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1、xxxx污水处理厂污 泥 处 置 方 案xxxx环境工程技术有限公司2016年3月5日1目 录一、污泥概述1二、污泥干化11、深度脱水是污泥处置的前提12、污泥干化技术22.1 热干化22.2 石灰干化42.3 常温高效深度干化（TSP工艺）52.4 技术比较6三、TSP常温干化系统81、工艺流程概述81.1 调理+压滤单元91.2 预混单元及输送101.3 干化单元102 极端天气（温度低于20）情况说明11四、污泥最终处置121、烧制水泥122、焙烧制砖133、焚烧144、卫生填埋16五、污泥脱水实验结果（某污水水厂剩余污泥实验）171、脱水小试实验172、压滤脱水中试实验19六、工艺确定
2、与参数配置221、工艺确定和占地面积222、设备选型24七、投资估算和运行成本261.投资估算262.运营费用估算26I一、污泥概述xxxx污水处理有限公司位于著名风景名胜区鼓山南麓，是福州市实施水环境治理的核心工程，同时也是福建省重要环保教育基地之一。一期工程设计处理能力为20万吨/日，于1999年10月动工，2002年12月建成，2003年1月1日开始通水试运行，同年6月份投入正常运行，2004年4月达产。二期工程设计处理能力为10万吨/日，于2005年底动工， 2007年11月投产，同时一期工程分批进行升级改造，并于2008年8月全部改造完成。其远期规划工程规模为日处理污水60万吨。污水
3、处理一期工程采用卡鲁塞尔氧化沟处理工艺（改造后称为A-C工艺），二期工程采用AAO处理工艺，由预处理系统、生化处理系统、污泥处理系统和中央控制系统组成。在处理过程中产生的剩余污泥由污泥泵排至污泥浓缩池，浓缩至含水率96%左右，而后经均质池均质后送至脱水机房加药混合并经脱水机脱水，形成含水率约85%的泥饼共计300 t/d。二、污泥干化1、深度脱水是污泥处置的前提污泥的高含水率是制约污泥处置的最主要的瓶颈，而污水处理厂产生的剩余污泥，经过常规脱水后含水率在85%左右，无法达到减量化、无害化、资源化处置的要求。同时，我国出台的多项污泥处理处置标准中，均对污泥含水率做出了严格的规定和限制。水泥窑协同
4、处置污泥工程设计规范(GB50757-2012)中规定，污泥含水率30%方可从分解炉进料；城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋泥质(GB/T 23485-2009)规定，污泥用于混合填埋时含水率60%，用于填埋场覆盖土时含水率45%；城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质(GBT 23486-2009)中规定污泥园林绿化利用时含水率40%；城镇污水处理厂污泥处置 制砖用泥质(GB/T 25031-2010)中规定污泥用于制砖时含水率40%。因此，若要实现污泥减量化、无害化、资源化处置，深度脱水干化是关键。2、污泥干化技术污泥干化技术目前主要有热干化、石灰干化和常温高效深度干化等三种。2.1 热干化
5、污泥干燥是通过对污泥进行加热，除去其水分得到粉粒体的工艺过程。由于污泥是高含水、中高粘度的物料，所以需采用防粘、破碎强度大、蒸发强度大的干燥方式来进行。从目前国内外已采用的污泥干燥设备形式来看，一般有如下几种设备形式：回转圆筒式干燥器、流化床式干燥器、带式干燥器、搅拌式干燥器、闪蒸干燥机等。他们与不同的干燥热源相配套，适用于不同性质的污泥处理。近年来，国外一些公司对上述产品进行了一系列的改进，以提高其热效率，降低运行成本。例如，对回转圆筒式干燥器已加工成多层往返结构形式，提高了干燥时间，减少了干燥机的结构尺寸，并且采用了多种前期预处理工艺，使得其处理的污泥范围大大提高。污泥干燥后可大大减少污泥
