城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南(試行)

1、城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南(試行) 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 附件： hj-bat-002 環(huán) 境 保 護 技 術(shù) 文 件 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治 最佳可行技術(shù)指南(試行) guideline on best available technologies of pollution prevention and control for treatment and disposal of sludge from municipal wastewater treatment plant（on trial） 環(huán) 境 保 護 部 2021年2月 污水處理廠二次污染防

2、治技術(shù) 目 次 前言. 1 總則.1 1.1適用范圍.1 1.2術(shù)語和定義.1 2 城市污水污泥.1 2.1污泥的特性及危害.1 2.2污泥處理處置技術(shù).1 3 污泥預(yù)處理及幫助設(shè)施.1 3.1工藝原理.1 3.2工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié).2 3.3污泥產(chǎn)生量及計量.2 3.4污泥預(yù)處理工藝類型.3 3.5消耗及污染物排放.3 3.6污泥脫水新技術(shù).3 4 污泥厭氧消化技術(shù).4 4.1工藝原理.4 4.2工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié).4 4.3污泥厭氧消化工藝類型.4 4.4消耗及污染物排放.5 4.5污泥厭氧消化前處理新技術(shù).5 5 污泥好氧發(fā)酵技術(shù).5 5.1工藝原理.5 5.2工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié).6 5

3、.3污泥好氧發(fā)酵工藝類型.6 5.4消耗及污染物排放.6 6 污泥土地利用技術(shù).7 6.1工藝原理.7 6.2工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié).7 6.3污泥土地利用工藝類型.7 6.4消耗及污染物排放.8 7 污泥焚燒技術(shù).9 7.1工藝原理.9 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 7.2工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié).9 7.3污泥焚燒工藝類型.9 7.4消耗及污染物排放.10 7.5污泥焚燒新技術(shù).11 8 污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù).11 8.1污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)概述.11 8.2污泥預(yù)處理污染防治最佳可行技術(shù).11 8.3污泥厭氧消化污染防治最佳可行技術(shù).12 8.4污泥好氧發(fā)酵污染防治最佳可行技

4、術(shù).15 8.5污泥土地利用污染防治最佳可行技術(shù).17 8.6污泥焚燒污染防治最佳可行技術(shù).18 附錄a.21 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 前言 為貫徹執(zhí)行中華人民共和國環(huán)境愛護法，加快建設(shè)環(huán)境技術(shù)管理體系，確保環(huán)境管理目標(biāo)的技術(shù)可達性，增加環(huán)境管理決策的科學(xué)性，供應(yīng)環(huán)境管理政策制定和實施的技術(shù)依據(jù)，引導(dǎo)污染防治技術(shù)進步和環(huán)保產(chǎn)業(yè)進展，依據(jù)國家環(huán)境技術(shù)管理體系建設(shè)規(guī)劃，環(huán)境愛護部組織制定污染防治技術(shù)政策、污染防治最佳可行技術(shù)指南、環(huán)境工程技術(shù)規(guī)范等技術(shù)指導(dǎo)文件。 本指南可作為城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置項目環(huán)境影響評價、工程設(shè)計、工程驗收以及運營管理等環(huán)節(jié)的技術(shù)依據(jù)，是供各級環(huán)境愛護部門、設(shè)計單

5、位以及用戶使用的指導(dǎo)性技術(shù)文件。 本指南為首次發(fā)布，將依據(jù)環(huán)境管理要求及技術(shù)進展?fàn)顩r適時修訂。 本指南由環(huán)境愛護部科技標(biāo)準(zhǔn)司組織制訂。 本指南起草單位：北京市環(huán)境愛護科學(xué)討論院、清華高校、機科進展科技股份有限公司、山西沃土生物有限公司、杭州環(huán)興機械設(shè)備有限公司。 本指南由環(huán)境愛護部解釋。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 1 總則 1.1適用范圍 本指南中污泥是指在城鎮(zhèn)污水處理過程中產(chǎn)生的初沉池污泥和二沉池污泥，不包括格柵柵渣、浮渣和沉砂池沉砂。與城鎮(zhèn)污水性質(zhì)類似的污水在處理過程中產(chǎn)生的污泥，其處理處置可參照執(zhí)行。列入國家危急廢物名錄或依據(jù)國家規(guī)定的危急廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和方法認定的具有危急特性的污泥，應(yīng)

6、嚴格根據(jù)危急廢物進行管理，不適用本指南。 1.2術(shù)語和定義 1.2.1最佳可行技術(shù) 是針對生活、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種環(huán)境問題，為削減污染物排放，從整體上實現(xiàn)高水平環(huán)境愛護所采納的與某一時期技術(shù)、經(jīng)濟進展水平和環(huán)境管理要求相適應(yīng)、在公共基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)部門得到應(yīng)用的、適用于不同應(yīng)用條件的一項或多項先進、可行的污染防治工藝和技術(shù)。 1.2.2最佳環(huán)境管理實踐 是指運用行政、經(jīng)濟、技術(shù)等手段，為削減生活、生產(chǎn)活動對環(huán)境造成的潛在污染和危害，確保實現(xiàn)最佳污染防治效果，從整體上達到高水平環(huán)境愛護所采納的管理活動。 2 城市污水污泥 2.1污泥的特性及危害 城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥含水率高（75%99%），

