃油；⑤沼 氣；⑥天然氣。一般來說間接加熱方式可以使用所有的能源，其利用的差別僅在溫度、壓力 和效率。直接加熱方式，則因能源種類不同，受到一定限制。其中燃煤爐、焚燒爐的煙氣量 大，又存在腐蝕性污染物，較難使用。

3）與干化設(shè)備爆炸有關(guān)的三個(gè)主要因素是氧氣、粉塵和顆粒的溫度。不同的工藝會(huì)有些 差異，但總的來說必須控制的安全要素是：流化床式和立式圓盤式的氧氣含量小于 5%，帶式、 槳葉式和臥式轉(zhuǎn)盤式的氧氣含量小于 10%；粉塵濃度小于 60 g/m3；顆粒溫度小于 110  ℃。

4）濕污泥倉中甲烷濃度控制在 1％以下；干泥倉中干泥顆粒的溫度控制在 50  ℃以下。

5）為避免濕污泥敞開式輸送對環(huán)境造成影響，應(yīng)采用污泥泵和管道將濕污泥密封輸送入 干化機(jī)。干化機(jī)出料口須設(shè)置事故儲(chǔ)存?zhèn)}或緊急排放口，供污泥干化機(jī)停運(yùn)或非正常運(yùn)行時(shí)， 暫存或外排。

6）沙石混入污泥對干化設(shè)備的安全性存在著負(fù)面影響。對于含沙量較大的污泥，可通過 增加耐磨裕量、降低轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)速等措施降低換熱面的磨損。特別是采用導(dǎo)熱油作為熱媒介 質(zhì)時(shí)，須十分注意。

4.2 二次污染控制要求

污泥干化后蒸發(fā)出的水蒸汽和不可凝氣體（臭氣）需進(jìn)行分離。水蒸汽通過冷凝裝置冷 凝后處理。焚燒廠的廢水經(jīng)過處理后應(yīng)優(yōu)先回用。當(dāng)廢水需直接排入水體時(shí)，其水質(zhì)應(yīng)符合

《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978 的規(guī)定。 為防止污泥干化過程中臭氣外泄，干化裝置必須全封閉，污泥干化機(jī)內(nèi)部和污泥干化間

需保持微負(fù)壓。干化后污泥應(yīng)密封儲(chǔ)存，以防止由于污泥溫度過高而導(dǎo)致臭氣揮發(fā)。干化廠 惡臭污染物控制與防治應(yīng)符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554 的規(guī)定。

干化廠的噪聲應(yīng)符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB  3096 和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

GB 12348 的規(guī)定，對建筑物內(nèi)直接噪聲源控制應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ 87

34

的規(guī)定。 干化廠噪聲控制應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源控制措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點(diǎn)的噪聲控制宜采取以

隔音為主，輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。

5  投資和運(yùn)行成本的評價(jià)及分析

投資成本是由系統(tǒng)復(fù)雜程度、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決定的。一般情況下，若有可利用的 余熱能源，熱干化采用國產(chǎn)設(shè)備時(shí)，單位投資成本在 10~20 萬元/t 污泥（含水率 80%）；若干 化設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備，單位投資成本在 30~40 萬元/t 污泥（含水率 80%）。

污泥熱干化的運(yùn)行成本是由眾多因素所決定的，例如干化熱源的價(jià)格、最終干化污泥的

含水率、是否需單獨(dú)建設(shè)尾氣凈化系統(tǒng)等，難以轉(zhuǎn)化到具體金額。各干化設(shè)備的具體能耗， 如表 4-4 所示。

表 4-4       各種干化設(shè)備的具體能耗

第五節(jié)               石灰穩(wěn)定技術(shù)

1  原理與作用

通過向脫水污泥中投加一定比例的生石灰并均勻摻混，生石灰與脫水污泥中的水分發(fā)生 反應(yīng)，生成氫氧化鈣和碳酸鈣并釋放熱量。石灰穩(wěn)定可產(chǎn)生以下作用：

1）滅菌和抑制腐化。溫度的提高和 pH 的升高可以起到滅菌和抑制污泥腐化的作用，尤 其在 pH≥12 的情況下效果更為明顯，從而可以保證在利用或處置過程中的衛(wèi)生安全性；

2）脫水。根據(jù)石灰投加比例（占濕污泥的比例）的不同（5％~30％），可使含水率 80％ 的污泥在設(shè)備出口的含水率達(dá)到 74.0％~48.2％。通過后續(xù)反應(yīng)和一定時(shí)間的堆置，含水率可 進(jìn)一步降低；

3）鈍化重金屬離子。投加一定量的氧化鈣使污泥成堿性，可以結(jié)合污泥中的部分金屬離 子，鈍化重金屬；

4）改性、顆?；??？筛纳苾?chǔ)存和運(yùn)輸條件，避免二次飛灰、滲濾液泄漏。

35

2  應(yīng)用原則

污泥的石灰穩(wěn)定技術(shù)可以做為建材利用、水泥廠協(xié)同焚燒、土地利用、衛(wèi)生填埋等污泥 處置方式的處理措施。

采用石灰穩(wěn)定技術(shù)應(yīng)考慮當(dāng)?shù)厥襾碓吹姆€(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量方面的可靠性。

3 石灰穩(wěn)定工藝與系統(tǒng)組成

3.1 工藝流程

石灰罐車               石灰倉儲(chǔ)系統(tǒng)

廢氣高空排放

石灰計(jì)量投加裝置

廢氣收集系統(tǒng)

濕污泥輸送系統(tǒng)

混合反應(yīng)系統(tǒng)

廢氣                       廢氣

成品污泥輸送系統(tǒng)               成品

圖 4-6       石灰穩(wěn)定工藝系統(tǒng)流程圖

3.2 系統(tǒng)組成

1）輸送系統(tǒng)（包括濕泥及成品污泥輸送） 一般可選擇螺旋輸送機(jī)或帶式輸送機(jī)，應(yīng)采用全封閉結(jié)構(gòu)，以防止污泥散發(fā)的臭氣排放

到大氣中，影響操作環(huán)境，危害操作人員的健康。

2）石灰倉儲(chǔ)與計(jì)量給料系統(tǒng) 石灰料倉用來暫時(shí)儲(chǔ)存罐車運(yùn)送來的石灰粉料。設(shè)有破拱裝置、倉頂布袋除塵器、料位

器等。

計(jì)量給料系統(tǒng)應(yīng)確保在混合反應(yīng)器開啟后，石灰能持續(xù)、定量輸送至混合反應(yīng)器內(nèi)。主 要由進(jìn)料斗、進(jìn)料料位監(jiān)測和出料裝置、計(jì)量投加裝置等組成。

3）干化混合反應(yīng)系統(tǒng) 作為石灰干化穩(wěn)定工藝的核心設(shè)備，其運(yùn)行表現(xiàn)直接影響整個(gè)項(xiàng)目效果。目前一般選擇

傳統(tǒng)臥式混合攪拌反應(yīng)器，主要由混合圓筒、工作軸、攪拌元件、在線監(jiān)測裝置等組成。

4）廢氣收集及處理系統(tǒng) 污泥石灰穩(wěn)定工藝中，廢氣主要特點(diǎn)是高溫、高濕、高粉塵濃度、低有毒氣體濃度。它

36

的主要成分為水蒸氣、石灰粉塵、氨氣，溫度約為  30℃~50℃。針對該類廢氣，一般選擇濕

式噴淋塔或增加凈化單元可滿足處理需求。

4  設(shè)計(jì)與運(yùn)行控制

1）石灰摻混比例

根據(jù)污泥含水率、石灰活性及最終處置方式差異，石灰摻混比例可在 30％以內(nèi)調(diào)整。不 同加鈣量的脫水效果，見表 4-5。

表 4-5 加鈣處理后污泥溫度、pH 值及含固量變化（原始污泥含固率 22.7%）

2）混合物料的后續(xù)反應(yīng)

