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上海市污水处理厂污泥处理、处置实施方案介绍上海市水务局唐建国二零零八年九月各位领导、各位同行上午好介绍的主要内容•一、实施污泥处理工程的必要性•二、正确表述污水处理厂污泥量•三、污泥处理必须满足处置的要求•四、不同处置方式对处理的要求•五、上海市污水处理厂污泥处理方式•六、几点感想一、实施污泥处理工程的必要性•是污水处理厂必要的设施。一家城镇污水处理厂，污泥处理、处置不当不仅不能充分发挥消除污染、保护环境的作用，也大大弱化了污水处理厂的净化功能。•是为了满足处置的要求：因污泥处理不到位，达不到填埋处置的要求、污泥外运不出去、填埋场不欢迎、专用填埋场不能够填，污泥资源化利用受阻已是各污水处理厂普遍遇到的问题。现行污泥处理达不到处置（填埋）的要求，而且也直接影响了污水处理厂的正常运行。这一成为本市，乃至全国的普遍情况。•是COD减排的需要。污泥处理是污水处理的关键设施，关键设施不配套，不运行均不能够满足减排的要求。•是满足污泥量不断增长的需要。本市作为特大型城市，随着污水处理厂不断增加，污水量不断增长，污水处理率不断提高，本市污水处理厂污泥产量将不断增加。本市污水处理厂污泥实现有效处理到了不得不亟待解决的时期。二、正确表述污水处理厂污泥量•污泥量的表述有两种：一是主要用于设计计算的污泥量表述，即污泥干物质量，它是指污水经处理后产生的污泥中固体物质的含量，一般用重量单位表示，如用kg、kg/d等衡量，其在理论计算中有特别的意义；二是表征污泥体积量的污泥量表述，即在某一含水率情况下的污泥量，一般用m3、m3/d衡量。•在实际工作管理中，常面对的是污泥干物质和水的混合体，故污泥采用体积量衡量则更加方便。使用污泥体积量表述污泥量，要有污泥的含水率作为前提。•上海市目前处理1万m3的污水（视进水污染物浓度的高低）按照经验值估算：•按照含水率80％计算，约产生5～8m3的污泥。折算成干物质量；•按照干物质估算：约产生1000～1600kg干物质；•2007年：本市48座城镇污水处理厂，每日约处理污水量457万立方米，每天约产生含水率80％的污泥约3100立方米。•2010年：本市污水处理率达到80％，污水处理量估计为540万立方米，每天产生含水率80％的污泥约3800立方米。2007年全市48座556.55万m3/d中心城大型4座380万m3/d小型12座53.2万m3/d郊区杭州湾区域7座29.75万m3/d嘉定及黄浦江上游区域22座88.4万m3/d长江三岛3座5.2万m3/d中心城16座433.2万m3/d嘉定及黄浦江上游4区22座88.4万m3/d杭州湾区域2区7座29.75万m3/d上海市污水处理设施现状概况长江三岛3座5.2万m3/d三、污泥处理必须满足处置的要求•污泥处理是世界难题吗——不是，是因为污泥没有处理到处置的要求！导致没有出路！故污泥要按照处置要求来处理，不是为处理而处理。污泥处理和处置是污泥进入环境之前和进入环境之后的两个不同阶段。只有满足了处置要求，污泥出路就通畅了，污泥还是世界难题吗？•污泥稳定化、减量化、无害化、资源化的提法对吗——不对，稳定化、减量化是正确的。无害化要求太高！资源化仅是处置方式之一，满足这一处置要求，仅稳定和减量是不够的。•污泥处理和处置是解决污泥问题的密不可分的两个环节，污泥如何处理、达到何种处理程度取决于污泥处置（污泥最终出路）的方式，即处置决定处理。•污泥处置是指污泥以某种形态在环境中消纳的方式，常见的处置方式有：在填埋场填埋、（如制成有机肥）在土地中加以利用、制成建材后利用等。•污泥处理则是指为了满足污泥进入环境消纳要求，而要采取的必要措施，以使其在处置中不会对环境产生有害的影响。•处理得当的污泥，在环境中处置时才会最大程度上避免有害影响的产生。污泥处理主要包括污泥浓缩、污泥机械脱水、污泥稳定、污泥干化、污泥焚烧等等。