城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行).pdf

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1、 附件 附件 HJ BAT 002 环 境 保 护 技 术 文 件 环 境 保 护 技 术 文 件 城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治 最佳可行技术指南 试行 Guideline on Best Available Technologies of Pollution Prevention and Control for Treatment and Disposal of Sludge from Municipal Wastewater Treatment Plant on Trial 环 境 保 护 部环 境 保 护 部 2010 年 2 月 目目 次次 前言 1 总则 1 1 1 适用范围

2、1 1 2 术语和定义 1 2 城市污水污泥 1 2 1 污泥的特性及危害 1 2 2 污泥处理处置技术 1 3 污泥预处理及辅助设施 1 3 1 工艺原理 1 3 2 工艺流程及产污环节 2 3 3 污泥产生量及计量 2 3 4 污泥预处理工艺类型 3 3 5 消耗及污染物排放 3 3 6 污泥脱水新技术 3 4 污泥厌氧消化技术 4 4 1 工艺原理 4 4 2 工艺流程及产污环节 4 4 3 污泥厌氧消化工艺类型 4 4 4 消耗及污染物排放 5 4 5 污泥厌氧消化前处理新技术 5 5 污泥好氧发酵技术 5 5 1 工艺原理 5 5 2 工艺流程及产污环节 6 5 3 污泥好氧发酵工艺

3、类型 6 5 4 消耗及污染物排放 6 6 污泥土地利用技术 7 6 1 工艺原理 7 6 2 工艺流程及产污环节 7 6 3 污泥土地利用工艺类型 7 6 4 消耗及污染物排放 8 7 污泥焚烧技术 9 7 1 工艺原理 9 I 7 2 工艺流程及产污环节 9 7 3 污泥焚烧工艺类型 9 7 4 消耗及污染物排放 10 7 5 污泥焚烧新技术 11 8 污泥处理处置污染防治最佳可行技术 11 8 1 污泥处理处置污染防治最佳可行技术概述 11 8 2 污泥预处理污染防治最佳可行技术 11 8 3 污泥厌氧消化污染防治最佳可行技术 12 8 4 污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术 15 8 5

4、 污泥土地利用污染防治最佳可行技术 17 8 6 污泥焚烧污染防治最佳可行技术 18 附录A 21 II 前言前言 为贯彻执行 中华人民共和国环境保护法 加快建设环境技术管理体系 确保环境管理目标的技 术可达性 增强环境管理决策的科学性 提供环境管理政策制定和实施的技术依据 引导污染防治技术 进步和环保产业发展 根据 国家环境技术管理体系建设规划 环境保护部组织制定污染防治技术政 策 污染防治最佳可行技术指南 环境工程技术规范等技术指导文件 本指南可作为城镇污水处理厂污泥处理处置项目环境影响评价 工程设计 工程验收以及运营管理 等环节的技术依据 是供各级环境保护部门 设计单位以及用户使用的指导

5、性技术文件 本指南为首次发布 将根据环境管理要求及技术发展情况适时修订 本指南由环境保护部科技标准司组织制订 本指南起草单位 北京市环境保护科学研究院 清华大学 机科发展科技股份有限公司 山西沃土 生物有限公司 杭州环兴机械设备有限公司 本指南由环境保护部解释 III 1 总则 1 1 适用范围 本指南中污泥是指在城镇污水处理过程中产生的初沉池污泥和二沉池污泥 不包括格栅栅渣 浮渣 和沉砂池沉砂 与城镇污水性质类似的污水在处理过程中产生的污泥 其处理处置可参照执行 列入 国 家危险废物名录 或根据国家规定的危险废物鉴别标准和方法认定的具有危险特性的污泥 应严格按照 危险废物进行管理 不适用本指

6、南 1 2 术语和定义 1 2 1 最佳可行技术 是针对生活 生产过程中产生的各种环境问题 为减少污染物排放 从整体上实现高水平环境保护 所采用的与某一时期技术 经济发展水平和环境管理要求相适应 在公共基础设施和工业部门得到应用 的 适用于不同应用条件的一项或多项先进 可行的污染防治工艺和技术 1 2 2 最佳环境管理实践 是指运用行政 经济 技术等手段 为减少生活 生产活动对环境造成的潜在污染和危害 确保实 现最佳污染防治效果 从整体上达到高水平环境保护所采用的管理活动 2 城市污水污泥 2 1 污泥的特性及危害 城镇污水处理厂产生的污泥含水率高 75 99 有机物含量高 易腐烂 污泥中含有

7、具有潜在利用价值的有机质 氮 磷 钾和各种微量元素 寄生虫卵 病原微生物等致 病物质 铜 锌 铬等重金属 以及多氯联苯 二噁英等难降解有毒有害物质 如不妥善处理 易造成 二次污染 2 2 污泥处理处置技术 2 2 1 污泥处理技术 城镇污水处理厂污泥减容 减量 稳定以及无害化的过程称为污泥处理 本指南中污泥处理技术指 污泥厌氧消化和污泥好氧发酵 由于污泥厌氧消化前需浓缩 污泥好氧发酵前需脱水 本指南将污泥浓 缩 脱水列为污泥预处理技术 2 2 2 污泥处置技术 经处理后的污泥或污泥产品在环境中或利用过程中达到长期稳定 并对人体健康和生态环境不产生 有害影响的最终消纳方式称为污泥处置 本指南中的

