污泥处理处置项目初步方案

污泥处理处置项目初步方案第一章概述1.1工程概况工程名称：市污泥处理处置项目工程目标：通过安全、经济和可行的途径，对脱水污泥进行无害化处理处置和资源化利用工程内容：采用智能控制高温好氧发酵技术处理污泥，使其达到无害化、稳定化的效果，发酵产品可以作为营养土(腐殖土)，用于园林绿化、林业等领域工程规模：日处理污泥XX吨，含水率XX%工程占地：工程平面占地面积约为XXm2，不含道路及绿化。工程投资：本项目污泥发酵车间采用轻钢结构时工程费用投资总额约为XX万元，污泥发酵车间采用钢砼结构时工程费用投资总额约为XX万元，其中设备购置费用为XX万元运行成本：每吨污泥处理直接运行成本为XX元（不含折旧）1.2.编制原则本报告编制原则：（1）认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法律、法规、标准、规范。（2）城镇污水处理厂污泥处理以城市总体规划为主要依据，从全局出发，正确处理减量化、稳定化、无害化和资源化之间的关系，以“稳定化、减量化、无害化”为目的，充分利用污泥处理过程中的能量和物质。（3）污泥处理要始终坚持节能减排的原则，尽量减少污泥处理过程的能源消耗和二次污染，充分利用国家节能减排奖励政策促进污泥处理处置项目的建设和运行。（4）污泥处理处置建设方案与技术工艺要适应当地经济发展水平，坚持技术适用，经济合理的原则。充分利用现有的设施，采用先进、成熟、可靠、适用1的“友好型”技术，节省投资，做到社会效益、环境效益、经济效益相统一。（5）污泥处理工程应确保最终消纳方的安全可靠。提倡与鼓励污泥生态和谐利用与环境友好型土地消纳，杜绝污泥处理处置不当对环境造成的二次污染，实现生态和谐利用。（6）项目的建设运行应符合国家现行有关强制性标准的规定。（7）采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理，管理简便；（8）积极慎重采用新技术、新材料、新设备，确保工程的可靠性及有效性，尽量减少工程投资与运行费用，减少日常维护检修工程量，改善工人操作条件。2第二章工程规模及处理处置要求2.1工程规模污泥量是开展污泥处理处置工作的基础数据。本工程按日产生含水率80%脱水污泥量80t设计。2.2处理处置要求本项目污泥大部分来源于市政污水处理厂，除含有大量水分外，还含有有机物、重金属、盐类及少量的病原体微生物和寄生虫卵等，若不进行科学地污泥处理处置将对环境造成新的二次污染。污泥处理处置的要求包括：（1）稳定化：由水厂经机械脱水后的污泥，每公斤干固体中有机物含量为30%～50%，为避免因有机物的腐败变质造成二次污染，经处理后的污泥应进一步降低其内挥发性有机物的含量。（2）无害化：去除污泥中对人体或自然界有危害的病菌、寄生虫卵、病毒及重金属等有害物质。（3）减量化：进一步提高污泥的含固率，减少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理及最终处置的费用。（4）资源化：尽可能的利用污泥中的有用物质或储藏的能量，以实现其资源价值。2.3处理处置标准（1）污泥处置标准城市污泥处理达到“减量化、稳定化、无害化、资源化”的目标，基本目标达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—2008)中规定的污泥混合填埋含水率应小于60%的要求。污泥经生物发酵后产品质量的理化指标，符合《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》(CJ/T309-2009)和《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T23486-2009)的土地利用指标要求，可以作为有机肥料、基质或土壤改良剂、育苗基质或非食物链园林绿化等。3（2）臭气控制标准生物堆肥是一种经济有效的污泥无害化处理方式，但是臭气污染仍是整个行业所面临的突出环境问题。