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1、24SPECIAL TOPIC 专题水工业市场 2012年第4期一、我国污水、污泥与有机垃圾处理处置现状 1、污水 数据显示，中国是同期世界上污水处理设施和处理能力增长最快 的国家。“十一五”期间（2005-2010年）是中国城镇污水处理设施 建设的大发展时期。在此期间，污水处理厂的数量年均增长8%，截 止到2010年9月，已建成2630座污水处理厂，污水处理能力达到122亿 m3/d，处理能力从2005年的5000万m3/d增加了近一倍，5年内增加的 处理能力比前50年的总和还多。还有1849座污水处理厂正在建设，在 建污水处理能力达到4900万m3/d。 2、污泥 2010年全国城镇污水处
2、理厂大约产生含水率80%的污泥2060万吨/ 日，其中设市城市和县城为1955万吨/日，约占污泥产生量的95%。预 计“十二五”期间，全国规划范围内的654座城市、1636座县城和重城镇污水处理厂污泥处理处置 技术适用性分析文 / 黄鸥( 北京市市政工程设计研究总院副总工 )点建制镇需新增污泥处理处置量 28229万吨/年（773万吨/日）， 折合干质污泥5645万吨/年（155 万吨/日）。 3、问题 污泥处理处置工作总体上处 于起步阶段，但发展迅速。目前 我国污泥处理处置中主要存在以 下问题： (1) 污泥无害化处置比例过 低（见表1） 污水处理设施环境效益降 低，效能将被抵消，带来生态环
3、 境隐患，直接威胁环境安全和公 众健康。如果造成地下水的污 染，即便采用现有的工程手段治 理两百年，都难以解决污染残留 物。 (2) 污泥处理形式单一，减 量化、稳定化程度不高 脱水是国内大部分城市的 主导污泥处理工艺，但处理后的 泥饼含水率仍高达80%。深度脱 水、厌氧消化、热干化、干化+ 焚烧、堆肥等稳定化程度较高的 处理方式，则应用较少，但也正 在逐步开始增加。 (3) 污泥处理处置建设和运 行经费不足“十一五”期间，污泥处25水工业市场 2012年第4期理设施投资仅为污水处理设施 的40%，存在严重的建设经费不 足。目前的污水处理费不能满足 污泥处理处置的需要，也给污泥 有效处理处置带
4、来了困难。 (4) 关键技术成熟度有待提 高 消化工艺存在工程技术优化 问题。石灰干化、热干化则需解 决产品出路问题。而堆肥工艺， 周期长、效率较低是其不足，还 需降低对环境的影响，以及土地 利用的潜在环境风险。 (5) 污泥处理处置产业保障 体系缺失 保障体系缺失，典型的表现 是：技术标准滞后，行业监管不 到位，产业政策不完善。二、污泥处理处置相关政策 及标准 1、污泥处理处置相关政策 2000年，建设部、环保总 局、科技部发布了城市污水处 理及污染防治技术政策，明 确提出日处理能力在10万立 方米以上的污水二级处理设施产 生的污泥，宜采取厌氧消化工艺 进行处理，产生的沼气应综合利 用。 国
5、家住建部、环保部、发改 委在2009年2月18日推出城镇污水处理厂污泥处理处置及污染 防治技术政策（试行）中 鼓励符合标准的污泥进行土地利 用。采用污泥热干化工艺应与利 用余热相结合，鼓励利用污泥厌 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。鼓励城镇 污水处理厂采用污泥厌氧消化工 艺，产生的沼气应综合利用。 环保部也于2010年2月正式 出台污水处理厂污泥处理处置 最佳可行技术导则指出，“污 泥处理和处置技术的选择和管理 应全面体现节能减排和循环经济 的思想”、“污泥厌氧消化最佳 可行技术适用条件，