8、污泥处置技术指污泥土地利用和污泥焚烧 3 污泥预处理及辅助设施 3 1 工艺原理 城镇污水处理厂污泥预处理是指采用重力 气浮或机械等方法提高污泥含固率 减少污泥体积 以 利于后续处理与处置 污泥预处理及辅助设施主要包括污水处理系统中初沉池和二沉池的污泥存储 浓 缩 脱水 输送和计量等环节的设备 构筑物和相关辅助设施 1 3 2 工艺流程及产污环节 污水处理系统产生的初沉污泥和剩余污泥排入集泥池 经提升至污泥浓缩池或浓缩设备 通常规 模较大的城镇污水处理厂产生的污泥在浓缩后进入消化池 经浓缩或消化后的污泥机械脱水后存储在堆 放间 外运处理或处置 污泥预处理工艺流程及主要产污环节见图 1 集泥池

9、剩余污泥 消化池 脱水机 污泥堆放间 滤液 外运 污泥 混 凝 剂 冲 洗 用 水 浓缩池 质 调 泥 污 恶臭 噪声 恶臭 恶臭 噪声 恶臭 上清液 初沉污泥 图 1 污泥预处理工艺流程及产污环节 污泥预处理过程中主要污染物为恶臭 污泥浓缩和脱水过程排放的上清液和滤液 3 3 污泥产生量及计量 城镇污水处理厂污泥产生量的计量是污泥处理处置污染防治的基础 本指南对污泥产生量和计量方 法做出规定 城镇污水处理厂应在污泥产生 贮存和处理的各单元设置计量装置 3 3 1 污泥产生量 各类型污水处理工艺及相关处理单元污泥产生量的计算参见附录 A 3 3 2 污泥计量 3 3 2 1 初次沉淀池污泥计量

10、 初沉池不接收剩余活性污泥时 污泥理论产生量参照附录 A 中公式 A 1 计算 当初沉池间歇排 泥时 采用容积法计量污泥产生量 排泥量参照附录 A 中公式 A 8 计算 3 3 2 2 剩余活性污泥计量 设有初沉池的城镇污水处理厂剩余活性污泥理论产生量参照附录 A 中公式 A 2 计算 剩余活性 污泥连续排放时 设置流量计计量污泥产生量 生物膜法中二沉池间歇排泥时 采用容积法计量 排泥 量参照附录 A 中公式 A 8 计算 不设初沉池的城镇污水处理厂剩余活性污泥理论产生量参照附录 A 中公式 A 4 计算 3 3 2 3 消化池污泥计量 设置计量装置计量厌氧消化池进 出泥量和沼气产量 进泥量为

11、初沉污泥和剩余活性污泥之和 参 照附录 A 中公式 A 5 进行计算 连续进出泥时 采用流量计计量污泥产生量 并记录累计流量 采 用投配池间歇进泥时 采用容积法计量 并记录每次投泥前后投配池中污泥液位高度和每日进泥次数 计量污泥消化池产生沼气的计量装置或仪表宜安装在消化池出气管道上 沼气计量装置应具有读取 瞬时流量和累计流量的功能 2 3 3 2 4 污泥的出厂计量和报告 城镇污水处理厂出厂污泥可采用地衡进行计量 城镇污水处理厂应为出厂污泥计量建立完善的记 录 存档和报告制度 污泥在采用好氧发酵 土地利用及焚烧等处理处置方式时 城镇污水处理厂应采 用运营记录簿 即台账 制度 并将记录结果提交相

12、关环境保护管理部门和污泥最终处置单位 3 4 污泥预处理工艺类型 3 4 1 污泥浓缩 污泥浓缩常采用重力浓缩和机械浓缩两种方法 机械浓缩包括离心浓缩 重力浓缩等方式 3 4 2 污泥脱水 污泥脱水包括自然干化脱水 热干化脱水和机械脱水 本指南中特指机械脱水 常用的污泥机械脱 水方式有压滤式和离心式 其中压滤式主要指板框式和带式 3 5 消耗及污染物排放 3 5 1 预处理过程中药剂及能源消耗 3 5 1 1 药剂消耗 污泥预处理过程中药剂消耗主要为调理剂 常用的调理剂包括无机混凝剂和有机絮凝剂两大类 无 机混凝剂适用于板框式压滤 有机絮凝剂适用于带式压滤和离心式机械脱水 无机混凝剂用量通常为

13、污 泥干固体重量的 5 20 有机絮凝剂 如阳离子型聚丙烯酰胺 PAM 和阴离子型聚丙烯酰胺 PAM 用量通常为污泥干固体重量的 0 1 0 5 3 5 1 2 能源消耗 离心浓缩比能耗最高 重力浓缩的比能耗通常在 10 kW h tDS 以下 仅为离心浓缩的 1 污泥脱水阶段主要能源消耗来自脱水机械主机设备以及冲洗水 药剂添加等驱动力的消耗 板框压 滤机 带式压滤机和离心脱水机的比能耗分别为 15 40 kW h tDS 5 20 kW h tDS 和 30 60 kW h tDS 3 5 2 预处理污染物排放 3 5 2 1 恶臭气体 污泥浓缩池硫化氢和氨气排放浓度分别为 1 50mg m