石灰—污泥在快速混合后反應(yīng)仍將不同程度地持續(xù)數(shù)小時(shí)至數(shù)天，設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)化工藝條 件有利于污泥的后續(xù)反應(yīng)及水蒸汽的蒸發(fā)，可以通過設(shè)計(jì)混合物料堆置設(shè)施（一般為  5~10d 混合物料的堆置空間）為其進(jìn)一步的反應(yīng)提供有利條件，但要考慮粉塵及有毒有害氣體的控 制。

5 投資及運(yùn)行成本的評價(jià)與分析

相對污泥熱干化、焚燒等處置方式，污泥石灰穩(wěn)定工藝基建投資較低，根據(jù)規(guī)模及混合 設(shè)備選型不同，固定資產(chǎn)投資約為 2~4 萬元/t 污泥（含水率 80%）。

目前國內(nèi)工程實(shí)例較少，工藝直接運(yùn)行費(fèi)用主要由石灰、電、人工、設(shè)備維護(hù)等費(fèi)用組

成。根據(jù)石灰摻混比例不同，單噸運(yùn)行成本約為 50~150 元，其中，石灰消耗可占到總運(yùn)行費(fèi) 用的 70％~90％。

第六節(jié) 其他技術(shù)

1  污泥熱解處理技術(shù)

37

污泥熱解技術(shù)是指污泥中有機(jī)質(zhì)在缺氧條件下加熱到一定溫度裂解，轉(zhuǎn)化為燃油、燃?xì)狻?/span>

污泥碳和水的技術(shù)。根據(jù)污泥熱解溫度和產(chǎn)物的不同，污泥熱解處理技術(shù)可以分為污泥氣化 技術(shù)、污泥油化技術(shù)和污泥炭化技術(shù)三大類。

污泥熱解技術(shù)具有污泥中能量有效回收利用、溫室氣體排放減少、重金屬得以固化、避

免二噁 英的產(chǎn)生、占地少、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。

2 污泥水熱處理技術(shù)

水熱處理技術(shù)是將污泥加熱，在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機(jī)物水解，破壞污 泥的膠體結(jié)構(gòu)，改善脫水性能和厭氧消化性能的技術(shù)，也稱熱調(diào)質(zhì)。

水熱處理技術(shù)按照處理過程是否通入氧化劑，把水熱處理分成熱處理（也稱為熱水解） 和濕式氧化兩種。熱處理沒有氧化劑通入，而濕式氧化需要向反應(yīng)器內(nèi)通入氧化劑。水熱處 理按照反應(yīng)溫度和壓力的不同，又分為低壓、中壓、高壓氧化以及超臨界氧化。按照添加催 化劑與否，分為催化氧化和非催化氧化。

水熱處理技術(shù)可與多種污泥處理、處置技術(shù)直接對接、聯(lián)合使用。經(jīng)過水熱處理后的污 泥脫水性能大幅度提高，經(jīng)機(jī)械脫水可獲得低含水率的泥餅，為污泥的處理和處置提供了基 礎(chǔ)；水熱處理后污泥可進(jìn)行高效率的厭氧消化，將污泥中的有機(jī)質(zhì)充分轉(zhuǎn)化為沼氣；同時(shí)， 針對水熱處理上清液可引入水處理的高效厭氧工藝中，整體提高污泥處理系統(tǒng)效率；污泥中 病原微生物在高溫高壓環(huán)境下被徹底殺滅。

38

第五章   污泥處置方式及相關(guān)技術(shù)

第一節(jié)               污泥土地利用

1  原理與作用

經(jīng)無害化和穩(wěn)定化處理后的污泥及污泥產(chǎn)品，以有機(jī)肥、基質(zhì)、腐殖土、營養(yǎng)土等形式 可用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林綠化和土壤改良等方面，使污泥中的有機(jī)質(zhì)及氮磷等營養(yǎng)資源得以 充分利用，同時(shí)污泥也可得以有效處置。

2  應(yīng)用原則

污泥必須經(jīng)過厭氧消化、好氧發(fā)酵等穩(wěn)定化及無害化處理后，才能進(jìn)行土地利用。 未經(jīng)穩(wěn)定化處理的污泥進(jìn)行農(nóng)用時(shí)，可造成燒苗現(xiàn)象。污泥經(jīng)穩(wěn)定化及無害化處理后，

有機(jī)污染物得到部分降解，重金屬活性得到鈍化，通過無害化過程產(chǎn)生的熱量將污泥中大腸 桿菌、病原菌和蟲卵等滅殺，雜草種子滅活，降低了污泥在進(jìn)行土地利用時(shí)的衛(wèi)生和環(huán)境風(fēng) 險(xiǎn)，并提高了植保安全性。

3 泥質(zhì)要求

1）養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)

以有機(jī)肥料形式用于農(nóng)業(yè)用途（包括農(nóng)田 、果園和牧草地等）的污泥，其氮 磷 鉀

（N+P2O5+K2O）含量應(yīng)不低于 20 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量不低于 200 g/kg。以基質(zhì)形式用于農(nóng)業(yè)用 途（包括草坪基質(zhì)、容器育苗基質(zhì)、苗木基質(zhì)等）的污泥，其氮磷鉀總量不低于 40 g/kg，有 機(jī)質(zhì)含量不低于 240 g/kg。用于園林綠化和林地用途的污泥，其氮磷鉀總量不低于 30 g/kg， 有機(jī)質(zhì)含量不低于  200  g/kg。用于土壤改良和植被恢復(fù)途徑的污泥，其養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)含量， 原則上不做要求。

2）重金屬

用于農(nóng)業(yè)用途的污泥重金屬限值須符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置  農(nóng)用泥質(zhì)》CJ/T309 標(biāo)準(zhǔn)的要求，可分為 A 級和 B 級污泥。A 級污泥要求較為嚴(yán)格，可用于蔬菜和糧食作物等食 物鏈作物和纖維作物、飼料作物、油料作物等非食物鏈作物；B  級污泥對重金屬限量適度放 寬，但只能用于纖維作物、飼料作物、油料作物等非食物鏈作物。用于園林綠化和林地的污

39

泥重金屬限值須符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置  園林綠化用泥質(zhì)》GB/T 23486 標(biāo)準(zhǔn)的要求。

用于沙荒地、鹽堿地和礦山廢棄地土壤改良的污泥重金屬含量應(yīng)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥 處置  土地改良用泥質(zhì)》CJ/T 291 標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3）物理性質(zhì)

用于農(nóng)業(yè)用途的污泥，粒徑不應(yīng)高于 10  mm，無粒徑大于 5  mm 的雜物。用于育苗基質(zhì) 的污泥其容重應(yīng)低于 0.8 g/cm3，總孔隙度和持水孔隙度分別不低于 60%和 40%，電導(dǎo)率小于

3 ms/cm，pH 應(yīng)在 6.0~8.0 之間。

4）腐熟度 以種子發(fā)芽指數(shù)作為污泥腐熟度的量化指標(biāo)。用于農(nóng)業(yè)用途的污泥種子發(fā)芽指數(shù)不低于

60%。園林綠化和林地用途的污泥種子發(fā)芽指數(shù)不低于  50%。用于基質(zhì)途徑的污泥其種子發(fā) 芽指數(shù)不低于 75%。

5）衛(wèi)生指標(biāo)