6、为日处理能 力在5万m3以上的污水二级处理 设施产生的污泥”。 环保部下发关于加强城镇 污水处理厂污泥污染防治工作的 通知（环办2010157号），要 求，“污水处理厂新建、改建和 扩建时，污泥处理设施（污泥稳 定化和脱水设施）应当与污水处 理设施同时规划、同时建设、同 时投入运行。不具备污泥处理能 力的现有污水处理厂，应当在本 通知发布之日起2年内建成并运 行污泥处理设施”、“必须将污泥脱水至含水率50%以下”。 2、主导技术路线 城镇污水处理厂污泥处 理处置及污染防治技术政策提 出： (1) 污泥处理 厌氧消化：鼓励城镇污水处 理厂采用污泥厌氧消化工艺（调 质；污泥餐厨粪便联合产 沼）。
7、好氧发酵：鼓励以高温好氧 发酵方式处理污泥。 高干脱水：鼓励在污泥填 埋、污泥焚烧前进行高干度脱水 处理。 (2) 污泥处置 土地利用：鼓励符合标准的 污泥进行土地利用。 建材利用：有条件的地区， 应积极推广污泥建筑材料综合利 用。 卫生填埋：不具备土地利 用和建筑材料综合利用条件的污 泥，可采用填埋处置；逐步限制 未经无机化处理的污泥在垃圾填 埋场填埋。三、污泥处理技术方法 1、厌氧消化使污泥稳定 和资源回收利用 规模在5万m3/日以上、污泥 有机质含量45%以上的污水厂， 适合采取厌氧消化工艺（个人观 点）。厌氧消化工艺适用于后续 处置为土地利用的污泥处理，由 于产沼消耗污泥中的有机质，热
8、 值降低，会影响污泥焚烧方式的 采用。 消化1m3污泥一般产沼气8-10m3。韩国中浪川171万吨/日 污水厂，产沼干化部分污泥200 吨/日，虽然不能干化全部的污表1 我国污泥处置几种方式所占比例26SPECIAL TOPIC 专题水工业市场 2012年第4期泥，但做到了物尽其用。 2、好氧发酵（堆肥）降 低含水率、提高污泥稳定性、回 归土地 好氧发酵通常是指高温好氧 发酵，是通过好氧微生物的生物 代谢作用，使污泥中的有机物转 化成稳定的腐殖质的过程。代谢 过程中产生热量，可使堆料层温 度升高至55以上，可有效杀灭 病原菌、寄生虫卵和杂草种籽， 并使水分蒸发，实现污泥稳定 化、无害化、减量化
9、。 好氧堆肥的控制因素包括 含水率、C/N比、通风量、pH值 等。含水率应控制在55%-65%， 否则会影响升温，C/N比控制在 25-40，pH值需调整到7-85范围 之内。发酵时间12、14、16、 18、20、30天均有。垛内温度在 45-55之间。 好氧发酵分为静态条垛式 发酵、静态条垛式堆肥、槽式发 酵等几类。设施设备相对（干化 /焚烧）简单，投资和运行费相 对较低，适用于中、小型城镇污 水处理厂，以及主要以处理生活 污水为主、以土地利用为主要方 向的地区。 好氧发酵工艺要求调理剂 （如秸秆、蘑菇渣、木屑等）有 保障，须供应充分。韩国从亚洲 其他国家（包括中国）买进木屑 用于污泥堆肥
10、。另外也要求产品 须有出路（绿化、沙荒地改良、 苗圃、造纸速生桉、工业酒精木 薯等）。 (1) 条垛式堆肥 动态条垛式堆肥：工艺简 单，所需的设备最少，运行费用 较低，但占地面积大，堆肥时间 长，受环境影响较大，处理产品的稳定性稍差。适用于土地较为 宽裕，对最终处理产品要求相对 较低的情况。 静态条垛式堆肥：工艺比较 简单，堆肥发酵的时间较短，最 终产品质量控制较好，需增加专 门的曝气设备。 (2) 槽式堆肥 槽式堆肥工艺与条垛式堆肥 工艺相比，最大的优点是土地利 用效率高。在同等堆肥车间的面 积下，槽式堆肥工艺比条垛式堆 肥工艺可以提高约67的能力。 但同时对物料的空隙和松散程度 要求也比较
11、高，如果物料前期预 处理阶段污泥与调理剂及返混污 泥的混合不好，将对曝气系统造 成比较大的影响，降低堆肥槽的 发酵能力。 3、脱水污泥石灰稳定减 少水分、除味灭菌 石灰干化基于下列反应： 1kgCaO+0.32kgH2O =1.32kgCa(OH)2+1177kJ 混合反应中以及后续的时 间里，污泥还会发生很多后续反 应，如进一步放热： 1.32kgCa(OH)2+0.78kgCO2= 1.78kgCaCO3+0.32kgH2O+2212kJ 污泥通过加钙混合处理可 以实现：灭菌，从而保证利用或 处置的卫生安全性；改性、颗粒 化，从而改善储存和运输条件， 避免二次飞灰、渗滤液泄漏；半 干化、固
