城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)-可编辑

城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)-可编辑内容摘要：

生 活 污 水 污 泥 生 活 污 水污泥 生活污水及 工业废水混 合污泥 生活污水及 工业废水混 合污泥 生活污水及 工业废水混 合污泥 生 活 污水及 工 业 废水 混 合污泥 环 境安全 性评价 污染因子 恶臭 病原微生物 恶臭 病 原 微 生物 恶臭 烟气 恶臭 烟气 恶臭 重金属 恶臭 重金属 安全性 总体安全 总 体 安 全 总体安全 总体安全 总体安全 总体安全 资 源循环 利用评价 循环要素 有机质 氮磷钾 能量 有机质 氮磷钾 无机质 无机质 无 无 资源循环 利用效 率 评价 高 较高 低 低 无 无 能 耗物耗 评价 能耗评价 低 较低 高 高 低 低 物耗评价 低 较高 高 高 高 高 技 术经济 评价 建设费用 较高 较低 较高 较低 较低 低 占 地 较 少 较 多 较 少 少 多 多 运行费用 较低 较低 高 高 较低 低 在进行碳排放综合评价时 ， 可参照联合 国 政府间气候变化专门委员会 （ IPCC） 于 2020 11 年出版的《国家温室气体调查指南（卷 5， 废弃物 ）》 （ Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories（ Vol 5， Waste））中提出的计算方法 ， 来计算不同处理处置过程的碳排放量。 未 经稳定处理的污泥进行填埋处置是一个高水平碳排放过程。 通常 ， 每吨湿污泥可产生 400~600 kg 二氧化碳当量的直接碳排放。 其他典型处理处置方案的碳排放水平均低于污泥直 接填埋。 在这些典型处理处置过程中 ， 消耗化石能源 产 生的间接排放是主要的碳排放源 ， 不同过程存 在较大的差别。 污泥处理处置过程的碳汇来 源 主要有两部分：一是对厌氧消化以及热转化过 程产生的能源进行利用形成的直接碳汇；二 是 稳定化的污泥进行土地利用时 ， 由于营养质增 加降低化肥施用量 ， 以及持水性增强降低灌溉需求形成的间接碳汇。 按照 IPCC 的计算方法 ， 污泥厌氧消化后进行土地利用的方案碳汇可 大 于碳源 ， 实现负排放。 典型污泥处理处置方案 的碳排放分析 ， 见表 32。 表 32 典 型 污泥处 理处 置方案 的碳 排放分析 处理 处置方案 碳排放分析 总体碳评价 厌氧消化 +土地利用 碳源 电耗间接碳排放； 絮凝剂消耗间接碳排放； 燃料消耗直接或间接碳排放； 甲烷直接排放； 一氧化二氮直接排放。 负碳排放 碳汇 沼气替代化石燃料的碳汇； 土壤的直接碳捕获； 替代氮肥与磷肥的碳汇。 好氧发酵 +土地利用 碳源 电耗间接碳排放； 絮凝剂消耗间接碳排放； 燃料消耗直接或间接碳排放； 甲烷直接排放； 一氧化二氮直接排放。 低水平碳排放 碳汇 土壤的直接碳捕获； 替代氮肥与磷肥的碳汇。 机械热干化 +焚烧 工业窑炉协同焚烧 碳源 电耗间接碳排放； 絮凝剂消耗间接碳排放； 燃料消耗直接或间接碳排放； 甲烷直接排放； 一氧化二氮直接排放。 中等水平碳排放 碳汇 焚灰替代石灰等建材原料的碳汇； 焚灰替代磷肥的碳汇。 石灰稳定 +填埋 碳源 电耗间接碳排放； 石灰消耗间接碳排放。 中等水平碳排放 碳汇 无 深度脱水 +直接填埋 碳源 电耗间接碳排放； 絮凝剂消耗间接碳排放； 甲烷直接排放； 一氧化二氮直接排放。 高水平碳排放 碳汇 填埋气替代化石燃料的碳 汇。 12 第四章 污泥处理的单元技术 第一 节 浓缩脱水技术 1 原理与作用 污泥浓缩的作用是通过重力或机械的方式去除污泥中的 一 部分水分 ， 减小体积；污泥脱 水的作用是通过机械的方式将污泥中的部分 间 隙水分离出来 ， 进一步减小体积。 