污泥处理处置技术

污泥处理处置项目

技

术

方

案

一、对污泥处理处置工艺的理解

1. 污泥处理处置技术介绍

目前市政污泥处理处置技术主要有：厌氧消化、好氧堆肥、焚烧发电、高干脱水、热干化、炭化资源化。

(1)厌氧消化

污泥厌氧消化工艺在国外应用比较早，是一种成熟的技术。其原理是有机质在无氧条件下通过厌氧菌和兼性菌等厌氧微生物的代谢活动被分解产生甲烷和二氧化碳的过程，该技术可实现污泥中有机质的降解和稳定，减少污泥量，同时产生清洁能源——沼气，最终实现污泥稳定化。参与作用的微生物主要有纤维素分解菌、蛋白质水解菌、醋酸菌、甲烷细菌。其可分为中温厌氧消化和高温厌氧消化，中温厌氧消化温度维持在35±2℃，固体停留时间大于20d，有机物分解率为35%～45%，产气率一般为0.75～1.10Nm³/kgVSS（去除）；高温厌氧消化温度控制在55±2℃，有机物分解率可达到35%～45%，停留时间10～15天。

建城[2009]23号《城镇污泥处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）》中鼓励城镇污泥处理厂采用污泥厌氧消化工艺，产生的沼气应综合利用；厌氧消化后污泥在园林绿化、农业利用前，还应按要求进行无害化处理。国内已建多个大型混凝土结构污泥厌氧处理项目，但运行效果差。总结起来存在以下问题：

①沼液量大，成分复杂，处置成本高；

②长期运行后底部沉渣；

③物料分层，不能充分混合；

④顶部浮渣泡沫结盖堵塞；

⑤有机质降解率低，污泥仍有臭味；

⑥产气效率低；

⑦沼渣含水率高，需进一步处置；

厌氧消化具有最大限度的降解污泥中的有机物，工艺能耗低，对病原菌具有相当程度的杀灭作用等优点。但其局限性在于设备投资较高，工艺复杂，操作难度大，停留时间长。

(2)好氧发酵

好氧发酵是在有氧条件下，微生物通过吸收、氧化、分解等活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量;

而另一部分有机物则被合成为新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多的生物体的过程。污泥高温好氧发酵不断地分解有机物，使堆体温度不断升高，并能将其中的病原菌和寄生虫卵杀死，使之无害化。污泥高温好氧发酵的产品称为堆肥，可以用作土壤改良剂和有机肥料。污泥高温好氧发酵应重视污泥重金属污染问题，处理过程中由于好氧细菌的作用易产生恶性臭气，所以应防止臭气污染，处理后的污泥含水率一般可低于40%。

目前污泥堆肥采用的主要工艺形式分为静态和动态两种，又可根据物料堆放形式分为条垛式和仓式两种，其它还有一些反应器形式的堆肥一般应用于小型项目中。

制约污泥堆肥技术工业化应用的瓶颈主要有五个方面：占地面积大、臭气外排造成的二次污染、干物料的投加和安全储运、污泥的最终处置和操作员的健康安全问题。相较于静态堆肥仓工艺，动态堆肥仓工艺在这五方面有了一定的突破。我国在机械翻堆工艺和强制通风静态堆肥工艺基础上，开发出了具有自主知识产权的CTB自动控制生物堆肥成套技术，该技术堆肥耗时短、占地面积小，无恶臭、废水等二次环境污染问题，技术的完整性和配套性好。而新发展起来的污泥好氧堆肥工艺(SACT)是基于卧式敞口发酵槽理论，通过构筑物形式、机械翻堆设备改进、自动进出仓系统的采用等方面进行改进和创新，形成了完整的自动化堆肥系统理论，在工程应用中进一步降低了投资和运行成本，取得了良好的工程效果。

技术优点：

①好氧发酵工艺能杀灭污泥中病原菌和杂草种子，达到无害化。

②好氧发酵工艺能降解污泥中大部分有机物，并且使污泥的含水率降到40%，产物相对稳定。

③不需外加热源，运行成本相对较低。

技术缺点：

①堆肥过程添加大量辅料调节含水率和碳氮比，污泥增量较大；

②堆肥产品产量大，未彻底稳定，作为肥料使用，市场接受率低；

③占地面积较大；

④堆肥过程中产生大量的臭气，污染周边环境。

(3)焚烧发电

利用污泥中丰富的生物能发热，使污泥达到最大程度的减量。污泥焚烧的处理法是最彻底、最大程度的处置方法，可以使有机物全部炭化，杀死病原体，可最大限度减少污泥体积，适合城市的主城区等土地资源紧缺的地区利用。

污泥焚烧过程可分为两类，一是脱水直接焚烧，另一类是脱水、干化后再焚烧。污泥焚烧方式主要有单独焚烧和混合焚烧两种方式。焚烧过程中，所有的病菌病原体被彻底杀灭，有毒有害的有机残余物被热氧化分解。其中，干污泥颗粒可作发电厂燃料的掺合料；污泥焚烧所产生的焚烧灰具有吸水性、凝固性，因而可用于改良土壤、筑路等，也可作为砖瓦和陶瓷等的原料，另外，污泥灰也可以作为混凝土混料的细填料及生产水泥等建材的原料；焚烧所释放的热量可回收，用来发电、供热。

污泥焚烧的优点是适应性较强、反应时间短、占地面积小、残渣量少、达到了完全灭菌的目的。但焚烧法的不足之处在于，其工艺较复杂、一次性投资大、设备数量多、操作管理复杂，污泥在焚烧前必须脱水。从目前技术水平看，机械脱水成本比较高，自然脱水虽然成本低，但时间长，占地大，受气候影响，而且在晾晒期间污染周围空气。另外焚烧处理一般要求其热值在1000kJ/kg以上，焚烧时产生二氧化硫、二噁英等有害气体，污泥中的重金属也会随着烟尘的扩散而污染空气，废气处理较为困难，同时为防止焚烧过程中产生二噁英等有毒气体，焚烧温度应高于850℃。焚烧成本是其他处理工艺的2~4倍，运营费用较高。

(4)高干脱水

是通过机械过滤分离的原理把“泥”和“水”分开，目前大多是通过高强度挤压的方式，把污泥中的水分挤出，当污泥中的水分含量在55%左右的时候，就很难再进一步降低污泥的含水率，因此阶段污泥中的水分多以毛细水、胞间水、以及少量的细胞水的形态存在。机械脱水可实现污泥减量化目标，但得到的产物-泥饼并不稳定，仍需进一步处置，是污泥处理处置的过渡技术。

(5)热干化

用热能将污泥烘干，干化后的物相品质稳定，呈颗粒或粉末状，容积减量效果显著，往往仍伴随有臭味，和高干脱水一样，也是污泥的减量技术，未实现污泥的稳定化目标，干化后的产品仍需进一步处置。

(6)炭化资源化