6、体积，例如8吨80%含水率的污泥干燥成12%的干粉后仅1吨左右，重量降低了7倍，降低了运输成本，减少了占地空间。污泥干燥后的干粉产品，经过污泥成分分析表明大部分污泥中含有丰富的有机质和氮、磷、钾元素，是土地利用良好的资源化原料。因此，污泥干燥化处理是污泥处置的有效方法之一。污泥干燥是污泥最终处置和再利用过程中不可缺少的重要环节，通过污泥干燥过程可快速实现无害化、减量化，经过烘干处置后的污泥其含水率可减少至5%20%，可用于制作复合肥、建筑材料、工程回填土等。污泥干燥能使污泥显著减容，体积可以减少4-5倍，产品稳定、无臭且无病原生物，干燥处理后的污泥产品用途多，可以用作肥料、土壤改良剂、替代能源
7、等。但污泥热干燥技术要求和处理成本较高，管理较复杂。图1 污泥热干化工艺流程污泥热干化工艺分为直接加热式和间接加热式。直接加热式：将燃烧室产生的热气与污泥直接进行接触混合，使污泥得以加热，水分得以蒸发并最终得到干污泥产品，是对流干化技术的应用；间接加热式：将燃烧炉产生的热气通过蒸汽、热油介质传递，加热器壁，从而使器壁另一侧的湿污泥受热、水分蒸发，是传导干化技术的应用。2.2 石灰干化石灰干化技术是利用混合设备将污泥与生石灰等固化剂充分搅拌接触，通过物理化学反应达到降低含水率、去除臭味、杀灭微生物和病原菌并有效钝化重金属的效果。污泥石灰干化处理的工艺流程如图2所示。图2 污泥石灰干化工艺流程目前
8、，北京正在运用石灰干化工艺处理处置污泥的有方庄污水处理厂污泥石灰干化工程和小红门污水处理厂污泥石灰干化工程。方庄污水处理厂污泥石灰干化工程，处理能力为2030 t/d污泥（含水率80%），工程总投资881万元，投资成本约为3044万元/t（含水率80%污泥），运行成本为90元/t（含水率80%污泥），石灰投加率为湿污泥（含水率80%）质量的30%，处理后污泥含水率约为40%；小红门污水处理厂污泥石灰干化厂，处理能力为400t/d污泥（含水率80%），工程总投资1000万元，投资成本约为2.5万元/t（含水率80%污泥），运行成本为150元/t（含水率80%污泥），石灰投加率为湿污泥质量的20%
9、30%，处理后污泥含水率60%。污泥石灰干化的优点是建设投资小，设施建设周期短；缺点是石灰需求量大，石灰投加率为污泥（含水率80%）质量的20%30%，相当于污泥中干物质的总量的11.5倍。采用该工艺，污泥增量十分明显，且石灰干化污泥很难实现最终减量化、无害化、资源化处置。2.3 常温高效深度干化（TSP工艺）污泥常温高效干化工艺是对污泥进行调理脱水处理，在污泥调理反应器中，通过加入污泥调理脱水剂破坏污泥的胶态结构，改变有机胶体物质的亲水性，减少污泥与水间的亲和力，改善污泥的浓缩性能和脱水性能。经过调理后，污泥中的间隙水、毛细结合水与污泥颗粒分离，达到污泥脱水的目的。流体状态的污泥经污泥泵输送
10、到污泥脱水车间，经过板框脱水机挤压脱水后，使污泥的含水率可降低到40%-65%左右，制成半干化污泥饼。图3 污泥常温高效干化工艺流程半干化污泥饼进入粉化干化设备，通过高速对碰得到塑解，破坏了污泥与水的结合状态，改变了污泥-水的结合度和表面张力，可从污泥中解离出大量间隙水、外表水、内部水。同时，以污泥粉化干化设备（TSP主机）内吸进的大量自然空气为介质，污泥粉表面湿度小于内部湿度，促使污泥粉的内部水分快速渗出，实现污泥和水分的分离，最终形成含水率15%-25%的稳定污泥干粉，污泥干粉粒径范围为50-200m。污泥常温高效干化工艺的整个过程，均可在常温下进行，处置的投资和运行成本大大低于热干化和焚