14、3和 2 20mg m3 臭气浓度 无量纲 通常为 10 60 污泥脱水机房硫化氢和氨气排放浓度通常均为 1 40mg m3 臭气浓度 无量纲 通常为 10 200 3 5 1 2 上清液和滤液 污泥浓缩脱水过程中产生的上清液和滤液 包括冲洗水 等废水中氮磷浓度较高 氨氮浓度约为 300 mg L 总磷最大浓度约为 100 mg L 3 6 污泥脱水新技术 3 6 1 高压和滚压式污泥脱水机 污泥脱水新设备主要有高压污泥脱水机和滚压式脱水机 高压脱水机的工作原理是将湿污泥 含水率 87 左右 投入由高压和低压系统组成的机械挤压系统 中 经过多级连续挤压 脱水污泥含水率降至 30 50 该类型脱

15、水机单位能耗约为 125 kW h tDS 3 滚压式脱水机的工作原理是将湿污泥 含水率 85 99 5 投入圆形污泥通道 通道前端为浓缩 区 后端为脱水区 浓缩污泥在脱水区经深度挤压后由出口闸门排出 滤液由通道两侧栅格的出水孔排 出 并由脱水机下的污水槽收集 脱水后污泥含水率降至 60 75 5 3 6 2 水热预处理 机械脱水 水热预处理 机械脱水指利用过热饱和高温水蒸汽对污泥进行预处理后进行机械脱水 水蒸汽使污 泥中生物体的细胞壁破碎 释放结合水 并降低污泥粘滞性 脱水后污泥含水率降至 50 左右 4 污泥厌氧消化技术 4 1 工艺原理 污泥厌氧消化是指在厌氧条件下 通过微生物作用将污泥

16、中的有机物转化为沼气 从而使污泥中有 机物矿化稳定的过程 厌氧消化可降低污泥中有机物的含量 减少污泥体积 提高污泥的脱水性能 4 2 工艺流程及产污环节 污泥经过浓缩池浓缩后 利用泵提升进入热交换器 然后进入厌氧消化池 在微生物作用下污泥中 有机物得到降解 厌氧消化过程产生的沼气经脱水 脱硫后可作为燃料利用 消化稳定后的污泥经脱水 形成泥饼外运处置 污泥厌氧消化工艺流程及产污环节见图 2 浓 缩 池 上清液 热交换器 泥饼外运处置 恶臭 消 化 池 储 泥 池 锅炉 发电 脱硫塔 储气柜 滤液 恶臭 噪声 余气燃烧塔 燃烧尾气 发电余热 热水 污染物 H2S 初沉污泥 噪声 剩余污泥 脱 水

17、机 滤液 除湿罐 滤液 图 2 污泥厌氧消化工艺流程及产污环节 污泥厌氧消化产生的主要污染物包括消化液 沼气利用时排放的尾气以及设备噪声 4 3 污泥厌氧消化工艺类型 4 3 1 高温厌氧消化 经过浓缩 均质后的污泥 含水率 94 97 进入高温 53 2 C 厌氧消化池进行厌氧消化 有机物降解率可达 40 50 对寄生虫 卵 的杀灭率可达 99 消化时间为 10 15d 高温厌氧消化 池投配率以 7 10 为宜 该工艺的特点是微生物生长活跃 有机物分解速度快 产气率高 停留时间短 但需要维持消化池 的高温运行 能量消耗较大 系统稳定性较差 4 4 3 2 中温厌氧消化 经过浓缩 均质后的污泥

18、 含水率 94 97 进入中温 35 2 厌氧消化池进行厌氧消化 中温厌氧消化分为一级中温厌氧消化 停留时间约 20 d 和二级中温厌氧消化 停留时间约 10 d 中 温厌氧消化池投配率以 5 8 为宜 该工艺的特点是消化速率较慢 产气率低 但维持中温厌氧的能耗较少 沼气产能能够维持在较高 水平 4 4 消耗及污染物排放 4 4 1 厌氧消化能源消耗 污泥厌氧消化的能耗主要用于维持厌氧反应温度及维持污泥泵 污水泵 进出料系统 搅拌设备 和沼气压缩机等设备运转 能耗水平取决于厌氧消化搅拌方式 搅拌强度通常为 3 5W m3 污泥厌氧消化的电耗占城镇污水处理厂全厂用电的 15 25 污泥加热的热耗

19、占全厂热耗的 80 以上 如污泥消化产生的沼气全部用于发电 可解决整个城镇污水处理厂内 20 30 的用电量 4 4 2 厌氧消化污染物排放 4 4 2 1 沼气利用排放的尾气 沼气中甲烷含量为 60 65 二氧化碳 CO2 含量为 30 35 硫化氢 H2S 含量为 0 0 3 沼气燃烧或发电会产生尾气 尾气中主要污染物为氮氧化物 NOx 二氧化硫 SO2 和一氧化碳 CO 4 4 2 2 消化液 消化液中化学需氧量 CODCr 浓度为 300 1500 mg L 悬浮物 SS 浓度为 200 1000 mg L 氨 氮 NH3 N 浓度为 100 2000 mg L 总磷 TP 浓度为 1

