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柳州市环境综合治理二期工程的关联性和创新性介绍 彭艺艺尹年孟宪翚 柳州市污水治理有限责任公司， 广西 柳州 545001 摘要 柳州市环境综合治理二期工程是一个综合打捆的工程项目包， 是一期工程的延续和完善， 既包含了对一期工程 成果的沿河流向上游进行水环境追溯治理的保护， 又包含了对一期工程形成的环境影响副产品 城市污水处理厂 污泥的综合处置。二期工程的建设内容， 充分体现了水域治理需要全线开展的关联性特点， 以及利用水泥厂的水泥窑 直接协同处置城市污水处理厂污泥的创新性特点。 关键词 关联性;创新性;水环境;治理;水泥窑;处置;污泥 AN INTRODUCTION TO CORRELATION AND INNOVATION OF LIUZHOU ENVIRONMENT MANAGEMENT PROJECT Ⅱ Peng YiyiYin NianMeng Xianhui Liuzhou Municipal Wastewater Treatment Co. ， Ltd，Liuzhou 545001，China AbstractLiuzhou Environment Management Project Ⅱ LZEMP Ⅱ ，an integrated project，is the continuation of LZEMP and improvement to LZEMP. LZEMP Ⅱ not only includes the retroactive protection and of management of upper reach river along the water environment management achievement of LZEMP，but also includes the comprehensive disposal of dewatered sludge from municipal wastewater treatment plants a byproduct from environmental impact brought by LZEMP. The construction contents of LZEMP II fully indicate the correlation of water area management which should be conducted from source to outfall， and indicate the innovation that dewatered sludge from municipal wastewater treatment plants are disposed by cement kiln of cement plant. Keywordscorrelation;innovation;water environment;management;cement kiln;disposal;sludge 0引言 柳州市位于广西壮族自治区的中北部， 是广西的 工业中心。全市建成区面 积130 km2， 市区人 口约 150 万人。柳州市环境综合治理二期工程主要建设 内容包括 6 个县 市 污水处理厂工程、 城郊排水工 程、 城市污水厂污泥处置工程等。新增污水处理能力 14 万 m3/d， 新 增 污 泥 处 置 能 力 300 t/d 含 水 率 80 ， 新建及改建排水管网约550 km。项目总投资 约 18. 7 亿元， 其中利用世行贷款 1. 5 亿美元。柳州 市环境综合治理二期工程是一个综合打捆的工程项 目包， 既满足了环境治理的需求， 又从水域治理需要 全线开展的关联性以及长远性出发， 对河流上游沿线 的县城及部分面源污染进行污水综合治理， 保护及强 化了一期工程的治理成果; 同时利用水泥厂的水泥窑 直接协同处置城市污水处理厂污泥， 体现了工程建设 内容的创新性， 因此， 二期项目是一个包含了关联性 和创新性特点的打捆项目包， 在工程的推进过程中得 到了主管部门的大力支持和贷款方的充分肯定， 进展 顺利。 