厦门市污水处理厂污泥处置对策.pdf

* 厦门市科技专项课题。 厦门市污水处理厂污泥处置对策 * 黄友谊 厦门市城市规划设计研究院，福建 厦门 361012 摘要 通过对厦门市城市污水处理厂污泥处理处置现状情况的分析， 结合厦门市城市污泥处置方式的适应性分析， 针 对厦门岛内、 岛外特点， 提出适合厦门市污水处理厂污泥处置的技术路线， 为今后的污泥处理处置规划、 项目建设、 运 行监管等提供参考。 关键词 污水处理厂污泥;污泥处置;厦门市 SLUDGE DISPOSAL COUNTERMEASURES OF XIAMEN SEWAGE TREATMENT PLANT Huang Youyi Xiamen Urban Planning and Design Institute，Xiamen 361012，China AbstractBased on the analysis of the Xiamen municipal sewage treatment plant sludge disposal situation and the adaptability of the sludge disposal s，it was proposed the technical routes of sludge disposal suitable for Xiamen sewage treatment plants，which would be a reference for the future sludge disposal planning，project construction，operation and supervision in Xiamen City． Keywordswastewater treatment plant sludge;sludge disposal;Xiamen City 0引言 随着我国城市污水处理率的不断增加， 污水处理 厂污泥产量呈急剧上升趋势， 污泥的处置已成为许多 城市普遍面临的棘手问题， 应给予高度重视 ［1］。 厦门市城市污水治理取得了丰硕的成果， 但随着 污水处理设施的完善， 污泥处置问题日益突出。城市 污水处理厂污泥含有大量的有机物， 丰富的氮、 磷等 营养物、 重金属以及各种致病微生物， 污泥处理处置 问题解决不好， 不仅可能造成大范围的二次污染， 还 可能严重影响污水处理设施的正常运行。 1厦门市污泥处理处置现状分析 1. 1现状泥量和处理处置概况 厦门市现有污水处理厂 7 座， 其中岛内 2 座， 岛 外 5 座。2010 年厦门市污水处理厂平均产泥量见表 1。2010 年全市实际污水处理规模为54. 6 万 t/d， 湿 污泥 80 含水率， 下同 总产生量为453 t/d。 图 1 对厦门市 20042010 年日均产污泥量进行 统计和对比， 全市污泥量总体呈上升趋势， 出厂污泥量 从 2004 年的112. 4 t/d增加到 2010 年的364. 4 t/d。 表 12010 年厦门市污水处理厂年均产泥量 污水处理厂 污水实际 处理规模 / 万 t d － 1 出厂 泥量 / t d － 1 含水 率 / 泥量分析 按不同的含水率折合， t/d 含水率 80 含水率 60 干泥量 筼筜污水处理厂24. 572. 873. 91768835． 2 52． 857． 2 石渭头污水处理厂10. 12. 583． 810753． 521． 4 67． 056． 2 集美污水处理厂3. 923. 659. 034. 517. 256. 9 杏林污水处理厂4. 827. 756. 842218. 4 海沧污水处理厂5. 155. 378. 95326. 510. 6 同安污水处理厂5. 527. 679. 428. 514. 255. 7 翔安污水处理厂0. 7976. 71262. 4 合计54. 6333. 2453226. 590. 6 厦门市现状 7 座污水处理厂的污泥处理设施分 为二大类 传统机械脱水 浓缩后离心脱水或板框脱 水至含水率 80 左右 和深度脱水 FeCl3和 CaO 调 理后板框脱水至含水率 60 以下 ， 2010 年厦门污水 处理厂现状处理处置概况见表 2。2010 年， 传统机械 脱水污泥中， 42 送至热电厂焚烧， 33 经堆肥后用 38 环境工程 2012 年 8 月第 30 卷第 4 期 图 120042010 年厦门市污泥产量变化趋势 作绿化等用肥， 19 经调理后作为制砖燃料或辅料， 其他处置途径 6 ; 深度脱水污泥中， 95 运到垃圾 填埋场单独填埋， 其他处置途径 5 。 