14几种污泥无害化处置与资源化利用无锡市政院耿震191014

几种污泥无害化处置与资源化利用技术及工程案例分析——耿震无锡市政设计研究院有限公司常见的污泥处理处置技术简介01三个污泥处理处置工程设计案例介绍022第一章节常见的污泥处理处置技术简介2污泥脱水调理技术14物理调理生物调理化学调理添加化学调理剂并发生化学反应以改变活性污泥絮体结构、胞外聚合物含量及结构、细胞结构，常用调理剂为酸、高分子聚合物、氧化剂、表面活性剂通过物理方法改变和破坏污泥絮体的结构以改善污泥的沉降脱水性能，常用技术为热水解法、超声波法、电渗析法等加入一定量的微生物细胞、生物酶等物质，并在适宜的条件下调理污泥并发生生物化学反应，常用技术为生物沥浸法、生物酶法等实际工程应用中，通常采取不同的组合调理方式提高污泥的脱水效率，便于后续污泥处置。污泥脱水是污泥处理处置过程中必不可少的关键一环；污泥调理是指对污泥进行预处理以提高污泥的浓缩脱水效率，污泥调理方式主要分为以下三种：污泥处理处置技术15初沉污泥剩余污泥污泥浓缩热水解深度脱水厌氧消化厌氧消化脱水脱水脱水热干化焚烧、制建材填埋浓缩蛋白液堆肥土地利用污泥处置污泥处理污泥处理处置技术选择16不同污泥处理处置技术各有优缺点，在实际工程应用中，应根据实际工程情况、污泥泥质、用地条件、产品销路、污泥处置的目的等诸多因素因地制宜地选取适合的污泥处理处置工艺路线。污泥填埋污泥焚烧土地利用污泥制建材第二章节污泥处理处置工程设计案例介绍32、采用深度脱水+热干化+焚烧工艺——无锡市政污泥处理工程项目3、采用热水解+资源化利用工艺——太原市循环经济产业基地污泥处理工程1、采用岩土工程工艺处理存量污泥填埋坑的整治——无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程91.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.1项目背景2000年后，无锡市桃花山生活垃圾卫生填埋场接收了主城区三个污水处理厂的剩余污泥，到2008年已经形成一个面积约17000m2、最大深度约22m的污泥潭。污泥潭中主要为淤泥质填土（主要为污泥），呈灰色、黑灰色；特性：有机质含量高、呈流态状、渗透性差、抗剪强度低、具有刺激性臭味。污泥潭的工程地质特性101.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.2污泥来源及成分分析污泥潭中的污泥主要来源于城市生活污水处理厂在污水处理过程中产生的伴生物；含有微量的铜、锌、铬、镍等重金属，寄生虫卵、病原体等微生物；持久性有机污染物等有毒有害物质。序号成份含量1灰分Aad(%)58.62有机质（%）41.43SiO2(灰基)(%)41.034Al2O3(灰基)(%)16.765Fe2O3(灰基)(%)17.796CaO(灰基)(%)4.567MgO(灰基)(%)2.248SO3(灰基)(%)0.619K2O(灰基)(%)2.6910Na2O(灰基)(%)2.6711P2O5(灰基)(%)8.1212MnO2(灰基)(%)0.1219硫酸盐硫(干基)(%)0.3120硫化铁硫(干基)(%)0.0921有机硫(干基)(%)0.6922Hg(干基)(mg/kg)3.1123As(干基)(mg/kg)46.2124Cd(干基)(mg/kg)1.2325Zn(干基)(mg/kg)968.7026Pb(干基)(mg/kg)242.5527Cr(干基)(mg/kg)452.2128Cu(干基)(mg/kg)290.6629Ni(干基)(mg/kg)96.71111.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.3项目实施的必要性污泥潭的环境危害重金属的食物链危害污染地下水和地表水臭气污染造成严重的土壤污染环境危害对填埋场的影响危险性流动性大均匀性差，剪切强度低东南侧为垃圾堆体边坡，坡比为1:3存在失稳的风险污泥潭处于低洼位置比周边低4-5m在降雨量增大时候，荷载增加，增大风险121.