進(jìn)行土地利用處置的污泥蛔蟲卵死亡率應(yīng)不低于 95%，糞大腸菌群值不低于 0.01。

4  土地利用的方式與方法

4.1  依據(jù)土地周圍環(huán)境條件并結(jié)合處理方法選擇具體的操作方式 濕污泥直接進(jìn)行土地利用時(shí)，有耕作層施用、深層施用等操作方式。當(dāng)用于污泥處置的

土地遠(yuǎn)離人群，周圍環(huán)境不敏感時(shí)，可在耕作層直接施用。如周圍環(huán)境敏感，污泥在土地上 攤鋪后，應(yīng)及時(shí)深翻至耕作層以下，避免惡臭污染。國外有的城市還將未經(jīng)脫水的泥漿直接 注入耕作層。好氧發(fā)酵的污泥施用條件較好，一般可在耕作層直接施用。

4.2  依據(jù)應(yīng)用對象對養(yǎng)分的需求特性合理確定污泥施用量

污泥中的氮磷鉀無機(jī)養(yǎng)分主要以有機(jī)態(tài)類型存在，因此污泥的養(yǎng)分釋放特性以長效和緩 釋為主。同時(shí)，污泥有機(jī)態(tài)養(yǎng)分中又以易礦化態(tài)類型為主，在施用后速效養(yǎng)分釋放較其他有 機(jī)物料更為迅速，因此又兼具速效性。在進(jìn)行土地利用時(shí)，建議考慮應(yīng)用對象的養(yǎng)分需求特 性，對于生長周期較長，特別是需要貯藏養(yǎng)分（如果樹、林地等）的應(yīng)用對象，適當(dāng)提高污 泥用量與添加比例。而對于生長周期較短的作物，適當(dāng)降低污泥用量。涉及移栽環(huán)節(jié)的作物， 在移栽后應(yīng)適當(dāng)增加污泥用量，保證緩苗的養(yǎng)分需求。以基質(zhì)形式開展土地利用，適當(dāng)提高 污泥添加比例，甚至可全量使用污泥，以保證滿足育苗期的充足養(yǎng)分需求。

40

4.3  不同應(yīng)用對象的一般施用量

1）農(nóng)用為主的有機(jī)肥料 以有機(jī)肥料形式進(jìn)行污泥農(nóng)業(yè)應(yīng)用，其應(yīng)用對象包括林木、果樹、花卉，在一定的限制

條件下，也可用于麥谷類糧食作物等，一般作為基肥（底肥）進(jìn)行應(yīng)用，也可作為追肥施用。 施用量應(yīng)根據(jù)作物養(yǎng)分需求、土壤養(yǎng)分供應(yīng)特性和土壤環(huán)境容量綜合確定，一般作物年 度施用量范圍控制在 4~8 kg/m2。對于由污泥制成的有機(jī)無機(jī)復(fù)合（混）肥，由于化肥成分的

添加，可適當(dāng)降低施用量。蔬菜和糧食作物在收獲前 30~40d 不應(yīng)再施用污泥有機(jī)肥料。

2）育苗基質(zhì) 育苗基質(zhì)的應(yīng)用范圍包括：蔬菜育苗、林木育苗、花卉育苗等適宜工廠化操作的容器育

苗。

對于以育苗基質(zhì)為途徑的土地利用方式，可將污泥視為營養(yǎng)土使用，建議適量提高污泥 添加比例，一般占育苗基質(zhì)體積的 50%~70%，特別是林木育苗基質(zhì)，可全部采用腐熟污泥作 為基質(zhì)原料。

3）園林與公路綠化 園林綠化應(yīng)用對象包括城市綠化帶、公園綠化、行道綠化、公路護(hù)坡、隔離帶及轉(zhuǎn)盤綠

化等。

一般園林綠化年度施用量應(yīng)控制在 4~8 kg/m2，對于公路綠化和樹木類可適當(dāng)提高至 8~10

kg/m2。施用方式以溝施和穴施為主。

4）林地 包括自然形成的森林和人工速生林等。

一般年度施用量控制在 6~8 kg/m2。施用方式以穴施為主。

5）草坪 適用于人工建植的帶土生產(chǎn)和無土生產(chǎn)的草坪。

年度施用量一般應(yīng)控制在 5~10 kg/m2，最高不宜超過 12 kg/m2。施用方式以撒施為主。

6）生態(tài)修復(fù)與植被恢復(fù) 適合在礦山廢棄地、退化土地和植被無法生長的沙荒地施用。

年度施用量一般應(yīng)結(jié)合恢復(fù)工程條件而確定，一般不高于 3 kg/m2，可在施用后的污泥覆 蓋層上種植恢復(fù)性植物。施用方式以覆蓋和機(jī)械摻混為主。

41

5  土地利用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與管理

對于污泥土地利用，應(yīng)進(jìn)行全過程的風(fēng)險(xiǎn)管理與控制。全過程風(fēng)險(xiǎn)控制流程，見圖 5-1。

脫水污泥

無害化、穩(wěn)定化預(yù)處理

另行處置

有機(jī)

草坪           林地

肥料

育苗           園林與公

基質(zhì)             路綠化

生態(tài)修復(fù)與

植被恢復(fù)

定期監(jiān)測              登記備案

環(huán)境安全性

制有毒有害的工業(yè)廢水排入市政下水道。

5.2  病原體

污泥中含有大量細(xì)菌、病毒、蛔蟲卵，其中一部分為人畜共患病源，因此在污泥土地利 用之前，需進(jìn)行無害化處理。但大部分病蟲害的致死溫度均在  50℃~60℃，與污泥高溫好氧 及厭氧發(fā)酵的溫度要求相符合，因此只要經(jīng)過高溫好氧及厭氧發(fā)酵等高溫（55℃，5~7d）處 理，污泥中病菌、蟲卵均得以滅殺（活），實(shí)現(xiàn)土地利用病蟲害風(fēng)險(xiǎn)最低化。

5.3  雜草

污泥中含有的雜草種籽較多，主要源于生活污水夾雜的果蔬種籽，其外殼堅(jiān)硬，在污水 處理過程中并未失活，因此沉淀在污泥中仍具有潛在發(fā)芽能力。在進(jìn)行污泥土地利用，特別 是在草坪和育苗基質(zhì)上應(yīng)用時(shí)，應(yīng)考慮由此可能造成的生物風(fēng)險(xiǎn)。污泥中的雜草有可能成為 入侵草種，影響土地利用效果。

5.4  鹽害

污泥中鹽離子成分復(fù)雜且含量較高，特別是氯化鈉（NaCl）含量達(dá)到普通土壤的  20~40 倍，已超過普通作物的鹽分忍耐范圍。因此，在污泥土地利用時(shí)，應(yīng)考慮采取輔助措施，如 淋洗脫鹽、加大噴灌水量等，降低鹽分含量，減少其應(yīng)用對作物的負(fù)面影響。

5.5 對水體的影響

在重要水源地類型的湖庫周圍 1km 范圍內(nèi)，不宜進(jìn)行污泥土地利用。在洪水頻繁爆發(fā)區(qū) 域，不建議污泥進(jìn)行土地利用。在飲用水源地周邊和地下水位較高地區(qū)，污泥土地利用的施 用量應(yīng)遵循減半原則。在水、冰或雪覆蓋地區(qū)進(jìn)行污泥土地利用之前，應(yīng)該確保徑流得到有 效控制。禁止在敏感性水體附近區(qū)域內(nèi)，超量和過量施用污泥。

5.6  圍擋與覆蓋

污泥土地利用的場地平面與水平面角度不大于 15?，在坡度大于 15?的坡地上進(jìn)行污泥土 地利用時(shí)，應(yīng)在下坡處建立有效圍擋措施，防治污泥溢流和雨水沖刷造成污染。用于生態(tài)修 復(fù)和植被恢復(fù)的污泥，在施用后應(yīng)進(jìn)行土壤覆蓋，避免污泥過度積累影響恢復(fù)效果。在園林 綠化和林地等途徑進(jìn)行土地利用時(shí)，應(yīng)將施用后的污泥翻入土內(nèi)，混合覆蓋。