7、有機物含量高，易腐爛。 污泥中含有具有潛在利用價值的有機質(zhì)，氮、磷、鉀和各種微量元素，寄生蟲卵、病原微生物等致病物質(zhì)，銅、鋅、鉻等重金屬，以及多氯聯(lián)苯、二噁英等難降解有毒有害物質(zhì)，如不妥當(dāng)處理，易造成二次污染。 2.2污泥處理處置技術(shù) 2.2.1污泥處理技術(shù) 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥減容、減量、穩(wěn)定以及無害化的過程稱為污泥處理。本指南中污泥處理技術(shù)指污泥厭氧消化和污泥好氧發(fā)酵。由于污泥厭氧消化前需濃縮，污泥好氧發(fā)酵前需脫水，本指南將污泥濃縮、脫水列為污泥預(yù)處理技術(shù)。 2.2.2污泥處置技術(shù) 經(jīng)處理后的污泥或污泥產(chǎn)品在環(huán)境中或利用過程中達到長期穩(wěn)定，并對人體健康和生態(tài)環(huán)境不產(chǎn)生有害影響的最終消納方式稱

8、為污泥處置。本指南中的污泥處置技術(shù)指污泥土地利用和污泥焚燒。 3 污泥預(yù)處理及幫助設(shè)施 3.1工藝原理 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥預(yù)處理是指采納重力、氣浮或機械等方法提高污泥含固率，削減污泥體積，以利于后續(xù)處理與處置。污泥預(yù)處理及幫助設(shè)施主要包括污水處理系統(tǒng)中初沉池和二沉池的污泥存儲、濃縮、脫水、輸送和計量等環(huán)節(jié)的設(shè)備、構(gòu)筑物和相關(guān)幫助設(shè)施。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 3.2工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié) 污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的初沉污泥和剩余污泥排入集泥池，經(jīng)提升至污泥濃縮池或濃縮設(shè)備。通常規(guī)模較大的城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥在濃縮后進入消化池。經(jīng)濃縮或消化后的污泥機械脫水后存儲在堆放間，外運處理或處置。污泥預(yù)處理工

9、藝流程及主要產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖1。 圖1 污泥預(yù)處理工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié) 污泥預(yù)處理過程中主要污染物為惡臭、污泥濃縮和脫水過程排放的上清液和濾液。 3.3污泥產(chǎn)生量及計量 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)生量的計量是污泥處理處置污染防治的基礎(chǔ)，本指南對污泥產(chǎn)生量和計量方法做出規(guī)定。城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)在污泥產(chǎn)生、貯存和處理的各單元設(shè)置計量裝置。 3.3.1污泥產(chǎn)生量 各類型污水處理工藝及相關(guān)處理單元污泥產(chǎn)生量的計算參見附錄a。 3.3.2污泥計量 3.3.2.1初次沉淀池污泥計量 初沉池不接收剩余活性污泥時，污泥理論產(chǎn)生量參照附錄a中公式（a-1）計算。當(dāng)時沉池間歇排泥時，采納容積法計量污泥產(chǎn)生量，排泥量參照附錄a中

10、公式（a-8）計算。 3.3.2.2剩余活性污泥計量 設(shè)有初沉池的城鎮(zhèn)污水處理廠剩余活性污泥理論產(chǎn)生量參照附錄a中公式（a-2）計算。剩余活性污泥連續(xù)排放時，設(shè)置流量計計量污泥產(chǎn)生量；生物膜法中二沉池間歇排泥時，采納容積法計量，排泥量參照附錄a中公式（a-8）計算。 不設(shè)初沉池的城鎮(zhèn)污水處理廠剩余活性污泥理論產(chǎn)生量參照附錄a中公式（a-4）計算。 3.3.2.3消化池污泥計量 設(shè)置計量裝置計量厭氧消化池進、出泥量和沼氣產(chǎn)量。進泥量為初沉污泥和剩余活性污泥之和，參照附錄a中公式（a-5）進行計算。連續(xù)進出泥時，采納流量計計量污泥產(chǎn)生量，并記錄累計流量。采納投配池間歇進泥時，采納容積法計量，并記錄

11、每次投泥前后投配池中污泥液位高度和每日進泥次數(shù)。 計量污泥消化池產(chǎn)生沼氣的計量裝置或儀表宜安裝在消化池出氣管道上，沼氣計量裝置應(yīng)具有讀取瞬時流量和累計流量的功能。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 3.3.2.4污泥的出廠計量和報告 城鎮(zhèn)污水處理廠出廠污泥可采納地衡進行計量。城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)為出廠污泥計量建立完善的記錄、存檔和報告制度。污泥在采納好氧發(fā)酵、土地利用及焚燒等處理處置方式時，城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)采納運營記錄簿（即臺賬）制度，并將記錄結(jié)果提交相關(guān)環(huán)境愛護管理部門和污泥最終處置單位。 3.4污泥預(yù)處理工藝類型 3.4.1污泥濃縮 污泥濃縮常采納重力濃縮和機械濃縮兩種方法。機械濃縮包括離心濃縮、重

12、力濃縮等方式。 3.4.2污泥脫水 污泥脫水包括自然干化脫水、熱干化脫水和機械脫水，本指南中特指機械脫水。常用的污泥機械脫水方式有壓濾式和離心式，其中壓濾式主要指板框式和帶式。 3.5消耗及污染物排放 3.5.1預(yù)處理過程中藥劑及能源消耗 3.5.1.1藥劑消耗 污泥預(yù)處理過程中藥劑消耗主要為調(diào)理劑，常用的調(diào)理劑包括無機混凝劑和有機絮凝劑兩大類。無機混凝劑適用于板框式壓濾，有機絮凝劑適用于帶式壓濾和離心式機械脫水。無機混凝劑用量通常為污泥干固體重量的5%20%。有機絮凝劑，如陽離子型聚丙烯酰胺（pam）和陰離子型聚丙烯酰胺（pam），用量通常為污泥干固體重量的0.1%0.5%。 3.5.1.2