1水域治理的关联性特点 1. 1柳州市环境综合治理一期工程的成果 柳州市环境综合治理一期工程， 总投资 16. 8 亿 元， 其中利用世行贷款 1. 0 亿美元。建设内容包括 四座城市污水处理厂及一条城市内河 竹鹅溪 综合 整治， 对水环境的综合治理， 基本覆盖了整个城市的 建成区范围 ［ 1］。目前， 已完成所有的工程建设， 污水 处理厂总规模达50 万 m3/d， 城市污水处理率将达 80 以上。城市内河 竹鹅溪 综合整治， 包括河道 整治 清淤、 防洪 、 溪岸砌筑挡墙、 敷设截污管、 修建 溢流坝蓄水、 布设景观工程、 完善沿溪人行步道、 架设 701 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 景观桥梁等， 2009 年末， 随着工程的完工， 昔日的城 市纳污沟， 被改造成一个与城市环境协调一致的绿化 开敞空间 ［ 2］。成为市民休闲出游的亲水景观新场 所。由此可见， 柳州市环境综合治理一期项目基本达 到了预期的目标。 1. 2水域治理的关联性特点的提出 虽然一期工程取得了不俗的成果， 得到了市民的 广泛认可。但是， 在广西水环境检测中心提供的供水 水源地水资源质量状况月报中， 流经一期工程整治服 务范围的城市河流柳江河的粪大肠菌群仍有超标。 既然柳州市区沿江排污口已经完成了截污工程， 城市 生活污水已经收集到污水处理厂处理后达标排放， 应 该不存在致使粪大肠菌群超标的污染源。通过分析 粪大肠菌群超标的原因， 认为主要是由于柳江河上游 存在县城、 村庄生活污水直接排入江， 鱼类、 鸭禽养殖 等面源污染， 加上下游水电站蓄水减缓了河流流速等 因素引起。与此同时， 城市内河 竹鹅溪 综合整治 后， 出现上游非整治段未截留污水污染下游水体， 进 而严重影响水体景观效果的情况。 针对上述出现的情况， 提出了水城治理的关联性 特点。即对水域的治理， 不仅仅是对水域局部的治理， 要充分考虑水域是一个关联的整体。若想达到理想的 彻底的治理目标， 必须从水域治理的关联性特点出发， 对水域进行全面的系列整治， 尤其在河流下游段的水 环境治理工程中， 更要重视水域治理的关联性。 1. 3针对水域治理的关联性特点的建设内容 在二期工程的前期准备阶段， 根据水域治理的关 联性特点， 提出了对柳江河上游沿线的县城进行污水 处理工程建设的内容， 包括对城市内河 竹鹅溪 上 游的延伸综合整治。水域治理的关联性提出， 把目前 的水环境治理中的独立的污水处理厂建设， 延伸扩展 到整个水域的统一规划、 合理部署、 有效整治上。避 免了目前国内许多地方出现的， 花了不少的钱进行水 环境治理， 但是， 治理成果仍然不明显， 水体水质依然 低劣的状况。 因此， 在二期工程中， 包括了针对水域治理的关 联性特点的三江、 融安、 融水、 柳城等沿柳江河上游的 四县污水处理厂 工程的 建 设， 新 增 污 水 处 理 能 力 8 万 m3/d， 使得各县的污水处理率实现零的突破， 达 到 60 以上。 2污泥处置的创新性特点 2. 1国内几种常用的污泥处置方法的利弊分析 城市污水污泥处置的原则是根据污泥的性质与 最终处置的目标相结合而提出的。污泥处理处置系 统的决策应该基于减量化、 稳定化、 无害化和资源化 这四个从低到高的层次 ［ 3］。 目前国内采用的污泥处置方式有四类 填埋; 堆 肥; 干化、 焚烧; 制作建材。 2. 1. 1填埋 填埋指将脱水污泥直接运到垃圾填埋场进行处 置。该方法由于处置成本较低， 曾是我国大多数污水 处理厂选择的污泥处置方式。但是， 随着土地资源越 来越紧缺; 随着工程实例的运用， 污水厂污泥高含水 率、 高黏度、 以及干化后遇水返湿的特性， 越来越凸现 出城市污水厂污泥不宜到垃圾填埋场直接填埋处置 的特性。近期颁布实施的 GB 168892008生活垃 圾填埋场污染控制标准 ， 要求“生活污水处理厂污 泥经处理后含水率小于 60 ， 可以进入生活垃圾填 埋场填埋处置” ［ 4］， 也进一步的限制了污水厂污泥直 接进入填埋场处置。