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.4工程设计方案处理方式的介绍外运处理原位处理将污泥潭中污泥挖除后采用专门车辆外运至污水处理厂进行污泥干化或污泥焚烧处理在现有的污泥潭处采用一定的技术处理污泥。实现污泥的减量化、稳定化、无害化的处理方法处理方式的选择本污泥潭体积较大，最深达22m。无锡市现有污泥处理设施无法处理这么大量的污泥，且污泥挖出难度、风险均很大。推荐采取原位处理。原位处理工艺主要为岩土力学施工工艺，包括堆载预压法、真空预压法、真空和堆载联合预压法、降水预压法、增压真空预压法、挖出后掺拌水泥及药剂回填法、水泥土搅拌桩法、高压旋喷桩法等。131.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.4工程设计方案地基处理方式的比选增压真空预压法具备了真空预压法的特点，同时通过注入调理剂溶液，使污泥与调理剂溶液均匀、充分的反应，可将污泥体积减少一半，污泥强度变大。本场地污泥土厚，且有机物含量较高，地基固结时间较长，难度大。因需注入调理剂溶液，排水板间距较密。约210天较好挖出后掺拌水泥回填法适用于所有软土地基处理，处理质量可控、效果较好。需要很大翻晒场地，水泥掺量较高，污泥挖出难度较大，造价高，回填需分层压实。约150天好水泥土搅拌桩法适用于深层软土地基加固，选用喷粉桩可适用于含水量较大的土层。对有机物含量较高、地基土承载力较差的土层，搅拌桩效果不好，施工机械较大，对原状地基要求高。约80天较差高压旋喷桩法适用于深层软土地基加固，可根据加固要求采用单管、双管、三管法。对有机物含量较高、加固效果不好。约70天较差地基处理方式优点缺点施工周期处理效果堆载预压法计量明确，施工技术简单，适应性广。工程量大，投资高，堆载用料来源困难时不经济，加固深度浅。约220天较差真空预压法适用于较厚、含水量较高的吹填场地进行处理。此工艺相对成熟、成本低，对周围环境影响小等优点。受地质条件、施工及处界环境变化因素的影响，本场地污泥土厚，且有机物含量较高，地基固结时间较长，难度大。约170天一般真空和堆载联合预压法具备了真空预压法的特点，同时通过堆载加快了土体固结的速度，减少了地基变形。本场地污泥土厚，且有机物含量较高，地基固结难度大，地基承载力相当差，堆载施工难度大。约120天一般降水预压法与堆载预压法结合应用，减少预压荷载，减少预压时间。影响因素较多，结果不可靠约150天一般地基处理方式优点缺点施工周期处理效果根据施工目的（增大污泥强度、降低失稳风险）、施工难度（面积大、深度大、表面荷载小）、工程造价等因素，最终确定采用前期增压式真空预压固化+后期顶部填埋飞灰后进行封场恢复生态的工艺141.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.4工程设计方案设计处理工艺安全稳定，消除臭气，下部固结，上部填埋污泥调理增压真空预压减量填埋垃圾或飞灰污泥改性破坏污泥结构提高脱水性能污泥减量真空排水固结污泥消除臭气进一步堆载排水稳定安全151.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.4工程设计方案污泥调理污泥调理过程示意图工艺优势改变污泥表面电荷促进胞外聚合物的分解破坏污泥稳定的胶体结构提高自由水比例污泥含水率85%左右，脱水性能差本工程采取柠檬酸钠和三氯化铁的混合溶液质量比为1:9，药剂投加比例为0.8%污泥调理161.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.4工程施工方案增压真空预压法安全稳定，消除臭气，下部固结，上部填埋增压式真空预压法示意图工艺优势高压流体在上部自重及附加应力作用下，沿塑料排水板迅速排出大幅度提高地基强度及固结深度隔离竹片砂垫层砂垫层土工布真空膜施工板头新型防淤堵排水板增压管管网接增压管接真空泵6.0增压管6.0埋入压膜沟碗状上覆密封膜碗状上覆密封膜污泥库边坡压膜沟在塑料排水板间增设增压管。当常规真空预压固结度达40%后，增压管开始工作。171.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.4工程设计方案上部填埋及封场安全稳定，消除臭气，下部固结，上部填埋下部污泥连续进行抽真空排水固结上部填筑复合垫层，设计垫层厚度0.5-1.0m铺设三维土工排水网格垃圾填埋至顶面，停止抽真空并封场固结污泥复合垫层施工现场181.