13、能源消耗 離心濃縮比能耗最高。重力濃縮的比能耗通常在10 kwh/tds以下，僅為離心濃縮的1。 污泥脫水階段主要能源消耗來自脫水機械主機設(shè)備以及沖洗水、藥劑添加等驅(qū)動力的消耗。板框壓濾機、帶式壓濾機和離心脫水機的比能耗分別為1540 kwh/tds、520 kwh/tds和3060 kwh/tds。 3.5.2預(yù)處理污染物排放 3.5.2.1惡臭氣體 污泥濃縮池硫化氫和氨氣排放濃度分別為150mg/m3和220mg/m3，臭氣濃度（無量綱）通常為1060。 污泥脫水機房硫化氫和氨氣排放濃度通常均為140mg/m3，臭氣濃度（無量綱）通常為10200。 3.5.1.2上清液和濾液 污泥濃縮脫水

14、過程中產(chǎn)生的上清液和濾液（包括沖洗水）等廢水中氮磷濃度較高，氨氮濃度約為300 mg/l，總磷最大濃度約為100 mg/l。 3.6污泥脫水新技術(shù) 3.6.1高壓和滾壓式污泥脫水機 污泥脫水新設(shè)備主要有高壓污泥脫水機和滾壓式脫水機。 高壓脫水機的工作原理是將濕污泥（含水率87%左右）投入由高壓和低壓系統(tǒng)組成的機械擠壓系統(tǒng)中，經(jīng)過多級連續(xù)擠壓，脫水污泥含水率降至30%50%。該類型脫水機單位能耗約為125 kwh/tds。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 滾壓式脫水機的工作原理是將濕污泥（含水率85%99.5%）投入圓形污泥通道，通道前端為濃縮區(qū)，后端為脫水區(qū)。濃縮污泥在脫水區(qū)經(jīng)深度擠壓后由出口閘門

15、排出，濾液由通道兩側(cè)柵格的出水孔排出，并由脫水機下的污水槽收集。脫水后污泥含水率降至60%75.5%。 3.6.2水熱預(yù)處理+機械脫水 水熱預(yù)處理機械脫水指利用過熱飽和高溫水蒸汽對污泥進行預(yù)處理后進行機械脫水，水蒸汽使污泥中生物體的細胞壁破裂，釋放結(jié)合水，并降低污泥粘滯性。脫水后污泥含水率降至50%左右。 4 污泥厭氧消化技術(shù) 4.1工藝原理 污泥厭氧消化是指在厭氧條件下，通過微生物作用將污泥中的有機物轉(zhuǎn)化為沼氣，從而使污泥中有機物礦化穩(wěn)定的過程。厭氧消化可降低污泥中有機物的含量，削減污泥體積，提高污泥的脫水性能。 4.2工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié) 污泥經(jīng)過濃縮池濃縮后，利用泵提升進入熱交換器，然后進

16、入?yún)捬跸?，在微生物作用下污泥中有機物得到降解。厭氧消化過程產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫水、脫硫后可作為燃料利用。消化穩(wěn)定后的污泥經(jīng)脫水形成泥餅外運處置。污泥厭氧消化工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖2。 燃燒尾氣 圖2 污泥厭氧消化工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié) 污泥厭氧消化產(chǎn)生的主要污染物包括消化液、沼氣利用時排放的尾氣以及設(shè)備噪聲。 4.3污泥厭氧消化工藝類型 4.3.1高溫厭氧消化 經(jīng)過濃縮、均質(zhì)后的污泥（含水率94%97%）進入高溫（532c）厭氧消化池進行厭氧消化，有機物降解率可達40%50%，對寄生蟲（卵）的殺滅率可達99%，消化時間為1015d。高溫厭氧消化池投配率以7%10%為宜。 該工藝的特點是微生物生長活躍

17、，有機物分解速度快，產(chǎn)氣率高，停留時間短，但需要維持消化池的高溫運行，能量消耗較大，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 4.3.2中溫厭氧消化 經(jīng)過濃縮、均質(zhì)后的污泥（含水率94%97%）進入中溫（352）厭氧消化池進行厭氧消化。中溫厭氧消化分為一級中溫厭氧消化（停留時間約20 d）和二級中溫厭氧消化（停留時間約10 d）。中溫厭氧消化池投配率以5%8%為宜。 該工藝的特點是消化速率較慢，產(chǎn)氣率低，但維持中溫厭氧的能耗較少，沼氣產(chǎn)能能夠維持在較高水平。 4.4消耗及污染物排放 4.4.1厭氧消化能源消耗 污泥厭氧消化的能耗主要用于維持厭氧反應(yīng)溫度及維持污泥泵、污水泵（進出料系統(tǒng)）、攪