12、化，从而显著降低含水 率（但增加固含量），便于不同 的再利用或者填埋。 石灰稳定工艺分为混合器 式、回转窑式、组合式、反应器 式等几类。工程技术经济参数： 投加比10-30，出泥含水率 60%。石灰供应稳定便宜（北京市345元/吨生石灰），适用于在 现有污水处理厂内建设，不新增 加用地。因此，石灰稳定法具有 投资小、见效快的特点，适用于 后续处置为填埋及建材利用的处 置方式，并适合于过渡期间和应 急处理。 4、污泥调理深度脱水对 污泥调质、深度脱水 化学调理是通过向污泥中投 加调质剂，产生电性中和与吸附 架桥的作用，破坏污泥胶体颗粒 的稳定，使分散的小颗粒之间相 互聚集形成大颗粒，从而改变污
13、泥的脱水性能。 一般采用石灰和三氯化铁为 调理剂。先投加三氯化铁，铁离 子水解形成胶体羟基聚合物或氢 氧化物沉淀，通过静电粘附、网 捕等作用，改变大颗粒污泥的稳 定性，卷扫小颗粒污泥，形成有 一定承载力的絮体颗粒。石灰作 为助凝剂从以下几个方面改变污 泥的脱水性能：第一，提高pH 值，加强铁盐的水解、絮凝作 用；第二，通过与污泥中腐殖酸 的作用形成多网格状的骨架，增 强絮体的强度，降低可压缩性， 在压滤机的高压挤压下，仍可保 持透水性滤层；第三，石灰会破 坏以蛋白质为基础的细胞壁和 酶、酸性RNA、碳水化合物的细 胞组织和油质，释放污泥颗粒中 的细胞水。 深度脱水方式：剩余污泥 石灰（FeCl
14、3）板框压滤机。 适用于现有污水厂改造，使污泥 含水率进一步降低，出泥含水率 60%，利于后续填埋甚至热干 化。石灰干化稳定设备设施相 对简单，投资相对较少，运行费 用一般相对较高。石灰调理设调27水工业市场 2012年第4期理均质池、板框脱水机等，投资 相对较高，运行费用一般相对较 低。 5、污泥生物沥浸对污泥 进行调理调质、深度脱水 生物沥浸污泥干化处理系 技术，利用微生物菌群直接作用 于浓缩液态污泥，或经稀释的脱 水污泥，使污泥中的间隙水和 部分细胞液得以释放，能够大幅 度提高污泥的沉淀性能和脱水性 能，从而可在不外加任何絮凝剂 （PAM等）的情况下，实现经板 框式压滤机脱水后的污泥含水
15、率 降至60%以下。对重金属超标污 泥，可通过强化专有微生物菌群 的作用，溶出污泥中的重金属， 使重金属以离子态进入污泥上清 液中，再通过安全经济有效的化学 方法，将重金属由上清液中分离， 达到去除和回收重金属的目的。 生物沥浸的特点是，能迅速消除污泥恶臭，在污泥由黑腐颜 色转变为土黄色时，其中病源微 生物被大幅杀灭。污泥进一步高 效浓缩，泥、水分层明显。在不 投加任何絮凝剂情况下，经板框 压滤机压榨脱水，压滤后泥饼含 水率在50%-60%。污泥成分相对 于加调理剂的方法没有变化。 深度脱水方式包括生物调 理、板框压滤机。适用于新建或 现有污水厂改造，能使污泥含 水率进一步降低，出泥含水率 6
16、0%。由于污泥成分因没有外加 剂而保持不变，利于后续土地利 用、填埋、甚至焚烧，适合进行 工业污泥的深度脱水及重金属回 收。脱臭效果明显。 6、热干化减量化、稳定 化、无害化，能为后续的处置创 造多种途径 热干化分为带式干化、流化 床干化、涡轮薄层、转碟干化、转鼓干化等等。产品出路最为广 泛，能实现减量、稳定、无害， 产品可用于肥料、填埋、建材、 焚烧等。 建在污水厂内或者附近，能 解决冷却水和废液处理问题，还 可利用各种余热，如电厂、水泥 窑、垃圾焚烧等等。 带式干化适用于热源温度低 （中低温）、热效率较低、占地 面积相对较大、安全性好、系统 比较简单；流化床干化、涡轮薄 层干化、转鼓干化等适用于热源 温度高、热效率较高、占地面积 小、系统相对复杂。不足之处是 投资及运行费用高，自动化程度 高，不宜采用清洁化石能源。 7、污泥焚烧减量化、稳 定化、无害化彻底 干化焚烧种类有直接焚 烧、干化焚烧、协同焚烧等。 对污泥的含水率和热值要求高，表2 不同污泥处置方式的比较项目处理与处置方法填埋处置建材利用土地