20、0 200 mg L 4 4 2 3 噪声 污泥厌氧消化过程中噪声的主要来源为发电机 在未加隔声罩的情况下 国产发电机距机体 1 m 处 噪声约 110dB A 4 5 污泥厌氧消化前处理新技术 污泥厌氧消化前经过前处理 能够减少污泥消化的停留时间 提高产气量 污泥水热干化技术和超 声波处理技术是污泥厌氧消化前处理技术中研究较成熟的两种技术 污泥水热干化技术是指在一定温度和压力下使加热后污泥中的微生物细胞破碎 释放胞内大分子有 机物 同时水解大分子有机物 进而破坏污泥胶体结构 从而改善污泥的脱水性能和厌氧消化性能 超声波处理技术是指利用极短时间内超声空化作用形成的局部高温 高压条件 伴随强烈的

21、冲击波 和微射流 轰击微生物细胞 使污泥中微生物细胞壁破裂 进而减少消化的停留时间 提高产气量 5 污泥好氧发酵技术 5 1 工艺原理 污泥好氧发酵是指在有氧条件下 污泥中的有机物在好氧发酵微生物的作用下降解 同时好氧反应 释放的热量形成高温 55 杀死病原微生物 从而实现污泥减量化 稳定化和无害化的过程 5 5 2 工艺流程及产污环节 污泥好氧发酵通常包括前处理 好氧发酵 后处理和贮存等过程 前处理包括破碎 混合 含水率 和碳氮比的调整 好氧发酵阶段通常采用一次发酵方式 后处理主要包括破碎和筛分 有时需要干燥和 造粒 污泥好氧发酵工艺流程及产污环节见图 3 恶臭 滤液 泥饼 脱水 成品肥返混

22、 粉 碎 混 合 筛 分 好 氧 发 酵 添加剂 曝气或搅动供气 存储 噪声 调理剂回用 噪声 图 3 污泥好氧发酵工艺流程及产污环节 污泥好氧发酵过程中产生的主要污染物是恶臭气体 粉尘及滤液 5 3 污泥好氧发酵工艺类型 5 3 1 条垛式好氧发酵 条垛式好氧发酵通常采用露天强制通风的发酵方式 经前处理工段处理后的混合物料被堆置在经防 渗处理后的地面上 形成梯形断面的长条形条垛 条垛式好氧发酵分为静态和间歇动态两种工艺 静态好氧发酵是指在污泥混合物料所堆放的地面上铺设供风管道系统 通过强制通风或抽气的方式 为好氧发酵过程提供所需氧气 间歇动态好氧发酵是指采用轮式或履带式等翻 抛 堆设备 定期

23、翻堆 使混合物料与空气充分接 触 保持好氧发酵过程所需氧气 目前通常采用静态强制通风与定期翻堆相结合的条垛式好氧发酵工艺 5 3 2 发酵槽 池 式好氧发酵 发酵槽 池 式好氧发酵是指在厂房中设置若干发酵槽 槽底设供风管道和排水管道 槽壁顶部设 轨道 供翻堆机械移转 定期翻堆 发酵槽 池 式好氧发酵的典型工艺为阳光棚发酵槽 阳光棚发酵槽是指利用阳光棚的透光和保温性能 提高发酵槽内温度 发酵槽底部安装通风管道系 统 通过强制通风来保证好氧发酵过程所需氧气 5 4 消耗及污染物排放 5 4 1 好氧发酵消耗 条垛式好氧发酵能耗为 1 7 kW h m3发酵产品 发酵槽 池 式好氧发酵能耗为 5 1

24、5 kW h m3发 酵产品 6 5 4 2 好氧发酵污染物排放 5 4 2 1 大气污染物 污泥好氧发酵微生物对有机质进行分解时产生恶臭气体 主要包括氨 硫化氢 醇醚类以及烷烃类 气体 污泥好氧发酵的翻堆和通风过程中会产生粉尘 5 4 2 2 水污染物 污泥好氧发酵过程产生的滤液中化学需氧量 CODCr 浓度为 2000 6000 mg L 五日生化需氧量 BOD5 浓度为 60 4500 mg L 条垛式污泥好氧发酵采用露天方式时需考虑场地雨水 5 4 2 3 噪声 污泥好氧发酵过程中的噪声主要来源于前处理设备 翻堆设备和通风设备等 噪声水平为 70 85dB A 6 污泥土地利用技术 6

25、 1 工艺原理 污泥土地利用是指将经稳定化和无害化处理后的污泥通过深耕 播撒等方式施用于土壤中或土壤表 面的一种污泥处置方式 污泥中丰富的有机质和氮 磷 钾等营养元素以及植物生长必需的各种微量元 素可改良土壤结构 增加土壤肥力 促进植物的生长 本指南中的污泥土地利用不包括污泥农用 6 2 工艺流程及产污环节 污泥土地利用工艺流程及产污环节见图 4 运 输 土地利用 污泥 挥发性污染物和氨 态氮的挥发 渗滤液 污泥贮存 道路溢洒 渗滤液 运输车辆产生的 尾气 稳定 无害化 干化污泥粉尘 干化污泥粉尘 恶臭 恶臭 运输和施用机 械产生的尾气 恶臭 图 4 污泥土地利用工艺流程及产污环节 污泥土地利