18、拌設(shè)備和沼氣壓縮機等設(shè)備運轉(zhuǎn)。能耗水平取決于厭氧消化攪拌方式，攪拌強度通常為35w/m3。 污泥厭氧消化的電耗占城鎮(zhèn)污水處理廠全廠用電的15%25%；污泥加熱的熱耗占全廠熱耗的80%以上。如污泥消化產(chǎn)生的沼氣全部用于發(fā)電，可解決整個城鎮(zhèn)污水處理廠內(nèi)20%30%的用電量。 4.4.2厭氧消化污染物排放 4.4.2.1沼氣利用排放的尾氣 沼氣中甲烷含量為60%65%，二氧化碳（co2）含量為30%35%，硫化氫（h2s）含量為0%0.3%。沼氣燃燒或發(fā)電會產(chǎn)生尾氣，尾氣中主要污染物為氮氧化物（nox）、二氧化硫（so2）和一氧化碳（co）。 4.4.2.2消化液 消化液中化學(xué)需氧量（codcr）濃

19、度為3001500 mg/l；懸浮物（ss）濃度為2001000 mg/l；氨氮（nh3-n）濃度為1002000 mg/l；總磷（tp）濃度為10200 mg/l。 4.4.2.3噪聲 污泥厭氧消化過程中噪聲的主要來源為發(fā)電機。在未加隔聲罩的狀況下，國產(chǎn)發(fā)電機距機體1 m處噪聲約110db（a）。 4.5污泥厭氧消化前處理新技術(shù) 污泥厭氧消化前經(jīng)過前處理，能夠削減污泥消化的停留時間，提高產(chǎn)氣量。污泥水熱干化技術(shù)和超聲波處理技術(shù)是污泥厭氧消化前處理技術(shù)中討論較成熟的兩種技術(shù)。 污泥水熱干化技術(shù)是指在肯定溫度和壓力下使加熱后污泥中的微生物細胞破裂，釋放胞內(nèi)大分子有機物，同時水解大分子有機物，進而

20、破壞污泥膠體結(jié)構(gòu)，從而改善污泥的脫水性能和厭氧消化性能。 超聲波處理技術(shù)是指利用極短時間內(nèi)超聲空化作用形成的局部高溫、高壓條件，伴隨劇烈的沖擊波和微射流，轟擊微生物細胞，使污泥中微生物細胞壁裂開，進而削減消化的停留時間，提高產(chǎn)氣量。 5 污泥好氧發(fā)酵技術(shù) 5.1工藝原理 污泥好氧發(fā)酵是指在有氧條件下，污泥中的有機物在好氧發(fā)酵微生物的作用下降解，同時好氧反應(yīng)釋放的熱量形成高溫（55）殺死病原微生物，從而實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化和無害化的過程。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 5.2工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié) 污泥好氧發(fā)酵通常包括前處理、好氧發(fā)酵、后處理和貯存等過程。前處理包括破裂、混合、含水率和碳氮比的調(diào)整；

21、好氧發(fā)酵階段通常采納一次發(fā)酵方式；后處理主要包括破裂和篩分，有時需要干燥和造粒。污泥好氧發(fā)酵工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖3。 圖3 污泥好氧發(fā)酵工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié) 污泥好氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生的主要污染物是惡臭氣體、粉塵及濾液。 5.3污泥好氧發(fā)酵工藝類型 5.3.1條垛式好氧發(fā)酵 條垛式好氧發(fā)酵通常采納露天強制通風(fēng)的發(fā)酵方式，經(jīng)前處理工段處理后的混合物料被堆置在經(jīng)防滲處理后的地面上，形成梯形斷面的長條形條垛。條垛式好氧發(fā)酵分為靜態(tài)和間歇動態(tài)兩種工藝。 靜態(tài)好氧發(fā)酵是指在污泥混合物料所堆放的地面上鋪設(shè)供風(fēng)管道系統(tǒng)，通過強制通風(fēng)或抽氣的方式為好氧發(fā)酵過程供應(yīng)所需氧氣。 間歇動態(tài)好氧發(fā)酵是指采納輪式或履帶式等

22、翻（拋）堆設(shè)備，定期翻堆，使混合物料與空氣充分接觸，保持好氧發(fā)酵過程所需氧氣。 目前通常采納靜態(tài)強制通風(fēng)與定期翻堆相結(jié)合的條垛式好氧發(fā)酵工藝。 5.3.2發(fā)酵槽（池）式好氧發(fā)酵 發(fā)酵槽（池）式好氧發(fā)酵是指在廠房中設(shè)置若干發(fā)酵槽，槽底設(shè)供風(fēng)管道和排水管道，槽壁頂部設(shè)軌道，供翻堆機械移轉(zhuǎn)，定期翻堆。發(fā)酵槽（池）式好氧發(fā)酵的典型工藝為陽光棚發(fā)酵槽。 陽光棚發(fā)酵槽是指利用陽光棚的透光和保溫性能，提高發(fā)酵槽內(nèi)溫度。發(fā)酵槽底部安裝通風(fēng)管道系統(tǒng)，通過強制通風(fēng)來保證好氧發(fā)酵過程所需氧氣。 5.4消耗及污染物排放 5.4.1好氧發(fā)酵消耗 條垛式好氧發(fā)酵能耗為17 kwh/m3發(fā)酵產(chǎn)品。發(fā)酵槽（池）式好氧發(fā)酵能耗