在柳州的二期工程中， 出于经济 性的考虑， 最初选择单独选址进行污泥填埋的处置方 案， 但是， 因为无法找到既符合城市土地利用规划又 符合环保要求的选址方案而最终不得不放弃。 2. 1. 2堆肥 堆肥是在一定条件下通过微生物的作用， 使有机 物不断被降解和稳定， 并生产出一种适宜于土地利用 的产品的过程。我国很多城市的污泥测试结果显示 其中的有机分、 氮、 磷、 钾营养成分均高于农业厩肥， 所以， 污泥是很好的有机肥源 ［ 5］。污水厂的污泥进 行堆肥后用于土地利用、 农肥、 绿化用肥等， 也一直是 污泥处置的探索方向之一。但是， 受处理技术、 认识 水平和可接受程度的限制以及政策法规、 产品出路等 问题的困扰， 城市污泥堆肥处理及其产业化过程中仍 面临诸多不利因素。例如 对城市污泥中重金属污染 风险的担忧; 对病原体、 有机污染物、 烧苗、 恶臭、 盐害 等问题的担心等 ［ 6］。加上相对于堆肥后的产品， 化 肥具有既便宜又便于运输的优势， 以上各种因素使得 通过堆肥技术处置污水厂污泥的方法无法得到广泛 的应用。在广西， 国内的科研院校也一直在摸索污泥 堆肥后用于土地改良和山林绿化的最佳运作方案。 2. 1. 3干化、 焚烧 污泥干化指通过渗滤或蒸发等作用， 从污泥中去 除大部分含水量的过程。污泥焚烧指利用焚烧炉将 脱水污泥加温干燥， 再用高温氧化污泥中的有机物， 801 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 使污泥成为少量灰烬。污水厂污泥处置方式， 可采用 干化 填埋， 也可干化 焚烧。通常干化 焚烧方式 可充分利用干化后的污泥颗粒热值充当焚烧阶段的 热源而得到普遍采用。干化 焚烧方式的优点是对 污泥的处理较为彻底， 在污泥处置的“减量化、 稳定 化、 无害化” 方面优势明显。但是， 由于处理设施一 次性投资较大， 运行处理费用较高， 干化车间安全性 能要求高， 同时， 还受到厂址附近热源供给的约束等 各种因素的影响， 该方式也没有在国内得到有效的推 广。柳州的污水厂污泥处置工程， 由于各种客观原因 而放弃填埋的方案后， 曾经不得不考虑投资和运行费 用都很高的干化焚烧方案。但是， 仍然受困于没有稳 定、 经济的热源供给。 2. 1. 4制作建材 污泥制作建材最终产物是在各种类型建筑工程 中使用的材料制品， 替代一部分用于制造建筑材料的 原料， 已经被看作 一种 可 持 续 发 展 的 污 泥 处 置 方 式 ［ 4］。污泥可作为建筑砖块、 建筑辅料、 轻质材料、 水泥材料等进行资源再利用， 不仅达到了减量化、 稳 定化、 无害化的目的， 关键是跨越性地实现了资源化 的最终目标。目前， 利用污泥制作建材是各方积极探 索的方向。柳州的污水厂污泥处置工程， 经过经济分 析和多方比较后， 最终选择了制作建材的方案。 2. 2柳州市污水厂污泥的基本特性 城市污水厂污泥中含有水分、 有机组分和无机成 分等三大类。其有机成分中含有大量的蛋白质、 脂 肪、 矿物油、 洗涤剂、 腐殖质、 细菌以及细菌的各级代 谢产物; 无机成分主要是硅、 铝、 铁、 钙、 磷、 镁等的氧 化物和一些微量重金属元素。 经过对柳州市的龙泉山污水处理厂和白沙污水 处理厂的脱水污泥进行污泥全分析检测和浸出毒性 实验， 结果显示龙泉山污水处理厂和白沙污水处理厂 的脱水污泥符合 GB 428484农用污泥中污染物控 制标准 酸性土壤 ， 以及污泥各项指标低于 GB 5085. 32007危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别 ［ 7］ 中标准限值， 不属于危险废物。污泥热值13 400 ～ 13 820 kJ/kg。 城市污水厂污泥主要无机成分是硅、 铝氧化物， 与黏土比较接近， 可以部分替代水泥配料中的硅质原 料， 燃烧后的污泥灰渣成为制造水泥的骨料; 主要有 机成分经高温焚烧后， 产生的热值可以部分抵消水泥 窑由于污泥含水造成的热值损耗。 