鉴于这种现状，针对本污泥处理处置项目设计了完整的全过程的臭气控制和处理方案，并设置了尾气处理装置，保证臭气浓度满足国家相应的排放标准《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）二级、《工业企业设计卫生标准》GBZ1及《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ2的要求，对大气环境以及职工健康安全不会造成任何影响。（3）噪声控制标准根据噪声环境执行国家标准《城市区域环境噪声标准》(GB3096-2008)中的3类标准，即本项目运营期场区边界的噪声环境达到国家标准《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-2008)中的3类标准要求，即昼间等效声级≤65dB(A)，夜间等效声级≤55dB(A)。此外，噪声控制还应满足《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)规定的限值。4第三章工艺介绍高温好氧发酵是污泥处理处置的一种常用工艺，由于其具有成本低、单位重量有机质降解产能多、不易产生臭味、在达到污泥脱水目的的同时可杀灭污泥中病原菌和杂草种子等优点，目前的发酵工程多采用高温好氧发酵工艺。通过该方法处理后的污泥能完全达到进入填埋场的要求，如果再增加一定的后续制肥工艺，发酵产品能直接土地利用或种植植物。3.1工艺原理好氧生物发酵是在氧气充足的条件下，借助好氧微生物（主要是好氧细菌）将有机物不断分解转化的过程，其代谢产物主要是二氧化碳、水和热。3.1.1好氧发酵过程好氧发酵一般分三个阶段：（1）升温阶段一般指发酵过程的初期，在该阶段，堆体温度逐步从环境温度上升到45℃左右，主导微生物以嗜温性微生物为主，包括真菌、细菌和放线菌，分解底物以糖类和淀粉类为主。（2）高温阶段堆温升至45℃以上即进入高温阶段，在这一阶段，嗜温微生物受到抑制甚至死亡，而嗜热微生物则上升为主导微生物。发酵中残留和新形成的可溶性有机物质继续被氧化分解，复杂的有机物如半纤维素、纤维素和蛋白质也开始被强烈分解。微生物的活动也是交替出现的，通常在50℃左右时最活跃的是嗜热性真菌和放线菌，温度上升到60℃时真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性细菌和放线菌活动，温度升到70℃时大多数嗜热性微生物已不再适应，并大批进入死亡和休眠阶段。好氧发酵的最佳温度一般为55℃，这是因为大多数微生物在该范围内最活跃，最易分解有机物，其中的寄生虫卵和病原微生物大多数可被杀死。（3）降温阶段高温阶段必然造成微生物的死亡和活动减少，自然进入低温阶段。在这一阶段，嗜温性微生物又开始占据优势，对残余较难分解的有机物做进一步的分解，5但微生物活性普遍下降，堆体发热量减少，温度开始下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，发酵进入腐熟或后熟阶段。3.1.2供氧方式好氧发酵的供氧主要有静态鼓风供氧和动态翻抛供氧两种方式。鼓风机曝气充氧是利用设在发酵物料下部的风管不断地向堆体传输空气，达到充氧的目的；翻抛充氧是利用匀翻机作业使物料与空气进行短时间接触，从而补充部分氧气。两种充氧方式各有优缺点：（1）鼓风曝气充氧的时间长，而且充氧时间比较灵活，可以根据需要随时进行供氧，尤其是采用自动监控系统进行氧气的监测和充氧的条件下，可以根据堆体的氧气消耗情况随时进行曝气充氧，保证堆体氧气的充足供应，从而防止堆体出现厌氧发臭的可能性，保证厂区的环境卫生。但是，如果曝气过量或连续曝气，不仅会因通气过多而导致堆体中大量热量的损失，堆体温度下降，同时也会增加能耗。因此，通风时间既要适时，通风量也必须合适，不能太大或太小。（2）翻抛充氧则利用物料在翻抛时与空气的短暂接触而实现充氧，翻抛充氧能保证整个堆体的均匀，避免发酵槽死角的产生，但是翻抛充氧时间短，且每日翻抛次数有限（一般每天只能翻抛一次），在发酵过程中的大部分时间中都存在严重的供氧不足问题。在快速发酵阶段，氧气消耗非常快，有时半小时内堆体的氧气浓度即会下降到产生硫化氢等臭气的氧气临界值(7%-8%)。因此，若发酵过程仅依靠翻抛进行充氧，不可避免的会在大部分时间内产生厌氧问题，从而导致恶臭和蚊蝇的环境卫生问题，同时，频繁的翻抛会导致大量氨气的挥发。