表 22010 年厦门污水处理厂现状处理处置概况 污水处理厂名称 产泥量 / t d － 1 含水 率 / 处理方法处置方式 筼筜污水处理厂53 73 57 74 深度脱水 传统机械脱水 33. 9 垃 圾 填 埋 场 填 埋， 43. 1 制 肥， 12. 2 送 腾 飞 热 电 厂焚烧， 5. 7 制砖， 5. 1 其他 石渭头污水处理厂6756深度脱水垃圾填埋场填埋 384传统机械脱水制肥 集美污水处理厂2159深度脱水垃圾填埋场填埋 杏林污水处理厂3058深度脱水垃圾填埋场填埋 海沧污水处理厂5179传统机械脱水热电厂焚烧 同安污水处理厂2879传统机械脱水制肥 翔安污水处理厂973传统机械脱水垃圾填埋场填埋 1. 2污泥量发展预测和分布特点 根据自然条件、 经济发展和历史演变过程， 厦门 市的污水治理规划将采取集中处理和分散处理相结 合的方针， 以集中处理为主。厦门市大多数城市污水 处理厂采用活性污泥法处理工艺， 污泥产量主要受污 水水质和系统运行条件的影响。综合理论计算、 实际 统计值和规划要求， 得出厦门市近远期污泥产生情况 如表 3 所示。 表 3厦门市岛内、 岛外污水污泥产量预测表 污水量 / 万 m3 d －1 产泥率/ 10 －4 t m －3 干泥量 / t d － 1 湿污泥量 / t d － 1 深度脱水泥量 60 含水率/ t d － 1 近期 岛内50. 51. 680. 8404323 岛外54. 51. 687. 2436349 合计1051. 6168840672 远期 岛内791. 8142. 2711569 岛外126. 51. 8227. 71 139911 合计205. 51. 8369. 91 8501 480 注 60 深度脱水泥量包括约为干泥量 60 的石灰增量。 污泥泥质的预测主要依据污水处理厂服务范围 内的污水性质。根据厦门市城市总体规划， 厦门本岛 以生活污水为主， 岛外则为生活污水和工业废水并 重。生活污水性质较为稳定， 基本不含重金属离子等 有毒有害物质， 工业废水则成分复杂， 重金属等有毒 有害成分的排放也存在一定的不可控制因素。根据 各污水处理厂现状泥质的统计， 与上述判断基本一 致， 即岛内 2 座污水处理厂污泥的重金属含量很低， 岛外各污水处理厂污泥则有不同程度的重金属超标。 1. 3存在的主要问题 1 总体解决思路不明晰。由于初期没有结合污 水处理厂的布局、 污泥产量等因素， 超前规划污泥处 理处置途径， 污泥污水处理不同步， 缺乏一个系统的 污泥处理处置专项规划。污泥处理方式与处置路线 缺乏统筹协调， 系统性较差， 各污水处理厂的污泥深 度脱水处理均为临时设施， 处理处置路线不明确， 影 响了污泥处理处置设施的统筹布局和建设。 2 技术路线不清晰， 资源化利用率低， 环境安全 风险大。没有明确的污泥处理处置技术路线， 目前污 泥处理处置以深度脱水填埋为主， 资源化利用率低， 存在二次污染的潜在风险; 缺乏源头控制， 污水成分 复杂， 部分污水处理厂污泥重金属等有毒有害物质超 标， 污泥处理处置难度增加。 3 产业政策、 保障体系不健全。政府扶持力度 不够， 社会、 企业参与程度还不明确， 污水处理厂的规 划、 设计阶段没有污泥处理处置的配套政策机制。污 水处理收费标准无法涵盖污泥处理处置费用， 政府尚 未建立污泥处理处置费用补贴长效机制。仍未建立 统一核算平台， 实现污泥的处理处置、 运输的全程监 管计量。 2厦门市污泥处置方式适应性分析 缺少一个比较明晰的技术路线是制约污泥问题 解决最大的障碍， 同样， 制定因地制宜的污泥处理处 置路线及其配套政策是解决污泥问题的关键点 ［2］。 参照 GB /T 234842009城镇污水处理厂污泥处置 分类 ， 从土地利用、 建筑材料综合利用、 填埋和焚烧 对厦门市污泥处置的适应性进行分析。 2. 1土地利用 厦门市腹地较小， 农业空间狭小， 农业产业发展 以蔬菜基地等郊区农业为主， 也没有大量需改良的土 地可以利用， 污泥的土地利用只能用于园林绿化肥 料。土地利用对于污泥准入要求较高， 需要有完善、 严格的检测监管制度以降低环境风险， 适宜用于以生 48 环境工程 2012 年 8 月第 30 卷第 4 期 活污水为主的城市污水处理厂产生的污泥。