11、烧工艺，污泥干化处置后可减重70%以上。处理后的污泥干粉中具有热值高、水分少、粒径小的特点，可作为替代燃料以及其他多种资源化方式的原料。2.4 技术比较(1) 污泥热干化工艺可将污泥含水率降至30%以下，快速实现减量化。但是处理设施投资大，处理费用高，产生大量臭气和高浓度凝结水都需进行专门处理。(2) 污泥石灰干化工艺投资在所有六种工艺中最小，但是该工艺石灰需求量大，石灰投加率为污泥（含水率80%）质量的20%30%，相当于污泥中干物质的总量的11.5倍，且产品最终处置出路不确定。(3) 污泥常温高效干化工艺的投资和运行成本均较低，并且大大低于常用的热干化和污泥焚烧工艺。污泥常温干化过程中，基
12、本无臭气产生，改性剂加入量较小，能耗低，处理后污泥含水率可降至15%以下，减量化效果非常明显。综上所述，污泥常温干化工艺项目投资小、建设周期短、处置成本低，可做到污泥干化及明显减量化，相比于其他污泥处理处置工艺具有明显的优势。5三、TSP常温干化系统1、工艺流程概述根据我方设备处理多种类污泥及生活污泥的实际运行经验，为更准确的核算处理成本，保守起见，设计调理脱水后污泥含水率降至60%-65%。含水率为85%左右的污泥，首先进行调理改性、压滤，使含水率降至65%左右，然后进入预混待料处理单元，在此含水率65%左右的半干料与含水率25%左右的成品料，按一定的比例混合并搅拌均匀，最后进入主处理单元T
13、SP干化系统，经过TSP干化系统后，原料最终含水率达到25%以下。各工艺单元设计：1.1 调理+压滤单元压滤单元的选择：推荐选择隔膜式板框压滤机。隔膜式压滤机，也就是隔膜压滤机，是滤板与滤布之间加装了一层弹性膜的压滤机。使用过程中，当入料结束，可将高压流体或气体介质注入隔膜板中，这时整张隔膜就会鼓起压迫滤饼，进而实现滤饼的进一步脱水，就是通常讲的压榨过滤。隔膜压滤机具有压榨压力高、耐腐蚀性能好维修方便、安全可靠等优点。已被广泛应用于需要固液分离的各个领域。隔膜式压滤机被认为是普通厢式压滤机的替代升级设备。隔膜式压滤机在单位面积处理能力、降低滤饼水分、对处理物料的性质的适应性等方面都表现出较好的
14、效果。隔膜压滤机应用于污泥、污水处理，滤饼含水率最低已经做到60%以下，相比传统的带式压滤机，滤饼的含固率最高可提高2倍以上，滤饼运输成本大大降低，滤饼可进入电厂直接燃烧，真正将污泥变资源，污水变清泉，完全取代了带式压滤机。某污水厂现场试验照片，污泥滤饼含水率65%以下。1.2 预混单元及输送本TSP系统处理含水率40%以下的物料效率最高，但是目前隔膜压滤机无法实现脱水至40%的工作，所以需要加设预混单元，用含水率40%的物料与含水率25%的物料混合搅拌均匀，使含水率达到40%，再进TSP干化单元处理。预混单元设有原料仓（含水率40%）、原料皮带输送机、干粉仓（含水率25%）、干粉螺旋输送机、
15、破碎机、搅拌混合仓、预混成品待料仓、入料仓、刮板机等几个部分。原料和干粉通过各自的输送机构进入搅拌混合仓并充分混合搅拌，使含水率将至40%，储存在预混成品待料仓内，然后经过入料仓，并通过刮板机输送至TSP干化主机干化处理。1.3 干化单元本系统是常温（20）干化系统，以电能为动力，不借助热能，相对于热干化技术节能40%，干化后的污泥呈粉状，方便储存、运输。本单元主要分为入料仓、称重定量系统、主机、主管道、旋风除尘、布袋除尘及成品收集等几部分。本系统将半干化污泥（含水率约40%）与空气一起进入TSP主机，并在设备内完全混合同向紊流移动。污泥颗粒进入干化室的同时，粉碎机主轴以3000-6000r/min高速运转，在干化室中形旋转流动气、固混合物质，在强扰动旋流作用下粉碎的污泥颗粒由于粒径不同、微裂隙不同、密度不同、粘度不同、硬度不同等因素，相互不规则碰撞形成粒径100-200m的粉末体，污泥通过高速旋转对碰得以塑解，破坏了泥渣与水的结合状态，改变了泥渣与水的结合度和表面张力，从泥渣中解离出大量间隙水、外表水，泥渣粉体细小的粒径和巨大比表面积使泥渣中的水分分离出来并与空气介质结合被带出，表面水分的剥离导致泥渣粉表面湿度小于内部湿度，促使泥粉的内部水分快速渗出并再次与空气介质结合被带出，到旋风