23、為515 kwh/m3發(fā)酵產(chǎn)品。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 5.4.2好氧發(fā)酵污染物排放 5.4.2.1大氣污染物 污泥好氧發(fā)酵微生物對有機質(zhì)進行分解時產(chǎn)生惡臭氣體，主要包括氨、硫化氫、醇醚類以及烷烴類氣體。 污泥好氧發(fā)酵的翻堆和通風(fēng)過程中會產(chǎn)生粉塵。 5.4.2.2水污染物 污泥好氧發(fā)酵過程產(chǎn)生的濾液中化學(xué)需氧量（codcr）濃度為20006000 mg/l，五日生化需氧量（bod5）濃度為604500 mg/l。 條垛式污泥好氧發(fā)酵采納露天方式時需考慮場地雨水。 5.4.2.3噪聲 污泥好氧發(fā)酵過程中的噪聲主要來源于前處理設(shè)備、翻堆設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備等，噪聲水平為7085db（a）。 6 污

24、泥土地利用技術(shù) 6.1工藝原理 污泥土地利用是指將經(jīng)穩(wěn)定化和無害化處理后的污泥通過深耕、播撒等方式施用于土壤中或土壤表面的一種污泥處置方式。污泥中豐富的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等養(yǎng)分元素以及植物生長必需的各種微量元素可改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力，促進植物的生長。本指南中的污泥土地利用不包括污泥農(nóng)用。 6.2工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié) 污泥土地利用工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖4。 揮發(fā)性污染物和氨 圖4 污泥土地利用工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié) 污泥土地利用過程排放的主要污染物是惡臭氣體和粉塵。污泥中重金屬、病原體等也會造成環(huán)境問題。 6.3污泥土地利用工藝類型 6.3.1園林綠化 污泥用于園林綠化是指將污泥用作景觀林、花卉

25、和草坪等的肥料、基質(zhì)和養(yǎng)分土。污泥中礦化的有機質(zhì)和養(yǎng)分物質(zhì)供應(yīng)豐富的腐殖質(zhì)和可利用度高的養(yǎng)分物質(zhì)，可改善土壤結(jié)構(gòu)和組成，并使養(yǎng)分物質(zhì)更 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 易為植物汲取。 污泥用于園林綠化時，須依據(jù)樹木種類采納不同的污泥施用量。 6.3.2林地利用 污泥用于林地利用是指將污泥施用于密集生產(chǎn)的經(jīng)濟林，如薪材林或人工楊樹林等。 將污泥施于幼林時，會消失與其他植物種類進行競爭的狀況，從而降低幼樹對養(yǎng)分物質(zhì)和微量元素的攝入量，并增加雜草生長力量。 6.3.3土壤修復(fù)及改良 土壤修復(fù)及改良是指將污泥用作受到嚴峻擾動土地的修復(fù)和改良土，從而恢復(fù)廢棄土地或愛護土壤免受侵蝕。污泥可用在采煤場、取土坑、

26、露天礦坑和垃圾填埋場等。 該方法的詳細操作方式和環(huán)境影響取決于所施用場地的原有用途。 當(dāng)目標(biāo)是改善土壤質(zhì)量時，可采納污泥直接施用或與其它肥料混合施用的方式。 6.4消耗及污染物排放 6.4.1土地利用物料消耗 污泥運輸車輛和施用機械消耗燃料或電能，其消耗水平與施用量以及施用場地位置、大小和利用狀況等有關(guān)。 6.4.2土地利用污染物排放 6.4.2.1大氣污染物 污泥貯存、運輸及施用到土壤中后，污泥中的有機組分會持續(xù)揮發(fā)或降解，產(chǎn)生惡臭物質(zhì)，以氨、硫化氫和烷烴類氣體等形式排放。 污泥原料的貯存、運輸、裝卸以及污泥土地利用等過程會排放粉塵。 6.4.2.2水污染物 污泥土地利用時的運輸和存儲過程有

27、濾液產(chǎn)生。 6.4.2.3有機污染物 經(jīng)穩(wěn)定化工藝（厭氧消化和好氧發(fā)酵等）處理后的污泥中仍含有未降解有機物，且含有少量難降解有機化合物，如苯并（a）芘、二噁英、可吸附有機鹵化物和多氯聯(lián)苯等。 6.4.2.4重金屬及其化合物 污泥中主要含有銅、鋅、鎳、鉻、鎘、汞和鉛等重金屬，多以離子化合物形態(tài)存在，在土地利用過程中，應(yīng)特殊關(guān)注銅、鋅和鎘造成的環(huán)境問題。 6.4.2.5病原菌 經(jīng)無害化處理后的污泥中蠕蟲卵死亡率通常大于95，糞大腸菌群菌值大于0.01。 6.4.2.6養(yǎng)分元素（氮、磷、鉀等） 土地利用過程中，污泥中的氮、磷、鉀等養(yǎng)分元素會隨徑流以淋失的方式進入地表水，以滲透的方式進入地下水體。 污

28、水處理廠二次污染防治技術(shù) 7.1工藝原理 污泥焚燒是指在肯定溫度和有氧條件下，污泥分別經(jīng)蒸發(fā)、熱解、氣化和燃燒等階段，其有機組分發(fā)生氧化（燃燒）反應(yīng)生成co2和h2o等氣相物質(zhì)，無機組分形成爐灰/渣等固相惰性物質(zhì)的過程。 7.2工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié) 污泥焚燒系統(tǒng)主要由污泥接收、貯存及給料系統(tǒng)、熱干化系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)（包括幫助燃料添加系統(tǒng)）、熱能回收和利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、灰/渣收集和處理系統(tǒng)、自動監(jiān)測和掌握系統(tǒng)及其他公共系統(tǒng)等組成。污泥干化焚燒工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖5。 煙氣 圖5 污泥干化焚燒工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié) 污泥焚燒過程排放的主要污染物有惡臭氣體、煙氣、灰渣、飛灰和廢水。 7.3污泥焚燒工