5.7  定期監(jiān)測 污泥進(jìn)行土地利用，應(yīng)委托有資質(zhì)的環(huán)境評價(jià)機(jī)構(gòu)對污泥土地利用進(jìn)行土壤、水體和大

43

氣方面的長期定點(diǎn)監(jiān)測，其監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄保存時(shí)間不低于 6 年。監(jiān)測指標(biāo)應(yīng)包括：重金屬（主

要為汞、砷、鎘、鉛、鎳、鉻、銅和鋅）、化學(xué)需氧量（COD）、硝態(tài)氮、苯并（α）芘、礦物 油和多環(huán)芳烴類（PAHs），還應(yīng)包括蒼蠅密度和大腸桿菌群總數(shù)等。監(jiān)測頻率應(yīng)依據(jù)污泥施 用量確定，原則上不低于每季度一次。

5.8  記錄備案

污泥在進(jìn)行土地利用時(shí)，污泥產(chǎn)出單位應(yīng)記錄污泥產(chǎn)品去向，同時(shí)污泥使用單位應(yīng)定期 向污泥監(jiān)管單位匯報(bào)，建立和完善污泥土地利用登記制度和跟蹤體系，保證污泥去向和使用 有據(jù)可查。對污泥土地利用環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，應(yīng)及時(shí)上報(bào)當(dāng)?shù)丨h(huán)保主管部門進(jìn)行備案。

6  土地利用成本分析與經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)

污泥土地利用涉及的成本與經(jīng)濟(jì)效益因不同用途而異，具體可參見表 5-1。表中并未考慮 污泥無害化和穩(wěn)定化處理成本，若增加此項(xiàng)處理成本，則其投入將相應(yīng)增加 150~250 元/t 污 泥（含水率 80%）；此表也未考慮污泥土地利用后的作物收獲與產(chǎn)品產(chǎn)出收入，同時(shí)也不包括 因未來物價(jià)水平波動(dòng)可能造成的收支調(diào)整?？傮w而言，在條件許可的情況下，相比于污泥其 他處置方式，土地利用是比較經(jīng)濟(jì)可行的途徑之一。特別是污泥作為有機(jī)肥料、園林與公路 綠化和林地等途徑進(jìn)行土地利用時(shí)，其經(jīng)濟(jì)效益較為明顯。它可結(jié)合區(qū)域背景，作為污泥土 地利用的推薦途徑。如果將應(yīng)用面積和規(guī)模考慮在內(nèi)，草坪和生態(tài)與植被恢復(fù)，則是合適的 污泥土地利用途徑，其污泥消納量較大，應(yīng)用前景廣泛。

表 5-1 污泥土地利用的成本分析與經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)    單位：t 污泥（含水率 45%~50%）

包裝，20 元

成  本    加工，120 元 運(yùn)費(fèi)，80 元

包裝，20 元    運(yùn)費(fèi)，160 元   運(yùn)費(fèi)，80 元

運(yùn)費(fèi)，80 元

替代土壤或

包裝，20 元    運(yùn)費(fèi)，160 元

運(yùn)費(fèi)，80 元

節(jié)  支     替代有機(jī)肥

1 噸，600 元

替代常規(guī)基質(zhì)

1 噸，300 元

替代修復(fù)材料

2 噸，200 元

基質(zhì) 1 噸，

300 元

替代有機(jī)肥

1 噸，500 元

替代有機(jī)肥

1 噸，500 元

凈效益          380 元             200 元              40 元             220 元                     400 元             340 元

第二節(jié)    污泥焚燒與協(xié)同處置技術(shù)

污泥焚燒包括單獨(dú)焚燒，以及與工業(yè)窯爐的協(xié)同焚燒。

44

1  單獨(dú)焚燒

1.1  原理與作用 污泥焚燒是利用污泥中的熱量和外加輔助燃料，通過燃燒實(shí)現(xiàn)污泥徹底無害化處置的過

程。單獨(dú)焚燒是指單獨(dú)建設(shè)焚燒設(shè)施對污泥進(jìn)行的焚燒。與工業(yè)窯爐的協(xié)同焚燒是指利用已 有的工業(yè)窯爐焚燒污泥。

1.2  應(yīng)用原則

污泥單獨(dú)焚燒應(yīng)與熱干化設(shè)施聯(lián)建，充分利用污泥的熱值和焚燒熱量。單獨(dú)焚燒設(shè)施應(yīng) 與人群聚居區(qū)保持足夠的安全距離，符合城鄉(xiāng)建設(shè)總體規(guī)劃。

1.3  工藝與設(shè)備

1）一般工藝流程 污泥焚燒系統(tǒng)通常包括儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、干化系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、

電氣自控儀表系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)等。污泥焚燒的一般工藝流程，如圖 5-2 所示。

煙氣

凈化              預(yù)除塵器

系統(tǒng)                          煙氣

脫硫塔

除塵器

引風(fēng)機(jī)            煙囪

余熱

利用 系統(tǒng)

焚

輔助燃料

余熱利用系統(tǒng)

煙氣

燒

系

鼓風(fēng)機(jī)

統(tǒng)

干 化 系 統(tǒng)

儲(chǔ) 運(yùn)

熱源

濕污泥

污泥焚燒爐

污泥干化機(jī)

引風(fēng)機(jī)

干污泥倉

干污泥

冷凝換熱器

不可凝氣體

冷卻水

系                                    污泥泵

統(tǒng)

滑架                      濕污泥倉

圖5-2 污泥焚燒工藝流程

45

污泥干化系統(tǒng)和焚燒系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心；儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)主要包括料倉、污泥泵、污泥輸

送機(jī)等；煙氣凈化系統(tǒng)主要包括脫硫塔、自動(dòng)噴霧系統(tǒng)、活性炭倉、除塵器、堿液系統(tǒng)等； 電氣自控儀表系統(tǒng)包括能滿足系統(tǒng)測量控制要求的電氣和控制設(shè)備；輔助系統(tǒng)包括壓縮空氣 系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風(fēng)采暖、消防系統(tǒng)等。對于較小規(guī)模的污泥處理處置設(shè)施，可采用污 泥干化焚燒一體化設(shè)備。

2）主要工藝設(shè)備類型與參數(shù) 污泥焚燒爐主要包括流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐和立式多膛焚燒爐。立式多膛焚燒

爐的焚燒能力低、污染物排放較難控制；回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐的爐溫控制困難、對污泥發(fā)熱量要 求較高；流化床焚燒爐結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、運(yùn)行可靠、燃燒徹底、有機(jī)物破壞去除率高， 目前已經(jīng)成為主要的污泥焚燒設(shè)備。

流化床焚燒爐的基本工作原理是，利用爐底布風(fēng)板吹出的熱風(fēng)，將污泥懸浮起呈沸騰（流 化）狀進(jìn)行燃燒。一般采用惰性床料進(jìn)行蓄熱、流化，再將污泥加入到流化床中與高溫的床 料接觸、傳熱進(jìn)行燃燒。流化床污泥焚燒爐通常采用絕熱的爐膛，下部設(shè)有分配氣體的布風(fēng) 板，爐膛內(nèi)壁襯耐火材料，并裝有一定量的床料。氣體從布風(fēng)板下部通入，并以一定速度通 過布風(fēng)板，使床內(nèi)床料沸騰呈流化狀態(tài)。污泥從爐側(cè)或爐頂加入，在流化床層內(nèi)進(jìn)行干燥、 粉碎、氣化等過程后，迅速燃燒。煙氣中夾帶的床料和飛灰，一般用除塵器捕集。床料可返 回流化床內(nèi)。