由于厦 门本岛工业制造业已基本全部外迁， 本岛将以生活污 水为主， 基本没有重金属等有毒有害物质， 可将土地 利用作为污泥处置的主要方向。 参考 GB 428484污泥农用标准 的最大允许 负荷， 按每年每平方米2. 0 kg干污泥施肥量来计算绿 化用污泥的消纳量。结合厦门市绿化系统规划预测 的城市绿化面积， 实际施肥面积按 50 考虑， 采用的 污泥制肥比例则逐渐从 60 逐步增长至 80 ， 则厦 门市绿化用肥的污泥消纳量见表 4。按厦门实际运 行情况， 每100 t脱水污泥 含水率 80 通过投加 20 的蘑菇土等配料， 可制成约50 t含水率 35 的生 物肥。根据污泥量预测， 厦门本岛污泥产量及制肥量 见表 5。 表 4绿化用肥的污泥消纳量估算 项目2010 年2015 年2020 年 绿化面积 /hm27 53910 039 16 720 预计施肥面积比例 /505050 实际需肥量 / 万 t a － 1 7. 510. 016. 7 采用污泥制肥的比例 /607080 实际需污泥肥量 / 万 t a － 1 4. 57. 013. 4 平均每日可消耗干泥量 / t d － 1 124192367 平均每日可消耗湿泥量 / t d － 1 6209631832 平均每日可消耗生物肥量 / t d － 1 191296564 表 5本岛污泥制肥产量 2010 年2015 年 2020 年 本岛污水量 / 万 m3d － 1 38. 450. 579 产泥率 / 10 － 4 t m － 3 1. 551. 61. 8 年产湿污泥量 / 万 t a － 1 10. 914. 726. 0 平均每日生物肥产量 / t d － 1 149202356 可见， 各年限厦门市绿化用肥需求量均大于本岛 污泥制肥的产量， 可以作为本岛污泥的主要处置方 向。但是， 绿化用肥需求量有一个阶段性过程， 不是 一个持续均衡过程， 而污泥的产生却是连续不断的， 因此需要考虑污泥制肥后成品的存贮问题。同时， 目 前绿化养护已形成相对稳定的肥料供应链， 若全部或 大部分改为污泥制肥则需要政策扶持和财政支持。 2. 2污泥焚烧 厦门目前利用企业热电厂进行污泥掺烧， 现有设 备若满负荷运行， 污泥处理规模可达300 t/d， 目前实 际焚烧城市污水污泥为70 ～ 80 t/d。该途径受企业 运营因素限制， 且其以焚烧工业污水污泥为主。厦门 市城市垃圾焚烧厂规划建设时均未考虑污泥焚烧， 因 此污泥焚烧厂与垃圾焚烧厂合建无法实现。厦门市 近郊现状有装机容量1 200 MW的火电厂， 可以将传 统机械脱水污水进行掺烧， 也可利用蒸汽干化后作为 燃料焚烧。 目前厦门尚无污泥单独焚烧设施， 从国内外污泥 焚烧技术的发展现状和国内部分城市这几年的实践， 污泥单独焚烧在技术上是比较可靠的， 而且能最大程 度地实现减量化、 稳定化和无害化。污泥单独焚烧作 为污泥处置的最终出路， 在厦门市是可行的， 应作为污 泥处置的可靠技术途经之一。焚烧法的主要缺点是一 次性投资及运行费均较高， 处理工艺复杂。且焚烧炉 的尾气排放对环境有一定的影响， 项目选址较难落实。 2. 3建材利用 厦门市污泥在建材利用方面目前主要是用于制 砖， 将含水率 80 污泥通过干化、 提高热值、 破碎等 前处理后， 作为砖厂辅料。当前的污泥处置能力约 100 t/d， 目前处理费用为175 元 /t。若以 2 的添加 比例、 50 制砖企业比例估算， 参考 2008 年砖产量， 可处理干污泥约1. 4 万 t， 即平均每 天处理干污泥 38. 3 t 湿污泥量192 t/d ， 约为规划 2015 年岛外污 泥量的 44 。 因此污泥处理后用作制砖添加料的技术途径是 符合国家和地方建材行业发展方向， 应积极开展污泥 的建材利用处置， 并在规模上进行扩大。 2. 4污泥填埋 根据厦门市城市总体规划， 白云飞填埋场为现状 及 规 划 的 仅 有 的 一 座 垃 圾 填 埋 场， 其 剩 余 库 容 1 900 m3， 预计可为厦门市城市垃圾填埋服务 28 年。 污泥经深度脱水后满足垃圾填埋场的土力学要求， 但 实践证明不能和城市垃圾混埋， 为解决这一问题， 填 埋场采取污泥专区单独填埋的方法， 但又带来了新的 问题， 如易造成整体滑坡、 影响沼气收集， 存在生产安 全隐患。此外， 污泥填埋占用了填埋场的有效库容， 按污泥量预测， 累计至 2020 年， 厦门深度脱水污泥量 60 含水率， 含石灰增量 若全部进行填埋， 将占用 白云飞填埋场约 15 库容， 减少使用年限 4. 