26、用过程排放的主要污染物是恶臭气体和粉尘 污泥中重金属 病原体等也会造成环境问 题 6 3 污泥土地利用工艺类型 6 3 1 园林绿化 污泥用于园林绿化是指将污泥用作景观林 花卉和草坪等的肥料 基质和营养土 污泥中矿化的有 机质和营养物质提供丰富的腐殖质和可利用度高的营养物质 可改善土壤结构和组成 并使营养物质更 7 易为植物吸收 污泥用于园林绿化时 须根据树木种类采用不同的污泥施用量 6 3 2 林地利用 污泥用于林地利用是指将污泥施用于密集生产的经济林 如薪材林或人工杨树林等 将污泥施于幼林时 会出现与其他植物种类进行竞争的情况 从而降低幼树对营养物质和微量元素 的摄入量 并增强杂草生长能力

27、 6 3 3 土壤修复及改良 土壤修复及改良是指将污泥用作受到严重扰动土地的修复和改良土 从而恢复废弃土地或保护土壤 免受侵蚀 污泥可用在采煤场 取土坑 露天矿坑和垃圾填埋场等 该方法的具体操作方式和环境影响取决于所施用场地的原有用途 当目标是改善土壤质量时 可采用污泥直接施用或与其它肥料混合施用的方式 6 4 消耗及污染物排放 6 4 1 土地利用物料消耗 污泥运输车辆和施用机械消耗燃料或电能 其消耗水平与施用量以及施用场地位置 大小和利用情 况等有关 6 4 2 土地利用污染物排放 6 4 2 1 大气污染物 污泥贮存 运输及施用到土壤中后 污泥中的有机组分会持续挥发或降解 产生恶臭物质

28、以氨 硫化氢和烷烃类气体等形式排放 污泥原料的贮存 运输 装卸以及污泥土地利用等过程会排放粉尘 6 4 2 2 水污染物 污泥土地利用时的运输和存储过程有滤液产生 6 4 2 3 有机污染物 经稳定化工艺 厌氧消化和好氧发酵等 处理后的污泥中仍含有未降解有机物 且含有少量难降解 有机化合物 如苯并 a 芘 二噁英 可吸附有机卤化物和多氯联苯等 6 4 2 4 重金属及其化合物 污泥中主要含有铜 锌 镍 铬 镉 汞和铅等重金属 多以离子化合物形态存在 在土地利用过 程中 应特别关注铜 锌和镉造成的环境问题 6 4 2 5 病原菌 经无害化处理后的污泥中蠕虫卵死亡率通常大于 95 粪大肠菌群菌值大

29、于 0 01 6 4 2 6 营养元素 氮 磷 钾等 土地利用过程中 污泥中的氮 磷 钾等营养元素会随径流以淋失的方式进入地表水 以渗透的方 式进入地下水体 8 7 污泥焚烧技术 7 1 工艺原理 污泥焚烧是指在一定温度和有氧条件下 污泥分别经蒸发 热解 气化和燃烧等阶段 其有机组分 发生氧化 燃烧 反应生成 CO2和 H2O 等气相物质 无机组分形成炉灰 渣等固相惰性物质的过程 7 2 工艺流程及产污环节 污泥焚烧系统主要由污泥接收 贮存及给料系统 热干化系统 焚烧系统 包括辅助燃料添加系统 热能回收和利用系统 烟气净化系统 灰 渣收集和处理系统 自动监测和控制系统及其他公共系统等组 成 污

30、泥干化焚烧工艺流程及产污环节见图 5 余热锅炉 污泥干燥机 脱水污泥 运输车辆 恶臭 污泥焚烧炉 噪声 废水 灰渣 冷空气 水 空气预热器 热空气 冷凝器 污泥水蒸汽 废水 蒸气 烟气 噪声 噪声 图 5 污泥干化焚烧工艺流程及产污环节 污泥焚烧过程排放的主要污染物有恶臭气体 烟气 灰渣 飞灰和废水 7 3 污泥焚烧工艺类型 7 3 1 前处理技术 污泥焚烧前处理技术通常指脱水或热干化等工艺 以提高污泥热值 降低运输和贮存成本 减少燃 料和其他物料的消耗 热干化工艺有半干化 含固率达到 60 80 和全干化 含固率达到 80 90 两种 热干 化工艺一般仅用于处理脱水污泥 主要技术性能指标 以

31、单机升水蒸发量计 为 热能消耗 2940 4200KJ kgH2O 电能消耗 0 04 0 90kW kgH2O 污泥含固率在 35 45 时 热值为 4 8 6 5MJ kg 可自持燃烧 通常后面直接接焚烧工艺 用作 土壤改良剂 肥料 或作为水泥窑 发电厂和焚烧炉燃料时 须将污泥含固率提高至 80 95 7 3 2 单独焚烧 单独焚烧是指在专用污泥焚烧炉内单独处置污泥 流化床焚烧炉是目前单独焚烧技术中应用最多的焚烧装置 主要有鼓泡式和循环式两种 其中尤以 鼓泡流化床焚烧炉应用较多 污泥单独焚烧时 在焚烧炉启动阶段 可通过安装启动燃烧器或向焚烧炉膛内添加辅助燃料等方式 将炉膛温度预热至 850