浓缩污泥的 含水率一般可达 94％ ~96％。 脱水污泥的含水率一般可达到 80％左右。 2 应用原则 污泥浓缩和脱水工艺应根据所采用的污水处理工艺、污 泥 特性、后续处理处置方式、环 境要求、场地面积、投资和运行费用等因素综合确定。 3 常规浓缩与脱水 浓缩工艺的主要类型及特点 污泥浓缩的方法主要分为重力浓缩、机械浓缩和气浮浓 缩。 目前经常采用重力浓缩和机 械浓缩。 重力浓缩电耗少、缓冲能力强 ， 但其占地面积较大 ， 易 产 生磷的释放 ， 臭味大 ， 需要增 加除臭设施。 初沉池污泥用重力浓缩 ， 含水率一般可从 97％ ~98％降至 95％以下；剩余污泥 一般不宜单独进行重力浓缩；初沉污泥与剩余活性污泥混合后进行重力浓缩 ， 含水率可由 96％ ~％降至 95％以下。 机械浓缩主要有离心浓缩、带式浓缩、转鼓浓缩和螺压 浓 缩等方式 ， 具有占地省、避免 磷释放等特点。 与重力浓缩相比 电耗较高并 需 要投加高分子助凝剂。 机械浓缩一般可将剩余 污泥的含水率从 ％ ~％降至 94％ ~96％。 脱水工艺主要类型及特点 机械脱水主要有带式压滤脱水、离心脱水及板框压滤脱水等方式。 带式脱水噪声小、电耗少 ， 但占地面积和冲洗水量较大 ， 车间环境较差。 带式脱水进泥 含水率要求一般为 ％以下 ， 出泥含水率一般可达 82％以下。 离心脱水占地面积小、不需冲洗水、车间环境好 ， 但电 耗 高 ， 药剂量高 ， 噪声大。 离心 13 脱水进泥含水率要求一般为 95％ ~％ ， 出泥含水率一般可达 75％ ~80％。 板框压滤脱水泥饼含水率低 ， 但占地和冲洗水量较大 ， 车 间环境较差。 板框压滤脱水进 泥含水率要求一般为 97％以下 ， 出泥含水率一般可达 65％ ~75％。 螺旋压榨脱水和滚压式脱水占地面积小、冲洗水量少、 噪 声低、车间环境好 ， 但单机容 量小 ， 上清液固体含量高 ， 国内应用实例尚不多。 螺旋压榨脱水进泥含水率要求一般为 95％ ~％ ， 出泥含水率一般可达 75％ ~80％。 4 污泥深度脱水 所谓深度脱水是指脱水后污泥含水率达 到 55％ ~65％ ， 特殊条件下污泥含水率还可以更 低。 目前 ， 我国城镇 污水处理厂大都无初沉 池 ， 且不经厌氧消化处理 ， 故脱水后的污泥含水 率大都 在 78％ ~85％之间。 高含水率给污泥后续处理、 运 输及处置均带来了很大的难度。 因 此 ， 在有条件的地区 ， 可进行污泥的深度脱水。 深度脱水前应对污泥进行有效调理。 调理作用机制主要 是 对污泥颗粒表面的有机物进行 改性 ， 或对污泥的细胞和胶体结构进行破坏 ， 降低污泥的水分结合容量；同时降低污泥的压 缩性 ， 使污泥能满足高干度脱水过程的要求。 调理方法主要有化学调理、物理调理和热工调理等三种 类 型。 化学调理所投加化学药剂 主要包括无机金属盐药剂、有机高分子 药剂 、 各种污泥改性剂等。 物理调理是向被调理的污 泥中投加不会产生化学反应的物质 ， 降低或 者 改善污泥的可压缩性。 该类物质主要有：烟道 灰 、 硅藻土 、 焚烧后的污泥灰 、 粉煤灰等。 热工调理包括冷冻 、 中温和高温加热调理等方式 ， 常用的为高温热工调理。 高温热工调理可分 成 热水解和湿式氧化两种类型 ， 高温热工调理在 实现深度脱水的同时还能实现一定程度的减量化。 目前 ， 各种调理方法与主要机械脱水方式相结合所能达到的脱水效果 ， 见表 41。 表 41 各 种 调理方 法与 主要机 械脱 水方式 相结 合的脱 水效 果 序号 脱水机械 调理方式 带式压滤机或者离心脱水机泥饼含 水率 （ %） 板框压滤机泥饼泥 饼含水率 （ %） 1 采用有机高分子药剂 70~82 6575 2 采用无机金属盐药剂 65~75 3 采用无机金属盐药剂和石灰 55~65 4 高温热工调理 50~65 ＜ 50 5 化学和物理组合调理 50~65 ＜ 50 14 5 浓缩脱水单元可能引起的二次污染及控制要求 污泥浓缩和脱水过程产生大量恶臭气体 ， 主要产生源为 储 泥池、浓缩池、污泥脱水机房 以及污泥堆置棚或料仓。 