污泥处理工艺

污泥无害化、资源化利用项目简介一、概述：随着经济的飞速发展，全国各地的生活垃圾和河流污染，成了我国经济发展的一大病痛；目前广州市每天产污泥量是1000吨，最高峰期达到了1400多吨；广州政府每吨污泥的处理费用为200元，按照以上数据可算出：每天政府要支出污泥处理费180000元。最近广州市政府准备400亿元整治河涌，新建9家污泥处理厂。上海市的污泥产量是每天3000吨，上海的污泥处理费用为每吨400元，那么政府每天要支出污泥处理费用400*3000=1200000元；这是一个相当吸引人的一个数据，是一个长期的处理事业；也是一个为人类造福的事业；目前我国真正成立的污泥处理厂家只有一家，可以想象这个事业的前景和发展空间是巨大的。下面根据在某污泥处理厂家的实际生产处理经验，写出以下污泥处理工艺。二、工艺技术要求：（1）有效除去污泥中的重金属，生成无害化物质；（2）实现了污泥杀菌、消毒、除臭目的；（3）无“三废”污染问题，可实现零排放;（4）发展发酵工艺、设备简易、方法简单、能耗低、易于实施；（5）制作建材用料；（6）所得有机酸类肥料在土壤中易于氨化，是农作物最容易吸收的高效有机肥料；经省农科院多次施用及专家组论证(有田间试验报告及专家组论证报告)证明：对农作物增产增收、恢复自然风味、改良土壤三大功能,均具有显著的效果。三、工艺设计原理：（1）在污泥中加入催化剂等物质，在微加热不产生废气的一定工艺条件下，使污泥中的微生物及菌体细胞壁发生破解反应；微生物及菌体分解成含氮有机物（主组分为蛋白质）和非含氮有机物（主组分为葡萄糖），此时溶液中的有机物质主要由蛋白质、糖类、脂肪、木质素、纤维素、以及腐殖质组成。再在微加热不产生废气的催化工艺条件下,发生如下的分解反应：Ⅰ，蛋白质水解生成有机酸：蛋白质＋H2O→RCHNH2COOHⅡ，纤维素水解生成葡萄糖：（C6H10O5）n＋nH2O→nC6H12O6Ⅲ，葡萄糖分解生成乳酸：C6H12O6→2C3H2O4＋3H2O此外，还有木质素分解生成酚、醛和酸类物质等。（2）污泥中较小分子量、“碳氮比”较低的腐殖酸，与钾、钠、氨、钙、镁、铁（K＋、Na＋、NH3＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋）等离子结合，生成腐殖酸盐类而保留于污泥中。（3）污泥中较大分子量、“碳氮比”较高的腐殖质，比较难于分解，污泥中原来就已存在的腐殖质与重金属[铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）、砷（As）等]形成的不溶于水的沉淀物，仍以固相形式保留在污泥中。（4）溶液进行过滤，将滤渣加入硅酸盐（黄泥、粘土等）进行高温烧结，使重金属沉淀物生成无害的硅酸盐而除去（烧结成砖块作建筑材料）。（5）通过前述分解反应，达到了杀菌、消毒、除臭目的，所得有机酸、腐殖质、有机酸盐等组分及腐殖酸盐类混合物，可进一步浓缩制成高肥效的有机肥料;或再造粒、干燥，制得颗粒状有机复合肥料(参见原理图)。四、具体生产工艺及参数：以上的催化剂我们分别以添加剂1#、2#、3#、4#来命名，我们通过各个不同的处理环节加入不同量的添加剂，让它的处理效果达到国家标准。具体的工艺原理图是：处理思路说明：1、若处理含水率为80%的污泥，先将污泥从水厂运到污泥处理公司，存放到贮泥池进行厌氧发酵，在这个过程中产生的甲烷气体作为后段脱水后的污泥烘干的主要能源，另外一方面又可以杀灭污泥中大部分的有害病菌和病毒，这是无害化的一部分，储放数天（主要根据泥量来含水率80%的污泥污泥厌氧发酵杀菌污泥化学调理和杀菌消毒混合搅拌浓缩机械脱水起堆发酵制肥（营养土）烘干脱水打包当花肥（有机复合肥）出售制成环保砖出售制作混合燃料发电决定存放时间），然后再用污泥泵将泥抽入圆形搅拌槽，加入4#添加剂对污泥进行脱水预处理的化学调理，4#添加剂对污泥中的重金属、有机物起到稳定化处理的作用，减少或者消除污泥中重金属的毒性，5分钟后，加入2#添加剂，进一步杀除污泥内细菌和病毒，以及钝化污泥中的重金属，继续破坏污泥的胶体结构，达到无害化、稳定化处理的目的。经过以上一系列生化、物化处理后的污泥，我们称为熟污泥；再将处理好的熟污泥注入板框机，通过上述加入添加剂处理后，可以将污泥的含水率脱到55%左右。（如果不经上述的一系列生化、物化处理，而直接采用板框压滤对污泥进行直接脱水，脱水污泥的含水率在75%以上）。对脱水后的污泥，一部分用来发酵制作营养土（花肥），一部分用来制作燃料，也可以加入粉煤灰后作为制作环保砖、陶粒的材料，达到无害化、资源化利用的目的。