流化床焚燒爐的典型技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)符合下列要求：（1）污泥處理量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，波 動(dòng)范圍宜為  65%~125%；（2）流化床焚燒爐密相區(qū)溫度宜為  850℃~950℃；（3）排煙溫度大

于 180  ℃。 帶式污泥干燥焚燒一體機(jī)是將帶式污泥干化與焚燒鑲嵌同一裝置內(nèi)，適用于較小規(guī)模的

污泥處理處置。帶式污泥干燥裝置由上、中、下三層排列的輸送帶組成。脫水污泥由螺旋輸

送機(jī)送至泥條機(jī)，由泥條機(jī)旋轉(zhuǎn)壓制成泥條均勻地鋪設(shè)在上輸送帶，污泥在上輸送帶的尾端 被投至中輸送帶上，再由中輸送帶的尾端投到下輸送帶上，然后繼續(xù)向前輸送至出料口。在 上輸送帶上方安裝抽風(fēng)裝置，抽吸焚燒爐的熱能和廂體外的干燥空氣，使熱能和空氣從裝置 的下部進(jìn)入，穿流整個(gè)輸送帶，帶走污泥內(nèi)的水分。用干化后的污泥進(jìn)焚燒爐燃燒。污泥燃 燒的熱能輸入干燥廂體用于干燥濕污泥所需的熱能。

1.4  干化焚燒系統(tǒng)的能量平衡和余熱利用

46

1）污泥的熱值

實(shí)驗(yàn)室測試污泥熱值結(jié)果多為空氣干燥基低位熱值Qad, ne（t    kJ/kg），對于含水率為Ma（r    %） 的濕污泥，其熱值按照式（5-1）進(jìn)行換算：

Q           Q          1    00 ??M ar   M                                 

ar ,net   ??(   ad ,net  ??23M ad ) 

100 ??M ad

??23 ar

（5-1）

式中：Qar, net——含水率為Mar%的濕污泥低位熱值，kJ/kg；

Qad, net——空氣干燥基低位熱值，kJ/kg； Mad——空氣干燥基的含水率，%。 若實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果為絕干污泥低位熱值，則Mad=0。

2）干化后污泥量 經(jīng)過干化后的污泥量通過式（5-2）計(jì)算：

 100 ??M1

A2  ??A1 ?                                            

100 ??M 2

式中：A1——干化前濕污泥量，kg/h； M1——干化前濕污泥含水率，%； A2——干化后干污泥量，kg/h； M2——干化后干污泥含水率，%。

3）熱干化的耗熱量

（5-2）

對于一個(gè)熱干化系統(tǒng)，其耗熱量按式（5-3）進(jìn)行估算：

C  ??(T  ??T ) ??r         

q   ??( A M  / 100 ??A M   / 100) ??       v         21 T2  

（5-3）

gh           1      1                2      2      

?gh

/ 100

式中：qgh——熱干化系統(tǒng)耗熱量，kJ/h；

Cv——水的平均比熱，取4.187，kJ/（kg?℃）； T1——污泥的初始溫度，通常取為20，℃； T2——水汽化的溫度，常壓下取100，℃；

污泥焚燒后產(chǎn)生的熱量可以通過式（5-4）計(jì)算：

qgl   ??A2  ??Q2,ar ,net  ??gl  / 100

式中：qgl——焚燒爐產(chǎn)生的熱量，kJ/h；

A2——入爐污泥量，即為干化后污泥量，kg/h；

（5-4）

Q2,ar ,net ——入爐污泥低位熱值，即為干化后污泥低位熱值，kJ/kg；

?gl ——焚燒爐的熱效率，%。

如果焚燒爐產(chǎn)生熱量qgl  >  干化系統(tǒng)耗熱量qgh，則不需要輔助燃料；如果焚燒爐產(chǎn)生熱量

qgl  <  干化系統(tǒng)耗熱量qgh，則需要的輔助熱量為qgh－  qgl  （kJ/h），根據(jù)輔助燃料的熱值可進(jìn)一 步計(jì)算輔助燃料的消耗量。

根據(jù)以上計(jì)算方法，若脫水污泥含水率80%，干化到含水率40%入爐焚燒，污泥干化機(jī) 和污泥焚燒爐的熱效率均為85%，則只有污泥干基低位熱值達(dá)到約13510 kJ/kg（即3227 kcal/kg）才不需要輔助燃料。

5）余熱利用 考慮到整個(gè)污泥干化焚燒系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和尾氣處理的要求，焚燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈶?yīng)通

過余熱鍋爐進(jìn)行利用，可以加熱水蒸汽、導(dǎo)熱油和空氣等干化熱源和燃燒輔助熱風(fēng)。

1.5  設(shè)計(jì)與工藝控制

1）焚燒爐所采用耐火材料的技術(shù)性能應(yīng)滿足焚燒爐燃燒氣氛的要求，質(zhì)量應(yīng)滿足相應(yīng)的 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠承受焚燒爐工作狀態(tài)的交變熱應(yīng)力；

2）焚燒爐的設(shè)計(jì)應(yīng)保證其使用壽命不低于10萬運(yùn)行小時(shí)；焚燒爐應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜哂嗵幚砟?力，進(jìn)料量應(yīng)可調(diào)節(jié)；

3）焚燒爐應(yīng)設(shè)置防爆門或其它防爆設(shè)施；

4）必須配備自動(dòng)控制和監(jiān)測系統(tǒng)，在線顯示運(yùn)行工況和尾氣排放參數(shù)；

5）確保焚燒爐出口煙氣中氧氣含量達(dá)到6%~10%（干氣）；

6）焚燒爐密相區(qū)溫度宜為850℃~950℃；

7）由于污泥焚燒煙氣中含濕量較大，為有效防止積灰和腐蝕，焚燒爐排煙溫度宜大于180

℃。

1.6 二次污染控制要求

48

為有效控制二次污染，污泥焚燒泥質(zhì)須滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置  單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》

CJ/T 290的規(guī)定。焚燒產(chǎn)生的煙氣、爐渣、飛灰及噪聲均應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測與控制。

1）煙氣 污泥焚燒后的煙氣成分與污泥成分密切相關(guān)。常規(guī)污染物主要有NOx、SO2和煙塵等。污

泥中的氯含量較生活垃圾更低，污泥焚燒所產(chǎn)生的二噁 英通常低于生活垃圾。污泥焚燒后重

金屬大多數(shù)都富集在飛灰中。 對SO2的控制，有多種方法可供選擇，主要有爐內(nèi)脫硫，以及濕法、干法和半干法等尾部

脫硫方法。污泥焚燒的脫硫方法可采用“爐內(nèi)脫硫+半干法脫硫”。根據(jù)國外使用經(jīng)驗(yàn)，也可以

采取濕法脫硫。 用于煙塵控制的除塵設(shè)備主要有旋風(fēng)除塵器、靜電除塵器和布袋除塵器。污泥焚燒尾氣

除塵推薦使用布袋除塵器。 控制污泥焚燒重金屬排放的主要方法有：通過余熱利用系統(tǒng)使煙氣降溫，煙氣中的重金

屬自然凝聚成核或冷凝成粒狀物質(zhì)，隨后，采用除塵設(shè)備捕集；將尾氣通過濕式洗滌塔，除 去其中水溶性的重金屬化合物；通過布袋除塵器可吸附部分重金屬顆粒，另一部分重金屬可 噴射活性炭等粉末，吸附重金屬形成較大顆粒后，被除塵設(shè)備捕集。