日本污水处理厂污泥处理处置情况01020304050607019921995199820002003年份比例（％）海洋处置土地利用填埋焚烧后利用土地资源紧缺的国家——日本国外污泥处理处置发展方向东京市主要通过焚烧来降低污泥容积，1999年约91%的污泥通过焚烧方式减量，用于填埋、作路基或建设材料。土地资源丰富的国家——美国美国污水处理厂污泥处理处置情况0.010.020.030.040.050.060.070.0199820002005年份比例（％）循环利用填埋焚烧后利用土地资源尚可的国家——欧盟部分欧洲国家污水处理厂污泥处理处置情况010203040506019921995199820002005年份比例（％）海洋处置循环利用填埋焚烧后利用•污泥处理方式首先一定要按照污泥处置的方式和要求来确定。就像污水处理采用何种工艺、达到何种出水标准，需要根据出水的受纳水体功能来决定一样。所以，污泥如何处理，首先要明确污泥如何处置，也就是说，应该先要明确污泥到哪去、做什么。•其次，在实际中究竟如何选择污泥的处置方式，还需要根据污泥的性质、成分、污泥处理的技术水平、当地条件来决定。•目前上海市污水处理厂污泥处置方式绝大多数为填埋。也就是说最终出路是进入垃圾填埋场，甚至个别地方还存在进入水塘堆放。•经过对本市污泥最终处置方式的筛选：今后一段时间内本市污泥今后主要的处置方式是：将污泥制作成建材加以利用；进入垃圾场进行卫生填埋、或者作为垃圾场的覆盖土；作为有机土、或者进一步加工成为有机复合肥进行土地利用。四、不同处置方式对处理的要求1、填埋处置的要求•一是要求填埋污泥力学（承载能力）的参数指标，横向剪切强度＞25kPa，单轴抗压强度＞50kPa；保证填埋场机械能够正常工作。•二是要求干物质中的有机物含量达到一定的要求；减容、减量和减少温室气体（甲烷、二氧化碳的释放）。•三是在填埋场要能够“透气、走水”：在填埋场填埋的垃圾、污泥必须将分解出的气体（甲烷、二氧化碳）等及时予以收集、处理和排放；否则会导致爆炸。将分离出的渗滤液及时导出；否则就是“沼泽区”。故要求污泥含水率尽可能低，且颗粒性、透气性好。德国对填埋污泥的性能要求一览表参数名称规定值参数名称规定值Ⅰ类填埋场Ⅱ类填埋场Ⅰ类填埋场Ⅱ类填埋场横向剪切强度25kPa25kPa单轴抗压强度50kPa50kPa灼烧减量≤3％≤5％水溶解物质≤3％≤6％TOC≤20mg/l≤100mg/l酚≤0.2mg/l≤50mg/l砷≤0.2mg/l≤0.5mg/l铅≤0.2mg/l≤1mg/l镉≤0.05mg/l≤0.1mg/l六价铬≤0.05mg/l≤0.1mg/l汞≤0.005mg/l≤0.02mg/l铵氮≤4mg/l≤200mg/l•污水处理厂污泥达不到承载力要求，则不能够填埋；而未加稳定化处理就进行填埋处置是对大气环境的不负责。•包括德国在内的欧盟对污泥中有机物的要求，实际上是规定填埋处置必须和焚烧处理相结合，只有焚烧后的灰才可以填埋（处置决定了处理）。•要使污水处理厂脱水污泥满足填埋场对污泥前述的力学指标要求（横向剪切强度＞25kPa，单轴压强＞50kPa），关键在于污泥脱水前的调理方式和脱水机的选择。•上海各污水处理厂的实际经验也证明，目前脱水后的污泥均因力学指标达不到要求，而不受填埋场的欢迎。总而言之，要使污泥能够在填埋场填埋，必须保证处理后的污泥的力学指标满足相关要求。如何满足填埋的要求（有三个方法）•方法一：更换脱水机械，本市绝大部分污水处理厂脱水机为离心机和带式压滤机。脱水后的含水率多在80％左右；且采用高分子药剂（聚丙烯酰胺）调理，无法满足填埋的要求。污泥象“凉粉”。更换为板框式压滤机，可以采用石灰调理。石灰在污泥中起到了“骨架”作用。可以满足填埋的承载力的要求。但是：无法满足污泥有机物减量和稳定的要求。如嘉兴市污水处理厂污泥脱水。