32、 C 以上 然后向焚烧炉炉膛内供给污泥 9 7 3 3 混合焚烧技术 7 3 3 1 污泥与生活垃圾混烧 在生活垃圾焚烧厂的机械炉排炉 流化床炉 回转窑等焚烧设备中 污泥可以以直接进料或混合进 料的方式与生活垃圾混合焚烧 污泥与生活垃圾直接混合焚烧时会增加烟气和飞灰产生量 降低灰渣燃烬率 增加烟气净化系统的 投资和运行成本 降低生活垃圾发电厂的发电效率和垃圾处理能力 7 3 3 2 污泥的水泥窑协同处置 经水泥窑产生的高温烟气干化后的污泥进入水泥窑煅烧可替代部分黏土作为水泥原料 达到协同处 置污泥的目的 干化后的污泥可在窑尾烟室 块状燃料 或上升烟道 预分解炉 分解炉喂料管 适用 于块状燃料

33、等处喂料 利用水泥窑系统处置污泥时须控制污泥中硫 氯和碱等有害元素含量 折合入窑生料其硫碱元素的 当量比 S R 应控制为 0 6 1 0 氯元素应控制为 0 03 0 04 利用水泥窑焚烧污泥的直接运行成本为 60 100 元 t 80 湿污泥 7 3 3 3 污泥的燃煤电厂协同处置 可利用燃煤电厂的循环流化床锅炉 煤粉锅炉和链条炉等焚烧炉将污泥与煤混合焚烧 为提高污泥 处置的经济性 优先考虑利用电厂余热干化污泥后进行混烧 直接掺烧污泥会降低焚烧炉内温度和焚烧灰的软化点 增加飞灰产生量 增加除尘和烟气净化负荷 降低系统热效率 3 4 并引起低温腐蚀等问题 利用火电厂焚烧污泥的单位运行成本为

34、100 120 元 t 80 湿污泥 系统改造成本约为 15 万元 t 80 湿污泥 7 4 消耗及污染物排放 7 4 1 焚烧物料消耗 污泥焚烧消耗的物料主要是燃料 水 碱性试剂和吸附剂 如活性炭 等 为加热和辅助燃烧 需添加辅助燃料 将重油作为辅助燃料时 其消耗为 0 03 0 06 m3 t 干污泥 将天然气作为辅助燃料时 其消耗 4 5 20 m3 t 干污泥 污泥焚烧主要用水单元是烟气净化系统 水耗均值约为 15 5 m3 t 干污泥 其中 干式烟气净化系统 基本不消耗水 湿式系统耗水量最高 半湿式系统居于两者之间 碱性试剂如氢氧化钠消耗为 7 5 33 kg t 干污泥 熟石灰乳消

35、耗为 6 22 kg t 干污泥 7 4 2 焚烧能量消耗 污泥焚烧厂主要消耗热能和电能 热能产出量与污泥低位热值高低密切相关 经由烟气处理和排放 造成的热量损失约占污泥焚烧输出热量的 13 16 污泥焚烧厂消耗电能的主要工艺单元是机械设备的运转 电耗通常为 60 100kW h t 80 湿污泥 7 4 3 污泥焚烧的污染物排放 7 4 3 1 大气污染物 由于国内污泥焚烧大气污染物排放数据较少 根据对国外污泥焚烧厂大气污染物排放统计 污泥焚 烧产生的烟气经净化处理后 通常烟尘排放浓度为 0 6 30 mg m3 二氧化硫排放浓度为 50 mg m3以下 10 氮氧化物 以 NO2计 排放浓

36、度为 50 200 mg m3 二噁英排放浓度在 0 1ngTEQ Nm3以下 重金属镉排 放浓度为 0 0006 0 05 mg m3 汞排放浓度为 0 0015 0 05 mg m3 7 4 3 2 废水 湿式烟气净化系统会产生工艺废水 灰渣收集 处理和贮存废水 采用湿式捞渣机收集灰渣时 会产生灰渣废水 污泥露天贮存时 雨 水进入产生废水 热干化过程中产生冷凝水 其化学需氧量 CODCr 含量高 约为 2000 mg L 氮也较高 约为 600 2000 mg L 还含有一定量的重金属 7 4 3 3 固体残留物 污泥焚烧产生的飞灰约占焚烧固体残留物总量的 90 流化床 灰渣和烟气净化固体

37、残留物合计 约占焚烧固体残留物总量的 10 流化床 7 5 污泥焚烧新技术 喷雾干燥 回转式焚烧炉技术是利用喷雾干燥塔的雾化喷嘴将经预处理的脱水污泥雾化 干燥热源 主要为焚烧产生的高温烟气 干化后的污泥被直接送入回转式焚烧炉焚烧 尾气采用旋风除尘器 喷淋 塔 生物除臭填料喷淋塔处理 处理每吨含水率为 80 的脱水污泥 平均燃煤消耗量为 30 50 kg t 煤热值 21000 KJ kg 电耗为 50 60 kW h t 单位投资成本为 10 万 20 万元 t 单位直接运行成本为 80 100 元 t 8 污泥处理处置污染防治最佳可行技术 8 1 污泥处理处置污染防治最佳可行技术概述 本指南