控制污泥焚燒煙氣中二噁英排放的主要方法有：在燃料中添加化學(xué)藥劑阻止二噁英的生 成；在燃燒過程中提高“3T”（湍流Turbulence、溫度Temperature、時(shí)間Time）作用效果，通 過旋轉(zhuǎn)二次風(fēng)等布置方式使污泥與空氣充分?jǐn)嚢杌旌希S持足夠的燃燒溫度和3 s以上的停留 時(shí)間，減少二噁英前驅(qū)物的生成；在尾氣處理過程中噴射活性炭粉末等吸附二噁英類物質(zhì)而 被除塵設(shè)備捕集；布袋除塵器對二噁英也有一定的吸附作用。

流化床污泥焚燒爐通常不需采用額外的脫硝技術(shù)即可滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的限值。如需進(jìn) 一步控制NOx的排放，推薦采用選擇性非催化還原法（SNCR），能達(dá)到30%~70%的脫除效率。 應(yīng)嚴(yán)格控制焚燒工藝過程，并對煙氣必須采取綜合處理措施，其煙氣排放濃度須滿足《生

活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的規(guī)定。

2）爐渣與飛灰 爐渣與飛灰應(yīng)分別收集、貯存、運(yùn)輸，并妥善處置。符合要求的爐渣可進(jìn)行綜合利用。

飛灰應(yīng)按《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》GB 5085.1-3的規(guī)定進(jìn)行鑒定后，妥善處置；屬于危險(xiǎn)廢物的， 應(yīng)按危險(xiǎn)廢物處置；不屬于危險(xiǎn)廢物的，可按一般固體廢物處理。

49

3）噪聲

焚燒廠的噪聲應(yīng)符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

GB 12348的規(guī)定，對建筑物內(nèi)直接噪聲源控制應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》GB J87 的規(guī)定。焚燒廠噪聲控制應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源控制措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點(diǎn)的噪聲控制宜采取以 隔音為主，輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。

4）臭氣

焚燒廠惡臭污染物控制與防治應(yīng)符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554的規(guī)定。焚燒生 產(chǎn)線運(yùn)行期間，應(yīng)采取有效控制和治理惡臭物質(zhì)的措施。焚燒生產(chǎn)線停止運(yùn)行期間，應(yīng)采取 相應(yīng)措施防止惡臭擴(kuò)散到周圍環(huán)境中。

1.7  投資及運(yùn)行成本的評價(jià)與分析

投資成本是由系統(tǒng)復(fù)雜程度、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決定的。一般情況下，若干化和焚燒 系統(tǒng)均采用國產(chǎn)設(shè)備，干化焚燒項(xiàng)目的投資成本在30~50萬元/ t污泥（含水率80%）；若干化 設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備，焚燒等其他設(shè)備均采用國產(chǎn)設(shè)備，干化焚燒項(xiàng)目的投資成本在50~70萬元

/t污泥（含水率80%）。若采用更多的進(jìn)口設(shè)備，投資成本將增加。

國內(nèi)污泥干化焚燒實(shí)際運(yùn)行的項(xiàng)目較少，采用的設(shè)備和配套的煙氣處理設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)差異較 大，因此，目前的運(yùn)行費(fèi)用統(tǒng)計(jì)尚不具有典型性。一般而言，若采用進(jìn)口的流化床干化機(jī)和 國產(chǎn)的流化床焚燒系統(tǒng)，運(yùn)行成本約為170~250元/ t污泥（含水率以80%計(jì)，不包括固定資產(chǎn) 折舊），其中燃煤和用電的消耗約占55%~65%，導(dǎo)熱油、自來水、石灰石、消石灰、石英砂、 活性炭、氮?dú)獾葥p耗費(fèi)用共計(jì)約5%。若采用國產(chǎn)的空心漿葉式干化機(jī)和國產(chǎn)的流化床焚燒系 統(tǒng)，運(yùn)行成本約為120~200元/ t污泥（含水率以80%計(jì)，不包括固定資產(chǎn)折舊），其中燃煤和 用電的消耗約占65%~70%。

2  污泥的水泥窯協(xié)同處置

2.1  原理與作用 污泥的水泥窯協(xié)同處置是利用水泥窯高溫處置污泥的一種方式。水泥窯中的高溫能將污

泥焚燒，并通過一系列物理化學(xué)反應(yīng)使焚燒產(chǎn)物固化在水泥熟料的晶格中，成為水泥熟料的 一部分，從而達(dá)到污泥安全處置的目的。

利用水泥窯對污泥進(jìn)行協(xié)同處置，具有以下作用：

50

有機(jī)物徹底分解，污泥得以徹底的減容、減量和穩(wěn)定化；燃燒后的殘?jiān)蔀樗嗍炝系?/span>

一部分，無殘?jiān)w灰產(chǎn)生，不需要對焚燒灰另行處置；回轉(zhuǎn)窯內(nèi)堿性環(huán)境在一定程度內(nèi)可抑 制酸性氣體和重金屬排放；水泥生產(chǎn)過程余熱可用于干化濕污泥；回轉(zhuǎn)窯熱容量大、工作狀 態(tài)穩(wěn)定，污泥處理量大。

2.2  應(yīng)用原則

利用水泥窯協(xié)同處置污泥必須建立在社會(huì)污泥處置成本最優(yōu)化原則之上，如果在生態(tài)和 經(jīng)濟(jì)上有更好的回收利用方法時(shí)，則不要將污泥使用在水泥窯中。同時(shí)，污泥的協(xié)同處置應(yīng) 保證水泥工業(yè)利用的經(jīng)濟(jì)性。

水泥窯協(xié)同處置污泥應(yīng)確保污染物的排放，不高于采用傳統(tǒng)燃料的污染物排放與污泥單 獨(dú)處置污染物排放總和。協(xié)同處置污泥水泥窯產(chǎn)品必須達(dá)到品質(zhì)指標(biāo)要求，并應(yīng)通過浸析試 驗(yàn)，證明產(chǎn)品對環(huán)境不會(huì)造成任何負(fù)面影響。

利用水泥窯協(xié)同處置污泥作為跨行業(yè)的協(xié)同處置方式，應(yīng)保證從產(chǎn)生到處置完成良好的 記錄追溯，在全處置過程確保污染物的達(dá)標(biāo)排放和相關(guān)人員健康和安全，確保所有要求符合 現(xiàn)有的國家法律、法規(guī)和制度。能夠有效地對廢物協(xié)同處置過程中的投料量和工藝參數(shù)進(jìn)行 控制，并確保與地方、國家和國際的廢物管理方案協(xié)調(diào)一致。

2.3  水泥窯協(xié)同處置的主要方式

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥可在不同的喂料點(diǎn)進(jìn)入水泥生產(chǎn)過程。常見的喂料點(diǎn)是：窯尾煙室、 上升煙道、分解爐、分解爐的三次風(fēng)風(fēng)管進(jìn)口。污泥焚燒殘?jiān)赏ㄟ^正常的原料喂料系統(tǒng)進(jìn) 入，含有低溫?fù)]發(fā)成分（例如烴類）的污泥必須喂入窯系統(tǒng)的高溫區(qū)。

通常，濕污泥經(jīng)過泵送直接入窯尾煙室；利用水泥窯協(xié)同處置干化或半干化后的污泥時(shí)， 在窯尾分解爐加入；外運(yùn)來的污泥焚燒灰渣，可通過水泥原料配料系統(tǒng)處置。

利用水泥窯廢熱干化污泥，與通常的污泥熱干化系統(tǒng)相同。

2.4  利用水泥窯直接焚燒處置濕污泥

含水率在60%~85%的市政污泥可以利用水泥窯直接進(jìn)行焚燒處置 利用水泥窯直接焚燒污泥可在水泥窯窯尾端煙室或上升煙道設(shè)置噴槍。水泥窯應(yīng)進(jìn)行如