污泥浓缩和脱水的界限污泥类型可浓缩性（无污泥调理）采用不同脱水方式的脱水能力带式压滤机1）和离心脱水机2）（采用高分子药剂调理）板框压滤机（采用金属盐或高分子药剂调理）不投加石灰投加石灰含固率%含水率%含固率%含水率%含固率%含水率%含固率%含水率%具有良好的可浓缩/脱水性＞7＜93＞30＜70＞38＜62＞45＜55具有一般的可浓缩/脱水性4~796~9318~3082~7028~3872~6235~4565~55具有较差的可浓缩/脱水性＜4＞96＜22＞78＜28＞7230~353)70~653)1）进泥含固率＞3%和＜9%；2）采用高效离心脱水机；3）只有通过提高投加石灰的投加量采用各种污泥调理工艺时机械脱水可达到的效果序号脱水机械类型调理方式带式压滤机或者离心脱水机板框压滤机含固率%能否满足垃圾填埋场的承载能力要求含固率%能否满足垃圾填埋场的承载能力要求1采用有机高分子药剂22~30一般不能35~45一般可以2采用无机金属盐药剂一般不采用30~40经常可以3采用无机金属盐药剂和石灰一般不采用35~45经常可以4高温热工调理40~50一般不能＞50一般不能•方法二：将污泥变成灰也就是采用焚烧的处理方法，将污泥变成为灰分。这样就彻底满足了填埋的要求。该方法投资大、运行成本高、管理复杂。且要求有一定的污泥量。焚烧后的污泥——灰也可以作为沟槽回填的材料和水泥骨料。•方法三：将污泥变成“土”•采用“固态好氧发酵”技术，使污泥有机物分解后，且水分进一步减少后（可降至40％左右），使之成为有机土。使之能够填埋。•采用固态好氧发酵不仅解决了污泥的稳定、消毒和力学指标问题，而且发酵后的污泥，也为加工成为土地利用产品创造了条件。•该处理方法投资省、成本低、操作管理简单、运行安全可靠。2、如何使污泥满足土地利用的要求•污泥的土地利用主要包括：污泥农用及森林、园艺、废弃矿场土地改良等。施用于土地能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长，所以污泥的土地利用是一种积极的污泥处置方式。•经处理后的污泥如果要用于土地，必须满足两个条件，也即要跨过两道门槛。一是必须满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的污泥农用标准；•二是必须将处理后的污泥再加工成为符合相关土地利用的产品，满足产品标准，如“园林绿化用泥质”，或者相应的有机肥标准。•对于前者，关键是是对污水处理厂进水进行严格的管理。后者则关键在于对稳定化和减量化污泥的再加工，再加工的目的除使污泥能够满足污泥土地利用产品的相关标准。√○图例：达标不达标污水厂污泥成分中心城区部分污水厂污泥成分多环芳烃国内无标准参照丹麦标准3mg/kg郊区部分污水厂污泥成分7.3111图例：达标不达标1）如何合理选择污泥稳定化的方法•污泥稳定化处理的目的就是：通过处理，避免发生不希望的生物反应或者使生物反应朝着希望的方向进行；改善污泥的脱水性质、减少污泥量；为能够用于农业、林业和城市绿化或者在垃圾填埋场最终处置创造条件。•采用污泥固态好氧发酵（好氧堆肥），对于解决中小污水处理厂污泥稳定问题不失是一种良策。其处理后的污泥若满足土地利用要求，则可再加工后用于土地，若不能够用于土地（或者在非利用季节）则可送至填埋场填埋，甚至可以作为填埋场的覆盖土。•由于固态好氧发酵后的污泥也仅完成了污泥稳定的要求，其还达不到污泥施用土地的产品要求，故这种稳定化方式称为“固态好氧发酵”比称“好氧堆肥”更加合理，以避免产生按此种方式稳定后既成肥料的误解。2）污泥的“软化”（水溶性）问题•污泥脱水前需要进行调理，采用聚丙烯酰铵等高分子有机药剂是目前常用的化学调理方法。但是，其调理的结果是改善污泥的机械脱水性能，但也导致脱水后胶状的污泥颗粒被药剂包复不易溶解，犹如污泥外面有一层壳。如果这种污泥颗粒到了土壤中就难于分解，造成的土壤板结和砂砾化。•德国试验证明，聚丙烯酰铵在土壤中7年才能够降解50％。•所以污泥在土地利用时，还须解决污泥的“软化”问题，可以比喻为：“砸了核桃壳，才可吃到仁”。•污泥“软化”的措施有：在发酵中，在外加微生物的作用下，进行“破壳”；利用无机的，或者植物性药剂替代聚丙烯酰胺助凝剂，以提高溶解性；采用固态好氧发酵技术降低间隙水和细管结合水，提高污泥的蓬松性；利用膨化技术破坏聚丙烯酰胺的包复结构