38、选择污泥中温厌氧消化和污泥好氧发酵为污泥处理污染防治最佳可行技术 污泥土地利用和 污泥干化焚烧为污泥处置污染防治最佳可行技术 污泥处理处置前采用浓缩 脱水等预处理方式 对于实际污水处理规模大于 5 万 m3 d 的城镇二级污水处理厂 其产生的污泥宜通过中温厌氧消化 进行减量化 稳定化处理 同时进行沼气综合利用 对于园林和绿地等土地资源丰富的中小型城市的中小型城镇污水处理厂 可考虑采用污泥好氧发酵 技术处理污泥 并采用土地利用方式消纳污泥 厂址远离环境敏感点和敏感区域时 宜选用条垛式好氧 发酵工艺 厂址附近有环境敏感点和敏感区域时 可选用封闭发酵槽式 池 好氧发酵工艺 对于大中型城市且经济发达的

39、地区 大型城镇污水处理厂或部分污泥中有毒有害物质含量较高的城 镇污水处理厂 可采用污泥干化焚烧组合工艺处置污泥 应充分利用焚烧污泥产生的热量和附近稳定经 济的热源干化污泥 污泥干化焚烧厂的选址应采取就近原则 避免远距离输送 污泥干化技术应和焚烧以及余热利用相结合 不鼓励对污泥进行单独热干化 8 2 污泥预处理污染防治最佳可行技术 8 2 1 最佳可行工艺流程 污泥预处理污染防治最佳可行技术系统包括收集系统 浓缩系统 消化系统 脱水系统 存储与输 送系统 计量系统及相关辅助设施等 污泥预处理污染防治最佳可行技术工艺流程见图 6 11 集泥池 消化池 污泥堆放间 废液 恶臭 污 泥 调 质 混 凝

40、 剂 冲 洗 用 水 设 污 泥 计 量 连续稳 定达标 污水处理设施 设 污 泥 计 量 设 地 衡 生物除臭 连续稳定达标 污泥 剩余污泥 上清液 脱水机 浓缩池 初沉污泥 外运 图 6 污泥预处理污染防治最佳可行技术工艺流程 8 2 2 最佳可行工艺参数 污泥预处理构筑物个数采用至少两个系列设计 初沉污泥采用重力浓缩时 污泥固体负荷为 80 120 kg m2 d 停留时间宜为 6 8h 混合污泥采用重力浓缩时 污泥固体负荷为 50 75 kg m2 d 停留时间宜为 10 12h 进入脱水机前的污泥通常含水率大于 96 经脱水后的污泥含水率要求小于 80 8 2 3 污染物削减及污染防

41、治措施 城镇污水处理厂污泥预处理阶段的集泥池和浓缩池等构筑物采取加盖密闭并保持微负压 产生的恶 臭气体可集中收集后进行生物除臭 脱水机房 泵房和堆放间等建筑物应采用微负压设计 建筑物顶部 应设多个吸风口 经由风机和风管收集至集中处理设施进行处理后 使其连续稳定达标运行 污泥浓缩的上清液及污泥脱水和设备清洗过程产生废水集中收集 单独处理后回流至污水处理厂 离心脱水设备产生的噪声采取消声 隔声 减震等措施进行防治 8 2 4 技术经济适用性 机械脱水适用于大 中型城镇污水处理厂 间歇式重力浓缩适用于小型城镇污水处理厂 连续式重力浓缩适用于大 中型城镇污水处理厂 有脱氮除磷要求的城镇污水处理厂宜采用

42、机械浓缩 对采用生物除磷污水处理工艺产生的污泥 宜采用浓缩脱水一体机等设备进行处理 8 2 5 最佳环境管理实践 城镇污水处理厂附近有环境敏感点或敏感区域时 关键构筑物和建筑物保持微负压设计 污泥经预处理后及时密闭运输或连接后续处理 8 3 污泥厌氧消化污染防治最佳可行技术 8 3 1 最佳可行工艺流程 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术包括污泥预处理系统 污泥中温厌氧消化系统 沼气综合 利用及净化系统 污染物控制系统 污泥浓缩后进入污泥厌氧消化系统 厌氧消化系统包括厌氧消化池 进出料和搅拌系统 加温系统 沼气收集净化和利用系统 12 13 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术工艺流程见图

43、7 8 3 2 最佳可行工艺参数 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术的工艺参数见表 1 表 1 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术的工艺参数 项目 工艺参数 运行温度 最佳温度为 35 2 一级消化时间 15 20 d 二级消化时间 10 d pH 7 7 5 消化池投配率 以 5 8 为宜 产气率 不小于 0 40 0 50m3 kgVS 中温厌 氧消化 搅拌 采用机械搅拌或沼气搅拌 当池内各处污泥温度的变化范围不超过 1 时 即认为搅拌 均匀 脱硫要求 采用干法脱硫时 沼气以 0 4 0 6m min 的速度通过脱硫剂 接触时间通常为 2 3min 采用湿法脱硫时 采用 2 3 的碳酸

44、钠溶液从脱硫塔顶喷淋 沼气与吸收剂逆流接触 然后从顶部排出 硫化氢排放 采用脱硫工艺后 H2S 小于 20 mg Nm3 沼气综 合利用 热电效率 沼气发电机组电效率应大于 33 热回收效率应大于 35 大型机组总效率应大于 80 8 3 3 污染物削减及污染防治措施 经中温厌氧消化后的污泥有机物降解率不小于 40 蠕虫卵死亡率大于 95 沼气利用前采用脱水 脱硫等措施进行净化 厌氧消化产生的消化液单独收集 集中处理 可采用脱氮工艺 化学除磷及鸟粪石结晶等方法处理 沼气发电机组设备产生的噪声采用消声 隔声 减振等措施进行防治 室外设备须加装隔声罩 8 3 4 技术经济适用性 城镇二级污水处理厂