29、藝類型 7.3.1前處理技術(shù) 污泥焚燒前處理技術(shù)通常指脫水或熱干化等工藝，以提高污泥熱值，降低運輸和貯存成本，削減燃料和其他物料的消耗。 熱干化工藝有半干化（含固率達到6080）和全干化（含固率達到8090）兩種。熱干化工藝一般僅用于處理脫水污泥，主要技術(shù)性能指標(biāo)（以單機升水蒸發(fā)量計）為：熱能消耗 29404200kj/kgh2o；電能消耗 0.040.90kw/kgh2o。 污泥含固率在3545%時，熱值為4.86.5mj/kg，可自持燃燒，通常后面直接接焚燒工藝。用作土壤改良劑、肥料，或作為水泥窯、發(fā)電廠和焚燒爐燃料時，須將污泥含固率提高至80%95%。 7.3.2單獨焚燒 單獨焚燒是指在

30、專用污泥焚燒爐內(nèi)單獨處置污泥。 流化床焚燒爐是目前單獨焚燒技術(shù)中應(yīng)用最多的焚燒裝置，主要有鼓泡式和循環(huán)式兩種，其中尤以鼓泡流化床焚燒爐應(yīng)用較多。 污泥單獨焚燒時，在焚燒爐啟動階段，可通過安裝啟動燃燒器或向焚燒爐膛內(nèi)添加幫助燃料等方式將爐膛溫度預(yù)熱至850 c以上，然后向焚燒爐爐膛內(nèi)供應(yīng)污泥。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 7.3.3.1污泥與生活垃圾混燒 在生活垃圾焚燒廠的機械爐排爐、流化床爐、回轉(zhuǎn)窯等焚燒設(shè)備中，污泥可以以直接進料或混合進料的方式與生活垃圾混合焚燒。 污泥與生活垃圾直接混合焚燒時會增加煙氣和飛灰產(chǎn)生量，降低灰渣燃燼率，增加煙氣凈化系統(tǒng)的投資和運行成本，降低生活垃圾發(fā)電廠的發(fā)電效

31、率和垃圾處理力量。 7.3.3.2污泥的水泥窯協(xié)同處置 經(jīng)水泥窯產(chǎn)生的高溫?zé)煔飧苫蟮奈勰噙M入水泥窯煅燒可替代部分黏土作為水泥原料，達到協(xié)同處置污泥的目的。干化后的污泥可在窯尾煙室（塊狀燃料）或上升煙道、預(yù)分解爐、分解爐喂料管（適用于塊狀燃料）等處喂料。 利用水泥窯系統(tǒng)處置污泥時須掌握污泥中硫、氯和堿等有害元素含量，折合入窯生料其硫堿元素的當(dāng)量比s/r應(yīng)掌握為0.61.0，氯元素應(yīng)掌握為0.030.04%。 利用水泥窯焚燒污泥的直接運行成本為60100元/t（80濕污泥）。 7.3.3.3污泥的燃煤電廠協(xié)同處置 可利用燃煤電廠的循環(huán)流化床鍋爐、煤粉鍋爐和鏈條爐等焚燒爐將污泥與煤混合焚燒。為提高

32、污泥處置的經(jīng)濟性，優(yōu)先考慮利用電廠余熱干化污泥后進行混燒。 直接摻燒污泥會降低焚燒爐內(nèi)溫度和焚燒灰的軟化點，增加飛灰產(chǎn)生量，增加除塵和煙氣凈化負荷，降低系統(tǒng)熱效率34，并引起低溫腐蝕等問題。 利用火電廠焚燒污泥的單位運行成本為100120元/t（80濕污泥），系統(tǒng)改造成本約為15萬元/t（80%濕污泥）。 7.4消耗及污染物排放 7.4.1焚燒物料消耗 污泥焚燒消耗的物料主要是燃料、水、堿性試劑和吸附劑（如活性炭）等。 為加熱和幫助燃燒，需添加幫助燃料。將重油作為幫助燃料時，其消耗為0.030.06 m3/t干污泥；將自然氣作為幫助燃料時，其消耗4.520 m3/t干污泥。 污泥焚燒主要用水單

33、元是煙氣凈化系統(tǒng)，水耗均值約為15.5 m3/t干污泥。其中，干式煙氣凈化系統(tǒng)基本不消耗水，濕式系統(tǒng)耗水量最高，半濕式系統(tǒng)居于兩者之間。 堿性試劑如氫氧化鈉消耗為7.533 kg/t干污泥，熟石灰乳消耗為622 kg/t干污泥。 7.4.2焚燒能量消耗 污泥焚燒廠主要消耗熱能和電能。熱能產(chǎn)出量與污泥低位熱值凹凸親密相關(guān)，經(jīng)由煙氣處理和排放造成的熱量損失約占污泥焚燒輸出熱量的1316。 污泥焚燒廠消耗電能的主要工藝單元是機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)，電耗通常為60100kwh/t（80%濕污泥）。 7.4.3污泥焚燒的污染物排放 7.4.3.1大氣污染物 由于國內(nèi)污泥焚燒大氣污染物排放數(shù)據(jù)較少，依據(jù)對國外污泥