下改造：（1）窯尾煙室耐火材料改用抗剝落澆注材料；（2）水泥窯窯尾上升煙道增設(shè)壓縮 空氣炮，以便清理結(jié)皮；（3）水泥窯窯尾分解爐縮口應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整；（4）對窯尾工藝收塵

51

器進(jìn)行改造；（5）窯內(nèi)通風(fēng)面積擴(kuò)大5%~10%。

2.5  利用水泥窯焚燒處置干化或半干化的污泥

干化或半干化后的污泥發(fā)熱量低、著火點(diǎn)低、燃燒過程形成的飛灰多、燃燒時(shí)間短，不 適合作為原料配料大規(guī)模利用，應(yīng)當(dāng)盡可能在分解爐、窯尾煙室等高溫部位投入，以保證焚 毀效果。

來自干污泥儲(chǔ)存?zhèn)}的污泥經(jīng)皮帶秤計(jì)量后，經(jīng)雙道鎖風(fēng)閥門進(jìn)入分解爐，分解爐內(nèi)部增 設(shè)污泥撒料盒，在撒料盒下方設(shè)置壓縮空氣進(jìn)行吹堵和干污泥的拋灑分散。如干污泥倉布置 離窯尾較遠(yuǎn)，也可采用氣動(dòng)輸送，利用羅茨風(fēng)機(jī)作為動(dòng)力，經(jīng)管道輸送進(jìn)入分解爐，干污泥 燃燒采用單通道噴管即可。

2.6  污泥焚燒灰渣替代水泥生產(chǎn)原料利用

在污泥焚燒灰渣作為替代原料利用之前，應(yīng)仔細(xì)評估硫、氯、堿等物質(zhì)可能引起系統(tǒng)運(yùn) 行穩(wěn)定性有害元素總輸入量對系統(tǒng)的影響。這些成分的具體驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)協(xié)同處置污泥 性質(zhì)和窯爐具體條件，現(xiàn)場單獨(dú)進(jìn)行確定。

2.7  二次污染控制要求

利用水泥窯直接焚燒濕污泥主要的環(huán)境問題為煙氣的排放。污染物的排放控制應(yīng)符合《生 活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的規(guī)定。

3  污泥的熱電廠協(xié)同處置

3.1  原理與作用 采用熱電廠協(xié)同處置，既可以利用熱電廠余熱作為干化熱源，又可以利用熱電廠已有的

焚燒和尾氣處理設(shè)備，節(jié)省投資和運(yùn)行成本。

3.2  應(yīng)用原則

在具備條件的地區(qū)，鼓勵(lì)污泥在熱力發(fā)電廠鍋爐中與煤混合焚燒；熱電廠協(xié)同處置應(yīng)不 對原有電廠的正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響；混燒污泥宜在35 t/h以上的熱電廠（含熱電廠和火電廠）燃 煤鍋爐上進(jìn)行。在現(xiàn)有熱電廠協(xié)同處置污泥時(shí)，入爐污泥的摻入量不宜超過燃煤量的8%；對 于考慮污泥摻燒的新建鍋爐，污泥摻燒量可不受上述限制。

3.3  熱電廠協(xié)同處置的主要方式

52

熱電廠協(xié)同處置的主要方式有：濕污泥（含水率80%）直接加入鍋爐摻燒，和干化或半

干化（含水率40%以下）后的污泥進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐或煤粉爐焚燒。 選用電廠余熱作為干化熱源，與通常熱干化系統(tǒng)相同。

3.4  濕污泥直接摻燒

1）工藝流程 濕污泥直接摻燒的主要工藝流程，見圖5-3。

脫硫塔

除塵器

引風(fēng)機(jī)            煙囪

煙氣          給料器

發(fā)電系統(tǒng)

蒸汽

煤                鍋爐

污泥泵

滑架                      濕污泥倉

圖 5-3           濕污泥直接摻燒工藝流程

2）設(shè)計(jì)與運(yùn)行控制 濕污泥給入爐膛的位置宜采用爐頂給料；若采用爐膛中部給料，給料器需設(shè)置水冷裝置。

濕污泥直接摻燒須對原鍋爐的尾部受熱面進(jìn)行適當(dāng)改造，以防止煙氣中灰分、酸性氣體和濕 含量升高導(dǎo)致的受熱面積灰、磨損和腐蝕。

摻燒后焚燒爐膛溫度不得低于850℃。由于煙氣中濕含量增加，為防止尾部積灰和腐蝕， 排煙溫度應(yīng)適當(dāng)提高。

3.5  污泥干化后混燒

1）工藝流程 污泥干化后入爐混燒的主要工藝流程，見圖5-4。

53

脫硫塔

除塵器

引風(fēng)機(jī)            煙囪

煙氣

鼓風(fēng)機(jī)

鍋爐                               給煤系統(tǒng)

蒸汽

發(fā)電系統(tǒng)

干污泥倉

污泥干化機(jī)

干污泥

冷凝換熱器

冷卻水

引風(fēng)機(jī)

不可凝氣體

污泥泵

滑架                      濕污泥倉

圖5-4          污泥干化后混燒工藝流程

2）設(shè)計(jì)與運(yùn)行控制 污泥干化后可進(jìn)入電廠原有的輸煤系統(tǒng)。為防止污泥混入后造成原有給煤系統(tǒng)堵塞，污

泥需干化至半干化（含水率40%以下），干化后污泥形態(tài)應(yīng)疏松。為防止污泥干化污染原有 電廠的煙氣，推薦采用間接式污泥干化設(shè)備。

摻燒后焚燒溫度不得低于850  ℃。

3.6  二次污染控制要求

為有效控制二次污染，污泥焚燒泥質(zhì)須滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置  單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》

CJ/T 290的規(guī)定。焚燒產(chǎn)生的煙氣、爐渣、飛灰及噪聲均應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測與控制。

1）臭氣 污泥儲(chǔ)存?zhèn)}應(yīng)密閉，并采用微負(fù)壓設(shè)計(jì)，將臭氣送入爐膛高溫分解。為防止污泥干化過

程中臭氣外泄，干化裝置必須全封閉，污泥干化機(jī)內(nèi)部和污泥干化間需保持微負(fù)壓。干化后 污泥應(yīng)密封儲(chǔ)存，以防止由于污泥溫度過高而導(dǎo)致臭氣揮發(fā)。干化后分離出的不可凝氣體（臭 氣）須送入爐膛高溫分解。

焚燒廠惡臭污染物控制與防治應(yīng)符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554的規(guī)定。

2）煙氣

54

對于排放的煙氣，應(yīng)核算大氣污染物排放限值。

熱力發(fā)電廠燃煤鍋爐摻燒污泥時(shí)，各種大氣污染物排放限值可通過污泥和煤的煙氣份額 進(jìn)行換算，對煙氣中排放的二噁英應(yīng)進(jìn)行總量控制。

3）灰渣 爐渣與飛灰應(yīng)分別收集、貯存、運(yùn)輸，并妥善處置；符合要求的爐渣可進(jìn)行綜合利用。

飛灰應(yīng)按《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》GB  5085 進(jìn)行鑒定后，妥善處置。屬于危險(xiǎn)廢物的，應(yīng)按危 險(xiǎn)廢物處置；不屬于危險(xiǎn)廢物的，可按一般固體廢物處理。

4）廢水 污泥干化后蒸發(fā)出的水蒸汽和不可凝氣體（臭氣）需進(jìn)行分離。水蒸汽通過冷凝裝置冷

凝后處理。焚燒廠的廢水經(jīng)過處理后應(yīng)優(yōu)先回用。當(dāng)廢水需直接排入水體時(shí)，其水質(zhì)應(yīng)符合

《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978 的規(guī)定。

5）噪聲

焚燒廠的噪聲應(yīng)符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB  3096 和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