2. 3柳州市污水厂污泥面临的问题 柳州市 2009 年平均日产脱水污泥200 t 含水率 80 计 ， 随着柳州市环境综合治理一期工程全部完 工， 污水处理厂总规模达50 万 m3/d， 平均日产脱水 污泥达300 t 含水率 80 计 。城市污水厂污泥面临 安全、 有效处置的严峻问题。因此， 在二期工程中， 包 括了城市污水厂污泥处置工程的建设内容。 2. 4污泥处置方案比较 在柳州市环境综合治理二期工程的城市污水厂 污泥处置工程中， 通过对国内几种常用的污泥处置方 法的利弊分析， 结合柳州市污水厂污泥的基本特性， 联系当地生活垃圾填埋场和水泥生产企业的场 厂 址运距， 对污泥处置进行了干化 填埋和利用水泥窑 直接协同处置两种方案比较， 最终选择了利用水泥窑 直接协同处置污泥的方案。利用水泥窑直接协同处 置污泥方案， 指城市污水厂脱水污泥通过车辆运输到 水泥回转窑旁的储泥设施， 再经过污泥泵加压泵送到 回转窑的烟室直接投入窑内混烧。在投资上， 利用水 泥窑直接协同处置污泥方案比干化 填埋方案节省 约 60 ; 在单位处理经营成本上， 利用水泥窑直接协 同处置污泥方案比干化 填埋方案节省约 50 。 2. 5利用水泥窑直接协同处置城市污水处理厂污泥 的创新性分析 根据前面对国内几种常用的污泥处置方法的利 弊分析， 了解到目前利用污泥制作建材是各方积极探 索的方向， 也是国内在污泥处置方面的创新性尝试。 虽然利用水泥窑协同处置城市污水处理厂污泥在国 外有不少应用的实例， 而且也有数十年的运行经验。 但是在国内， 尚处于探索和起步阶段， 去年以来， 只有 北京水泥厂和广州越堡水泥有限公司等少数几家水 泥厂进行了干化后的污泥投入水泥窑混烧的试运行。 柳州市环境综合治理二期工程利用水泥窑直接协 同处置污泥， 相对于利用干化后的污泥投入水泥窑混 烧方式， 由于省略了干化设备， 更具有投资上和运营成 本上的优势。同时， 水泥制造企业对污泥进行处置， 实 现了由重污染企业向绿色循环经济企业初步迈进的一 步。对于污水处理企业和水泥制造企业双方来说， 利 用水泥窑直接协同处置污泥， 是一个双方共赢的选择， 在创新性上将迈出更远的一步， 更有实际意义。 3结论 柳州市环境综合治理二期工程， 对各子项的建设 下转第 71 页 901 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 1 综合絮凝剂用量、 处理效果、 处理费用及受废 水波动影响大小等几个方面的因素， 发现 3 种 PAM 中的 N-PAM 在焦化废水絮凝中具有最好的应用性。 2 PAFC 与 N-PAM 复配时， N-PAM 的最佳用量 受废水初始浊度和 PAFC 浓度的影响较小， 受慢搅速 率的影响较大。适当提高搅速可促进絮凝性能的提 高， 但是当搅速过大时絮凝效率下降， 且所需 PAM 的 浓度增大。 3 PAFC 与 N-PAM 复配时， PAFC 最佳加量为 900 ～ 1 000 mg/L， PAM 的 最 佳 浓 度 范 围 为 0. 5 ～ 1. 0 mg/L， 最佳慢搅速率为180 r/min。 浊度去除率达 85 以上， 但是 COD 去除率较低， 为 6 左右， 这主 要是由于废水中悬浮胶体颗粒对 COD 的贡献较小。 4 由于 3 种 PAM 所带电荷种类不同导致其构型 以及和水中颗粒的相互作用不同， 从而絮凝效果不 同。PAM 絮凝的主要机理是桥联作用， 但阴离子和 阳离子型 PAM 还涉及电中和作用。 参考文献 ［1 ］ Liu J，Wang B，Li W，et al.Removal of nitrogen from coal gasification and coke plant wastewaters in A /O submerged biofilm- activated sludge SBF-AShybrid system［J］ . 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