2、若处理含水率为99%~97%的污水厂活性污泥，可直接在活性污泥中添加4#添加剂后静置沉淀浓缩，排去上层清液后加入2#添加剂搅拌5~10分钟均匀后输送到板框压滤机进行压滤，可把污泥压倒含水率为55%左右。污泥处理具体成本计算如下：1、4#添加剂加入量，按照干基比为4#:污泥=1:20(80%含水率的污泥每吨使用4#添加剂成本为20元，2#添加剂成本20元，电费:1.5度电（时价约1.0元）水费0.05吨约0.15元，人工费：每处理1吨人工费15元（按每生产出一吨污泥的人工成本为50元，）机械维修及设备损耗10元/吨，其他：10元。污泥滤干处理费总计约：76.15元2、按生产出每吨含水率为55%左右的污泥成本计算：4#费用：45元/吨；2#添加剂费用40元/吨；人工费：50元/吨；机械维修及设备损耗25元/吨，水电费约10元/吨；其他：30元。污泥滤干处理费总计约：200元/吨具体的设计计算如下：1、一天要处理含水率为80%的水厂污泥100吨；2、经处理脱水后压滤成含水率55%后，折算出污泥约为45吨；3、将压滤后的含水率为55%的污泥经过破碎风干到含水率约为50%，用皮带机输送到干泥蓬中厌氧堆放7~30天（底部布好排水设施），污泥含水率一般可以降到30%以下（污泥的含水率主要和气温有关系），再次破碎装袋制成营养土（有机肥的原料）出售；或者进一步烘干成含水率10%的干泥与煤混合制作为发电厂的混合燃料（烘干的污泥的热值为1000~2000大卡）或者制砖。烘干能源来自厌氧发酵阶段产生的沼气）4、烘干的污泥的热值为2000大卡，如果采用25吨干污泥与热值为5000大卡的煤搅拌后，此搅拌料完全可以作为燃料来进行供热。5、25吨干污泥的发热量：2000*25=50000大卡，查表每蒸发一吨水所需热量为620大卡，那么25吨可蒸发的水份为：50000/620=81吨水，折成含水率为65%的脱水料为81/65%=125吨，需用煤燃料烘干的料：257-125=132吨，按以上数据算出煤燃料需烘干的水：132*0.65=85.8吨，燃烧以上的水所用的煤量：85.8*620/5000=11吨，结论：烘干系统的燃料：25(含水率为7%的干污泥)+11（热值为5000大卡的燃煤）=36吨的煤泥搅拌料。6、后工艺之二：我们也可将烘干的全部干料拿去焚烧发电，每天的量：100吨+30吨=130吨（含水率为10%的干污泥），按2000大卡的热值算可达到热量：130*2000=260000大卡。这种后工艺处理：是比较彻底地的污泥处理方法，有机物全部碳化、杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积。焚烧后的灰又可以烧制瓷砖，作为水泥用料，沥青的添加剂，制作建材环保砖。五、处理工艺的硬件设施：前期设计模块的厂房投资：1、运输设施（根据实际需要配置）2、建造一间加药房,占地面积：10*15=150㎡，内设两个10m3的液体贮药罐和两个20m3粉剂固体贮药罐（房子可以放到和生产车间连到一起建设）3、建造一个600吨的污泥储泥反应池，池顶部密封，40*20*3=2400m3，造价：60万（包括防腐）4、生产车间，两层，第一层用板框压滤车间和添加剂贮备室，第二层为作配电房、办公以及监控，顶层也须制作一个臭气处理中心，占地面积：16*40=640㎡造价：5、干泥堆放蓬，占地面积20*50=1000㎡6、其它占地面积：2000㎡，厂区共占地面积：约6000㎡前期的设计模块设备方面投资：1、滤液水泵7.5KW的2台，加药泵4台（其中2.2KW的2台，5.5KW的2台）2、污泥管若干，（包括滤液水管、抽药管、抽泥管等，用量根据现场安排）3、DN150/16的闸阀6个，DN125/16型的6个，DN100/16型的4个4、新型板框压滤机5台，200万5、皮带输送机6台*15米。搅拌机两台，15kw,污泥搅拌对流泵两台5.5KW6、烘干设备2台，7、空压机3台。甲烷储气罐。7、15KW的锤式破碎机2台8、制肥装袋机一台。，设备总共投资约：350万，基建投资约120万元六、此工艺的经济效益的分析：1、每天添加剂成本核算：990+110+4347+3360=8807元，2、每天燃煤的成本核算：11*560元=6160元，3、每天电费的成本核算：3300度*0.7元=2310元，4、水费的成本核算：400立方*1.2元=480元，5、人工按每月1400元工资，每周休息一天算：100人*53=5300元，