脱水机房恶臭气体 不 易散发 ， 是污泥浓缩 脱水过程臭气处理的重点 区域。 应根据环境影响评价的要求采取除臭措施。 新建污水厂应对浓缩池 、 储泥池 、 脱水机房、 污泥储运间采取封闭措施 ， 通过补风抽气并 送 到除臭系统进行除臭处理 ， 达标排放；针对除 臭的改建工程应根据构筑物的情况进行加盖 或 封闭 ， 并增设抽风管路及除臭系统。 一般采用 生物除臭方法 ， 必要时也可采用化学除臭等方法。 第二 节 厌氧消化技术 1 原理与作用 厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应 ， 分 解 污泥中有机物质 ， 实现污泥稳 定化非常有效的一种污泥处理工艺。 污泥厌氧消化的作用主要体现在： （ 1） 污泥稳定化。 对有机物进行降解 ， 使污泥稳定化 ， 不会腐臭 ， 避免在运输及最终处 置过程中对环境造成不利影响； （ 2） 污泥减量化。 通过厌氧过程对有机物 进 行降解 ， 减少污泥量 ， 同时可以改善污泥 的脱水性能 ， 减少污泥脱水的药剂消耗 ， 降低污泥含水率； （ 3） 消化过程中产生沼气。 它可以回收生物质能源 ， 降低污水处理厂能耗及减少温室气 体排放。 厌氧消化处理后的污泥可满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918 中污泥 稳定化相关指标的要求。 2 应用原则 污泥厌氧消化可以实现污泥处理的减量化、稳定化、 无 害 化和资源化 ， 减少温室气体排 放。 该工艺可以用于污水厂污泥的就地或集 中 处理。 它通常处理规模越大 ， 厌氧消化工艺综 合效益越明显。 3 厌氧消化工艺 厌氧消化的分类 15 1）中温厌氧消化 中温厌氧消化温度维持在 35℃ 177。 2℃ ， 固体停留时间应大于 20d， 有机物容积负荷一般为 ~ kg/m3? d， 有机物分解率可达到 35％ ~45％ ， 产气率一般为 ~ N m3/kgVSS（去 除 ）。 2）高温厌氧消化 高温厌氧消化温度控制在 55℃ 177。 2℃ ， 适合嗜热产甲烷菌生长。 高温厌氧消化有机物分解 速度快 ， 可以有效杀灭各种致病菌和寄生虫卵。 一般情况下 ， 有机物分解率可达到 35%~45%， 停留时间可缩短至 10~15d。 缺点是能量消耗较大 ， 运行费用较高 ， 系统操作要求高。 传统厌氧消化工艺流程与系统组成 传统厌氧消化系统的组成及工艺流程 ， 如图 41 所示。 当污水处理厂内没有足够场地建 设污泥厌氧消化系统时 ， 可将脱水污泥集中 到 其他建设地点 ， 经适当浆液化处理后再进行污 泥厌氧消化 ， 其系统的组成及工艺流程图 ， 如图 42 所示。 二次污染 净化与防 上清液处理系统 沼气火炬 尾气净化 治系统 余热利 热量 烟气 余热回收 用系统 上清液 消化污泥 污泥脱水系统 脱水污泥 污泥处置 脱水系统 烟气 沼气收 沼气发电 集、净 烟气 化、贮 沼气拖 动 设备 存与利 烟气 用系统 沼气净化 沼气贮存 沼气利用 沼气锅炉 沼气 消化系统 消化污泥 污泥消化池 热量 预处理 粉碎 均质混合 预处理 系统 浓缩系统 初沉污泥 浓缩 浓缩 剩余污泥 图 41 传 统 污泥厌 氧消 化工艺 流程 图 16 二 次 污染 净 化 与防 治 系 统 余 热 利 上 清 液 处 理系统 沼 气火炬 尾 气 净 化 热量 烟气 余 热回收 用 系 统 消 化 污泥 脱 水系统 沼 气 收 集 、 净 化 、贮存 与 利 用 系统 消 化系统 预处理 系。