45、可采取中温厌氧消化进行减量化 稳定化处理 同时进行沼气综合利用 通常情况下 污泥厌氧消化系统的工程投资占城镇污水处理厂总投资的 20 30 厌氧消化直接 运行成本约为 0 05 0 10 元 吨污水 不包括固定资产折旧 考虑沼气发电回收电量后 采用厌氧消化可 降低城镇污水处理厂 20 30 的电耗 8 3 5 最佳环境管理实践 消化 脱水后的污泥进行临时堆放或存储时 采取防渗和防臭等措施 集泥池 浓缩池 污泥脱水 机房和污泥堆放间等建 构 筑物在环境敏感点或敏感区域采取微负压设计 沼气利用时制定安全管理制度 在消化池 储气柜 脱硫间周边划定重点防火区 并配备消防安全 设施 非工作人员未经许可不

46、得进入厌氧消化管理区内 在可能的泄漏点设置甲烷浓度超标及氧亏报警 装置 在沼气贮气柜的运行维护中保证压力安全阀处于正常工作状态 保证冬季气柜内水封不结冰 必要 时在气柜迎风面设移动式风障 防止大风对气柜浮盖升降造成影响 14 恶 臭 滤液 泥饼外运处置 污染物 H2S 脱硫塔 储气柜 恶 臭 恶 臭 生物除臭 连续稳定达标 设 设污 泥计 量 消 化 液 剩余污泥 初沉污泥 设 污 泥 计 量 热交换器 污泥 连续稳定达标 发电余热 热水 锅炉 发电 除湿罐 污 泥 计 量 设 集泥池 余气燃烧塔 恶 臭 污泥堆放间 恶 臭 浓缩池 储泥池 消化池 脱水机 液 清 上 液 清 上 污水处理设施

47、 衡 地 燃烧尾气 图 7 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术工艺流程 15 8 4 污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术 8 4 1 最佳可行工艺流程 污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术包括前处理 好氧发酵 后处理及臭气污染控制 污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术工艺流程见图 8 8 4 2 最佳可行工艺参数 好氧发酵前 污泥混合物料含水率调到 55 65 碳氮比 C N 为 25 1 35 1 有机质含量通常 不小于 50 pH 值 6 8 采用条垛式好氧发酵时 无通风典型动态发酵周期约 20 d 加设通风系统后发酵周期约 15 d 温度 55 以上持续 5 7 d 采用发酵槽 池 式好氧发酵时

48、 阳光棚发酵槽每隔 1 2 d 翻堆一次 温度 55 以上持续 5 7 d 发酵周期约 20 d 好氧发酵堆体上部铺设 5 10cm 的覆盖物料吸附恶臭气体 发酵时 静态好氧发酵强制通风 每 1m3物料通风量 0 05 0 2 m3 min 非连续通风 间歇动态好 氧发酵可参考静态工艺并依生产试验的结果确定通风量 保证好氧发酵在最适宜条件下进行 8 4 3 污染物削减及污染防治措施 经好氧发酵处理后的污泥含水率小于 40 有机物降解率大于 40 蠕虫卵死亡率大于 95 粪大 肠菌群菌值大于 0 01 种子发芽指数不小于 70 污泥好氧发酵过程中产生的恶臭气体宜集中收集后进行生物除臭 粉尘集中收

49、集后采用除尘器进行处理 污泥好氧发酵场产生的滤液以及露天发酵场的雨水集中收集 部分回喷至混合物料堆体 补充发酵 过程中的水分要求 其余回流到城镇污水处理厂或自建的处理装置 对于污泥好氧发酵设备产生的噪声采取消声 隔振 减噪等措施进行防治 8 4 4 技术经济适用性 在园林和绿地资源丰富的中小城市的中小型城镇污水处理厂 宜选用高温好氧发酵方式集中建设污 泥发酵场处理污泥 厂址远离环境敏感点和敏感区域时 可采用条垛式好氧发酵工艺 厂址附近有环境敏感点或敏感区 域时 宜采用封闭发酵槽 池 式好氧发酵工艺 在中 小规模的条垛宜使用斗式装载机或推土机 在大规模的条垛宜使用垮式翻堆机或侧式翻堆机 设计完整

50、的污泥好氧发酵系统的投资为 30 50 万元 t 80 含水率 经营成本约为 80 150 元 吨脱 水污泥 8 4 5 最佳环境管理实践 设置完善的污泥产品监测系统 严格控制污泥堆肥产品质量 仅允许符合国家相关标准要求的污泥 好氧发酵产品出厂 销售或施用 定期对污泥堆体温度 氧气浓度 含水率 挥发性有机物含量及腐熟度等进行监测 污泥好氧发酵 车间可在线监测硫化氢 氨气浓度 单独建设发酵场或在城镇污水处理厂内建设的污泥发酵场不能满足卫生防护距离时 采用完全封闭 的发酵工艺 厂房采用微负压设计 16 辅料贮存仓库 装 载 机 输送机 皮带 秸秆粉碎机 调理剂贮存仓库 脱水污泥贮存仓 返混污泥贮存