本工程工艺采用“动静结合”的充氧策略，前期主发酵阶段采用鼓风机曝气充氧，后期腐熟阶段辅以适当翻抛充氧，鼓风机的启闭根据堆体温度进行自动反馈控制。3.2高温好氧发酵智能控制系统本控制系统主要用于城市污泥发酵过程的监测和控制，系统硬件设备包括温度、氧气信号和环境温湿度、硫化氢、氨气等监测传感器、信号调理采集模块、工业级控制平台、操作台等，系统软件包括发酵过程的数据实时在线采集、数据存储备份以及根据专家系统实时调控发酵过程。具有数据实时采集、实时报警(监6测设备异常、发酵升温速率过缓、阀门开启异常、通讯故障等)、耗氧速率计算、参数调整、数据查询、物料批次数据库管理等功能，并可实时显示各发酵槽运行状态、温度、氧气及厂区环境(硫化氢、氨气、温湿度)。3.2.1发酵过程氧气监测与控制氧气是影响微生物活性和发酵进程的重要参数，充足的氧气是保证好氧发酵过程顺利完成的必要条件。本工程采用氧气自动在线监测装置监测堆体氧气含量状况，可清楚地判断发酵状态，为鼓风机的控制提供依据。发酵初期微生物数量较少、活性较低，堆体对氧气的需求量不大，此阶段鼓风策略以堆体的氧气含量状况为依据，宜采用小风量鼓风，以免带走堆体热量；当温度升高到高温期后，微生物得到大量繁殖，活性也较高，耗氧速率较快，此阶段易采用较大的鼓风量，在为堆体提供充足氧气的同时带走蒸发的水分；当堆体进入降温期后，微生物对氧气的需求量减少，耗氧速率降低，此阶段采用曝气充氧与翻抛充氧相结合的方式。本工程拟在每个发酵槽内设置1支氧气探头，在升温期和高温期收集堆体氧气参数，及时反映堆体氧气含量状况，为鼓风机及电动阀的启闭控制提供依据。本项目使用的氧气探头为专用污泥发酵氧气监测设备，该设备精度高，抗干扰能力强，运行稳定可靠。3.2.2发酵过程温度监测与控制堆体温度是高温好氧发酵的另一项重要指标。它关系到发酵过程中的发酵速度、稳定化效果、脱水效率、灭菌和生物灭活等无害化程度。在高温阶段，堆体中的嗜高温微生物大量繁殖，嗜高温微生物的生物降解效率比其他微生物高，高温不仅有利于加速发酵过程，而且有利于灭菌和杀灭杂草种子，是无害化处理的最关键阶段。但是，过高的堆体温度会导致大量微生物的死亡或休眠，从而降低发酵效率，对发酵过程产生不利影响。故需对发酵各阶段的温度进行监测和控制，以最大限度地保证有益微生物的数量和活性，同时最大程度的实现无害化处理。本工程拟在每个发酵槽安装1支温度探头，在升温期和高温期收集堆体温度参数，及时反映堆体温度状况，从而对鼓风机及电动阀的启闭进行控制。该温度探头为专用污泥发酵温度监测设备，该设备精度高，抗干扰能力强，运行稳定可靠。73.3臭气自动监测与控制与传统的发酵工艺不同，在本工程生物发酵工艺中，通过温度、氧气实时在线监测系统和智能控制系统可以根据堆体的温度和氧气含量变化、发酵阶段控制曝气速率、曝气时间和曝气量，以达到优化发酵过程和堆体处于充分好氧状态。由于本工艺对发酵过程所需的氧气进行了合理供应，避免了传统好氧发酵工艺易出现短期厌氧或局部厌氧的问题，可以显著抑制H2S等恶臭气体的产生。本工程在生物发酵间设置氧气监测探头和温度监测探头，采用变频、多级变速的曝气方式，根据监测数据随时调节供氧量，满足微生物在好氧发酵的各阶段对氧气的需求，减少厌氧分解，同时将发酵温度控制在最合理的范围内。因此，本工程有机物分解彻底，且具有出色的臭气控制效果。3.4技术特点（1）本工程采用的智能好氧发酵技术攻克了污泥发酵中的灭菌、稳定化、脱水、除臭等技术难点。（2）开发出污泥好氧高温发酵过程温度、氧气等重要参数的实时在线监测探头和计算机自动测控系统，优化了发酵过程中的温度和氧气调控，实现了生产过程的工业化自动测控，可以保障发酵过程稳定、快速。（3）开发出适用于污泥好氧高温发酵的专用调理剂，获得了高温好氧发酵工艺的优化参数，解决了与之配套的工程和技术难题。（4）开发出发酵腐熟度的快速检测技术，保证产品的稳定性和农用效果。（5）利用污泥发酵生产缓释肥料的技术已经取得国家发明专利授权，具有良好的产品增值潜力。3.5技术优势（1）技术稳定，自动化、智能化程度高本工程工艺智能控制系统实现了物料稳定化处理的计算机自动测控硬、软件技术，使复杂的固废发酵处理过程彻底“傻瓜化”，操作简单，可以实现无人值守和故障的自我诊断，同时可