34、焚燒廠大氣污染物排放統(tǒng)計，污泥焚燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)凈化處理后，通常煙塵排放濃度為0.630 mg/m3；二氧化硫排放濃度為50 mg/m3以下； 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 氮氧化物（以no2計）排放濃度為50200 mg/m3；二噁英排放濃度在0.1ngteq/nm3以下；重金屬鎘排放濃度為0.00060.05 mg/m3，汞排放濃度為0.00150.05 mg/m3。 7.4.3.2廢水 濕式煙氣凈化系統(tǒng)會產(chǎn)生工藝廢水。 灰渣收集、處理和貯存廢水：采納濕式撈渣機收集灰渣時，會產(chǎn)生灰渣廢水；污泥露天貯存時，雨水進入產(chǎn)生廢水。 熱干化過程中產(chǎn)生冷凝水，其化學(xué)需氧量（codcr）含量高（約為2000

35、 mg/l），氮也較高（約為6002000 mg/l），還含有肯定量的重金屬。 7.4.3.3固體殘留物 污泥焚燒產(chǎn)生的飛灰約占焚燒固體殘留物總量的90%（流化床）；灰渣和煙氣凈化固體殘留物合計約占焚燒固體殘留物總量的10%（流化床）。 7.5污泥焚燒新技術(shù) 噴霧干燥回轉(zhuǎn)式焚燒爐技術(shù)是利用噴霧干燥塔的霧化噴嘴將經(jīng)預(yù)處理的脫水污泥霧化，干燥熱源主要為焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，干化后的污泥被直接送入回轉(zhuǎn)式焚燒爐焚燒。尾氣采納旋風(fēng)除塵器噴淋塔生物除臭填料噴淋塔處理。 處理每噸含水率為80%的脫水污泥，平均燃煤消耗量為3050 kg/t（煤熱值21000 kj/kg），電耗為5060 kwh/t；單位投資成

36、本為10萬20萬元/t，單位直接運行成本為80100元/t。 8 污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù) 8.1污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)概述 本指南選擇污泥中溫厭氧消化和污泥好氧發(fā)酵為污泥處理污染防治最佳可行技術(shù)，污泥土地利用和污泥干化焚燒為污泥處置污染防治最佳可行技術(shù)。污泥處理處置前采納濃縮、脫水等預(yù)處理方式。 對于實際污水處理規(guī)模大于5萬m3/d的城鎮(zhèn)二級污水處理廠，其產(chǎn)生的污泥宜通過中溫厭氧消化進行減量化、穩(wěn)定化處理，同時進行沼氣綜合利用。 對于園林和綠地等土地資源豐富的中小型城市的中小型城鎮(zhèn)污水處理廠，可考慮采納污泥好氧發(fā)酵技術(shù)處理污泥，并采納土地利用方式消納污泥。廠址遠離環(huán)境敏感點

37、和敏感區(qū)域時，宜選用條垛式好氧發(fā)酵工藝；廠址四周有環(huán)境敏感點和敏感區(qū)域時，可選用封閉發(fā)酵槽式（池）好氧發(fā)酵工藝。 對于大中型城市且經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)、大型城鎮(zhèn)污水處理廠或部分污泥中有毒有害物質(zhì)含量較高的城鎮(zhèn)污水處理廠，可采納污泥干化焚燒組合工藝處置污泥。應(yīng)充分利用焚燒污泥產(chǎn)生的熱量和四周穩(wěn)定經(jīng)濟的熱源干化污泥。污泥干化焚燒廠的選址應(yīng)實行就近原則，避開遠距離輸送。 污泥干化技術(shù)應(yīng)和焚燒以及余熱利用相結(jié)合，不鼓舞對污泥進行單獨熱干化。 8.2污泥預(yù)處理污染防治最佳可行技術(shù) 8.2.1最佳可行工藝流程 污泥預(yù)處理污染防治最佳可行技術(shù)系統(tǒng)包括收集系統(tǒng)、濃縮系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)、存儲與輸送系統(tǒng)、計量系統(tǒng)

38、及相關(guān)幫助設(shè)施等。污泥預(yù)處理污染防治最佳可行技術(shù)工藝流程見圖6。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 圖6 污泥預(yù)處理污染防治最佳可行技術(shù)工藝流程 8.2.2最佳可行工藝參數(shù) 污泥預(yù)處理構(gòu)筑物個數(shù)采納至少兩個系列設(shè)計。 初沉污泥采納重力濃縮時，污泥固體負荷為80120 kg/m2.d，停留時間宜為68h。 混合污泥采納重力濃縮時，污泥固體負荷為5075 kg/m2.d，停留時間宜為1012h。 進入脫水機前的污泥通常含水率大于96%，經(jīng)脫水后的污泥含水率要求小于80%。 8.2.3污染物削減及污染防治措施 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥預(yù)處理階段的集泥池和濃縮池等構(gòu)筑物實行加蓋密閉并保持微負壓，產(chǎn)生的惡臭氣體可集