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.4工程设计方案施工工艺设计方案施工准备建立工作面选择调理剂添加调理剂注入调理剂注浆管注入调理剂注入活性酶8m增压管注入调理剂打设排水管增压系统抽真空管网系统垃圾填埋并封场新型防淤堵排水板增压管手型接头直通技术真空预压191.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.5工程运行成本及效果分析运行成本本工程污泥填埋坑总库容约为28万m3；工程总投资约4500万元；吨污泥处理综合成本仅为160元！运行效果05101520253035404550241015地基承载力特征值kPa污泥潭的不同深度m不同深度污泥潭承载力特征值表面承载力60kN以上施工180天后静力触探试验浅层固结污泥污泥含水率由80~85%降低至65%以下浅层污泥含水率降低至55%以下试验结果表明：地基承载力特征值均高于25kPa，安全稳定性大大提高机械设备进场201.案例一：无锡桃花山填埋场污泥潭整治工程21.5小结2000年以前，国内污水处理厂污泥基本上没有经过正规化处理，大多通过简易填埋处置；这些存量污泥填埋坑目前多位于生活垃圾填埋场内或者城市建成区内，其安全和环境隐患严重，必须得经过有效的处理消除隐患。增压式真空预压法处理存量污泥填埋坑，污泥含水率可降至60%左右，基本减量一半；表面承载力极限值可大于60kN，污泥内部的地基承载力特征值可大于25kPa，处理效果明显；该工艺污泥吨处理投资为160元，远小于目前常见的其他工艺投资。存量污泥填埋坑的处理必须根据其处理的最终目的确定工艺，如果处理的目的是消除安全和环境隐患，场地做为堆场或公园湿地等对地基承载力要求不是太大的污泥坑，采用增压式真空预压法，不失为一种最为经济有效的办法。212.案例二：无锡市政污泥处理工程项目22.1项目背景区域污水处理厂污泥处理处置现状主城区无锡市芦村污水处理厂一、二、三期浓缩池污泥，经生物沥浸板框压滤脱水60%后运至贡湖湾湿地土地利用；四期含水率80%的污泥；经板框压滤脱水至60%外运制砖无锡市城北污水处理厂污泥经带式压滤机脱水至含水率80%后，外运制砖无锡市太湖新城污水处理厂一期部分浓缩池污泥，经生物沥浸脱水至含水率80%，二期及部分一期的污泥厂内脱水处理至含水率80%以下，外运制砖新区无锡市高新水务有限公司新城水处理厂浓缩池污泥经高干脱水至含水率60%后运至惠联垃圾热电有限公司焚烧处理无锡市高新水务有限公司梅村水处理厂浓缩池污泥经高干脱水至含水率60%运至惠联垃圾热电有限公司焚烧处理无锡市高新水务有限公司硕放水处理厂含水率80%的污泥运至无锡国联经深度脱水后，再由惠联垃圾热电有限公司焚烧处理惠山区无锡惠山水处理有限公司惠山污水处理厂含水率80%的污泥直接运至无锡国联经深度脱水后，由惠联垃圾热电有限公司焚烧处理无锡惠山环保水务有限公司(洛社厂)含水率80%的污泥直接运至无锡国联经深度脱水后，由惠联垃圾热电有限公司焚烧处理无锡惠山环保水务有限公司（杨市厂)含水率80%左右的污泥中4吨左右运至无锡金园污泥处置新型燃料有限公司混合后做为新型燃料使用，剩余部分由洛社镇正明村村委卫生填埋处置无锡惠山环保水务有限公司（前洲厂)含水率80%的污泥运至无锡国联经深度脱水后，再由惠联垃圾热电有限公司焚烧处理凯发新泉水务（无锡）有限公司含水率80%的污泥直接运至无锡国联经深度脱水后，由惠联垃圾热电有限公司焚烧处理无锡玉祁永新污水处理有限公司含水率80%的污泥运至无锡国联经深度脱水后，再由惠联垃圾热电有限公司焚烧处理，运至无锡惠联垃圾热电有限公司干化焚烧处理无锡钱惠污水处理有限公司含水率80%的污泥直接运至无锡国联经深度脱水后，由惠联垃圾热电有限公司焚烧处理无锡阳山镇陆区污水处理有限公司含水率80%的污泥直接运至无锡国联经深度脱水后，由惠联垃圾热电有限公司焚烧处理滨湖区无锡胡埭污水处理有限公司胡埭污水处理厂含水率80%的污泥运至无锡国联经深度脱水后，再由惠联垃圾热电有限公司焚烧处理无锡太湖国家旅游马山污水处理厂含水