2 年 其 中本岛约 6. 5 、 1. 8 年， 岛外约 8. 5 ， 2. 4 年 。根 据白云飞填埋场实践经验， 由于深度脱水污泥的剪切 强度不足、 易滑坡、 易吸水、 影响渗滤液成分等原因， 不 适宜作为垃圾填埋场的覆盖土。厦门目前有一定数量 58 环境工程 2012 年 8 月第 30 卷第 4 期 的废弃采石坑可作为污泥填埋场， 这些采石坑多为深 50 ～60 m， 经初步估算， 这些废弃采石坑的总容积约为 300 万 m3， 与预测的厦门全市累计至 2020 年的深度脱 水污泥量基本相当， 但其技术可行性和环境影响需进 一步论证。 污泥填埋处置占用了有限的填埋场库容资源， 填 埋成本较高， 不符合国家产业政策和污泥资源化的发 展趋势， 可作为近期污泥处置的过渡措施和中远期应 急处置措施。 3厦门市污泥处置技术路线 根据厦门市污泥量和泥质预测， 结合污泥处置的 潜在途径和消纳量分析， 厦门市污泥处置的最终出路 有以下几种组合方案 岛内污泥 以土地利用为主， 填埋为辅。土地利 用主要通过污泥堆肥用作城市绿地的肥料， 由于肥料 需求与污泥生产存在产需时间差， 因此填埋作为辅助 出路。近期在污泥制肥出路无法保证时， 污泥填埋应 同时保留。 岛外污泥 以建材利用和单独焚烧为主， 热电厂 掺烧为辅， 填埋为应急措施。应大力发展污泥加药稳 定作为制砖添加料的处置路线， 同时通过合理技术加 大热电厂的污泥掺烧的规模， 实现污泥的资源化利 用。由于制砖和掺烧均存在不确定性， 因此应预留建 设污泥单独焚烧工程用地， 单独焚烧设施可设在垃圾 焚烧厂附近。同时污泥填埋也作为应急方式仍然保 留。近期岛外污泥以建材利用和热电厂掺烧为主， 可 开始分阶段建设污泥单独焚烧工程， 在污泥焚烧投产 前， 污泥填埋应继续保留。 参考文献 ［1］姚金玲， 王海燕， 于云江， 等． 城市污水厂污泥处理处置技术评 估及工艺选择［J］． 环境工程，2010 1 81- 84． ［2］王洪臣． 中国污泥处理处置技术路线的初步分析［J］． 水工业 市场，2010 7 12- 14． 作者通信处黄友谊361012厦门市体育路 95 号厦门市城市规划 设计研究院 E- mail150151010 qq． com 2012 － 02 － 21 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 24 页 图 3去除率与停留时间的关系 3 DO 对去除率的影响。射流器空气进气口采 取可调方式进气， 由于塔式膜生物反应器属好氧生化 池， 其 DO 需大于1. 5 mg/L。根据试验测定， DO 最高 可达6 mg/L。COD 去除率随 DO 的增加而提高。 但当曝气量过大时， 其生物膜表面将受到强大的 剪切作用， 生物膜的厚度大大减少， 污泥絮体变的非 常细碎， 不利于生物膜处理系统的稳定运行， 故其 DO 需控制在3. 5 ～ 5 mg/L。 4 生物相观察。系统培养初期可看到大量的游 离虫以及一些纤毛虫， 由于废水生化性较好， 培养后 期及稳定运行阶段生物相较多， 常规的轮虫、 累枝虫 和钟虫基本存在于整个观察期。 5 运行成本估算。该处理系统运行总费用包括 人工费、 设备维修费、 污泥处置费和电费等。 以日处理量为200 m3废水进行估算， 其处理费用 约为3. 5 元 /t废水， 低于传统生化处理工艺。 4结语 1采用水解酸化池 － 塔式膜生物反应器 － 悬浮 澄清池工艺可有效处理养殖废水， 处理工艺经济可 行， 运行稳定。 2采用该工艺处理高浓度养殖废水， 不仅出水 水质达到排放标准， 而且大大降低了处理成本， 减少 了风机噪音等二次污染， 具有良好的社会推广价值。 参考文献 ［1］刘康怀， 席为民， 李月中． HCR 一种高效好氧生物处理技术 ［J］． 给水排水， 2000， 26 4 25- 28． ［2］董滨， 段妮娜， 何群鬽， 等． 新型悬浮填料澄清池中填料对澄清 作用的影响初探［J］． 环境工程学报， 2009， 3 2 253- 257． 作者通信处吴睿210042南京市蒋王庙街 8 号环境保护部南京 市环境科学研究所 电话 025 85287122 E- mail89354947 qq． com 2011 － 11 － 02 收稿 68 环境工程 2012 年 8 月第 30 卷第 4 期