GB 12348 的規(guī)定，對建筑物內(nèi)直接噪聲源控制應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ 87 的規(guī)定。焚燒廠噪聲控制應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源控制措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點(diǎn)的噪聲控制宜采取以 隔音為主，輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。

3.7  投資與運(yùn)行成本的評價(jià)與分析

干化后污泥在熱電廠協(xié)同處置，投資成本是由干化設(shè)備的選型、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決 定的。一般情況下，若濕污泥儲(chǔ)存?zhèn)}、污泥泵和干化系統(tǒng)均采用國產(chǎn)設(shè)備，投資成本在 10~15 萬元/ t 污泥（含水率 80%）左右；若干化設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備，投資成本在 30~40 萬元/ t 污泥

（含水率 80%）左右。

若采用國產(chǎn)的空心漿葉式干化機(jī)，運(yùn)行成本約為 100~180 元/ t 污泥（含水率 80%，不包 括固定資產(chǎn)折舊），其中電耗約 55~60 kWh/污泥（含水率 80%）。

4  污泥與生活垃圾混燒

4.1  原理與作用 污泥干化后具有一定熱值，將污泥干化后與生活垃圾混燒，既可以利用垃圾焚燒廠的余

熱作為干化熱源，又可以利用垃圾焚燒廠已有的焚燒和尾氣處理設(shè)備，節(jié)省投資和運(yùn)行成本。

55

4.2  應(yīng)用原則

污泥和生活垃圾混合焚燒，應(yīng)采用干化技術(shù)將污泥含水率降至，與生活垃圾相似的水平， 不宜將脫水污泥與生活垃圾直接摻混焚燒。

優(yōu)先考慮采用生活垃圾焚燒余熱干化污泥，不宜選用一次優(yōu)質(zhì)能源作為干化熱源。

4.3  干化后污泥與垃圾混燒

1）工藝流程 混燒污泥的生活垃圾焚燒廠，除建設(shè)滿足國家規(guī)定的生活垃圾焚燒系統(tǒng)外，污泥焚燒的

主要工藝流程，見圖 5-5。

2）設(shè)計(jì)與運(yùn)行控制 采用污泥與生活垃圾混合焚燒，應(yīng)為污泥的輸送和給料配備專門的設(shè)備，不宜與生活垃

圾共用。污泥干化推薦采用間接式污泥干化設(shè)備。采用污泥和生活垃圾混合焚燒，應(yīng)選擇流 化床焚燒爐進(jìn)行處理。焚燒爐的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮污泥焚燒飛灰量大，對尾部受熱面和煙氣凈化系 統(tǒng)的影響。

混燒的焚燒溫度不得低于 850℃。

脫硫塔

除塵器

引風(fēng)機(jī)             煙囪

鼓風(fēng)機(jī)

煙氣

垃圾焚燒鍋爐

蒸汽

垃圾預(yù)處理

干污泥倉

發(fā)電系統(tǒng)

干污泥

污泥干化機(jī)

冷凝換熱器

冷卻水

引風(fēng)機(jī)

不可凝氣體

污泥泵                 滑架

濕污泥倉

圖 5-5 污泥和垃圾混合焚燒工藝流程

56

4.4  二次污染控制要求

污泥與生活垃圾混合焚燒產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣和噪聲均應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測與控制。

1）臭氣 污泥儲(chǔ)存?zhèn)}應(yīng)密閉，并采用微負(fù)壓設(shè)計(jì)，將臭氣送入爐膛高溫分解。為防止污泥干化過

程中臭氣外泄，干化裝置必須全封閉。污泥干化機(jī)內(nèi)部和污泥干化間需保持微負(fù)壓。干化后 污泥應(yīng)密封儲(chǔ)存，以防止由于污泥溫度過高而導(dǎo)致臭氣揮發(fā)。干化后分離出的不可凝氣體（臭 氣）須送入爐膛高溫分解。焚燒廠惡臭污染物控制與防治應(yīng)符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB

14554 的規(guī)定。

2）焚燒煙氣 最終排入大氣的煙氣中污染物排放限值，應(yīng)取污泥單獨(dú)焚燒污染物排放限值和生活垃圾

單獨(dú)焚燒污染物排放限值中的低者。目前參照《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485 的規(guī) 定。

3）灰渣 爐渣與飛灰應(yīng)分別收集、貯存、運(yùn)輸，并妥善處置；符合要求的爐渣可進(jìn)行綜合利用。

飛灰參照《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485 的規(guī)定進(jìn)行處理。

4）廢水 污泥干化產(chǎn)生的水蒸汽和不可凝氣體（臭氣）需進(jìn)行分離。水蒸汽通過冷凝裝置冷凝后

進(jìn)行廢水處理。焚燒廠的廢水經(jīng)過處理后應(yīng)優(yōu)先回用，高濃度的廢液也可采取噴入焚燒爐膛 進(jìn)行焚燒處理。經(jīng)處理后的廢水需直接排入水體時(shí)，其水質(zhì)應(yīng)符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB

8978 的規(guī)定。

5）噪聲

焚燒廠的噪聲應(yīng)符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB  3096 和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

GB 12348 的規(guī)定。對建筑物內(nèi)直接噪聲源控制應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ 87 的規(guī)定。焚燒廠噪聲控制應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源控制措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點(diǎn)的噪聲控制宜采取以 隔音為主，輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。

4.5  成本分析

投資成本是由新增設(shè)備的選型、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決定的。一般情況下，若污泥儲(chǔ)存 倉、污泥干化機(jī)、污泥輸送和給料設(shè)備等均采用國產(chǎn)設(shè)備，投資成本在 10~15 萬元/ t 污泥（含

57

水率 80%）左右；若干化設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備，投資成本在 30~40 萬元/ t 污泥（含水率 80%）

左右。

若采用干化污泥與生活垃圾混合焚燒，采用國產(chǎn)的空心漿葉式干化機(jī)時(shí)，視干化后污泥 含固率不同，其運(yùn)行成本約為 100~180 元/  t 污泥（含水率 80%計(jì)，不包括固定資產(chǎn)折舊）， 其中電耗約 55~60kWh/ t 污泥（含水率 80%）。

第三節(jié)                建材利用技術(shù)

污泥的建材利用主要是指以污泥作為原料制造建筑材料，最終產(chǎn)物是可以用于工程的材 料或制品。建材利用的主要方式有：污泥用于水泥熟料的燒制（即水泥窯協(xié)同處理處置）、污 泥制陶粒等。污泥用于水泥熟料的燒制詳見本章第二節(jié)《污泥焚燒與協(xié)同處置技術(shù)》的內(nèi)容， 本節(jié)主要介紹制陶粒技術(shù)。

1  污泥制陶粒

1.1 原理與作用 污泥是一種粘土質(zhì)資源，用來配料生產(chǎn)陶粒（用作輕骨料配制輕骨料混凝土），可在高溫

焙燒過程中使污泥得以徹底穩(wěn)定，并固化重金屬，充分利用污泥中的土質(zhì)資源。

1.2  應(yīng)用原則

污泥陶粒不宜用于人居及公共建筑。 污泥陶粒在燒制過程中固化了污泥中的重金屬，應(yīng)當(dāng)限制其中的重金屬含量和浸出毒性。

重金屬浸出限制值可參照表  5-2  的要求執(zhí)行。其他有害物質(zhì)含量應(yīng)符合表  5-3 的規(guī)定。污泥 陶粒的技術(shù)要求應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《輕集料及其試驗(yàn)方法  第 1 部分：輕集料》GB/T17431.1 的 有關(guān)規(guī)定。

表 5-2 污泥建材利用重金屬浸出限制建議值

58

（續(xù)表）