39、中收集后進行生物除臭。脫水機房、泵房和堆放間等建筑物應(yīng)采納微負壓設(shè)計，建筑物頂部應(yīng)設(shè)多個吸風(fēng)口，經(jīng)由風(fēng)機和風(fēng)管收集至集中處理設(shè)施進行處理后，使其連續(xù)穩(wěn)定達標(biāo)運行。 污泥濃縮的上清液及污泥脫水和設(shè)備清洗過程產(chǎn)生廢水集中收集，單獨處理后回流至污水處理廠。 離心脫水設(shè)備產(chǎn)生的噪聲實行消聲、隔聲、減震等措施進行防治。 8.2.4技術(shù)經(jīng)濟適用性 機械脫水適用于大、中型城鎮(zhèn)污水處理廠。 間歇式重力濃縮適用于小型城鎮(zhèn)污水處理廠；連續(xù)式重力濃縮適用于大、中型城鎮(zhèn)污水處理廠。 有脫氮除磷要求的城鎮(zhèn)污水處理廠宜采納機械濃縮。 對采納生物除磷污水處理工藝產(chǎn)生的污泥，宜采納濃縮脫水一體機等設(shè)備進行處理。 8.2.5最

40、佳環(huán)境管理實踐 城鎮(zhèn)污水處理廠四周有環(huán)境敏感點或敏感區(qū)域時，關(guān)鍵構(gòu)筑物和建筑物保持微負壓設(shè)計。 污泥經(jīng)預(yù)處理后準(zhǔn)時密閉運輸或連接后續(xù)處理。 8.3污泥厭氧消化污染防治最佳可行技術(shù) 8.3.1最佳可行工藝流程 污泥中溫厭氧消化污染防治最佳可行技術(shù)包括污泥預(yù)處理系統(tǒng)、污泥中溫厭氧消化系統(tǒng)、沼氣綜合利用及凈化系統(tǒng)、污染物掌握系統(tǒng)。污泥濃縮后進入污泥厭氧消化系統(tǒng)，厭氧消化系統(tǒng)包括厭氧消化池、進出料和攪拌系統(tǒng)、加溫系統(tǒng)、沼氣收集凈化和利用系統(tǒng)。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 污泥中溫厭氧消化污染防治最佳可行技術(shù)工藝流程見圖7。 8.3.2最佳可行工藝參數(shù) 污泥中溫厭氧消化污染防治最佳可行技術(shù)的工藝參數(shù)見表

41、1。 表1 污泥中溫厭氧消化污染防治最佳可行技術(shù)的工藝參數(shù) 項目 運行溫度 二級消化時間 中溫厭氧消化 消化池投配率 產(chǎn)氣率 攪拌 最佳溫度為352 10 d 77.5 以5%8%為宜 不小于0.400.50m/kgvs 采納機械攪拌或沼氣攪拌。當(dāng)池內(nèi)各處污泥溫度的變化范圍不超過1時，即認為攪拌勻稱。 脫硫要求 沼氣綜合利用 硫化氫排放 熱電效率 采納干法脫硫時，沼氣以0.40.6m/min的速度通過脫硫劑，接觸時間通常為23min；采納濕法脫硫時，采納2%3%的碳酸鈉溶液從脫硫塔頂噴淋，沼氣與汲取劑逆流接觸，然后從頂部排出。 采納脫硫工藝后h2s小于20 mg/nm 沼氣發(fā)電機組電效率應(yīng)大于

42、33%，熱回收效率應(yīng)大于35%，大型機組總效率應(yīng)大于80%。 一級消化時間20 d 工藝參數(shù) 8.3.3污染物削減及污染防治措施 經(jīng)中溫厭氧消化后的污泥有機物降解率不小于40%，蠕蟲卵死亡率大于95%。 沼氣利用前采納脫水、脫硫等措施進行凈化。 厭氧消化產(chǎn)生的消化液單獨收集，集中處理，可采納脫氮工藝、化學(xué)除磷及鳥糞石結(jié)晶等方法處理。 沼氣發(fā)電機組設(shè)備產(chǎn)生的噪聲采納消聲、隔聲、減振等措施進行防治。室外設(shè)備須加裝隔聲罩。 8.3.4技術(shù)經(jīng)濟適用性 城鎮(zhèn)二級污水處理廠可實行中溫厭氧消化進行減量化、穩(wěn)定化處理，同時進行沼氣綜合利用。 通常狀況下，污泥厭氧消化系統(tǒng)的工程投資占城鎮(zhèn)污水處理廠總投資的20%

43、30%。厭氧消化直接運行成本約為0.050.10元/噸污水（不包括固定資產(chǎn)折舊）?？紤]沼氣發(fā)電回收電量后，采納厭氧消化可降低城鎮(zhèn)污水處理廠20%30%的電耗。 8.3.5最佳環(huán)境管理實踐 消化、脫水后的污泥進行臨時堆放或存儲時，實行防滲和防臭等措施。集泥池、濃縮池、污泥脫水機房和污泥堆放間等建（構(gòu)）筑物在環(huán)境敏感點或敏感區(qū)域?qū)嵭形⒇搲涸O(shè)計。 沼氣利用時制定平安管理制度。在消化池、儲氣柜、脫硫間周邊劃定重點防火區(qū)，并配備消防平安設(shè)施；非工作人員未經(jīng)許可不得進入?yún)捬跸芾韰^(qū)內(nèi)；在可能的泄漏點設(shè)置甲烷濃度超標(biāo)及氧虧報警裝置。 在沼氣貯氣柜的運行維護中保證壓力平安閥處于正常工作狀態(tài)；保證冬季氣柜內(nèi)水

44、封不結(jié)冰，必要時在氣柜迎風(fēng)面設(shè)移動式風(fēng)障，防止大風(fēng)對氣柜浮蓋升降造成影響。 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 圖7 污泥中溫厭氧消化污染防治最佳可行技術(shù)工藝流程 14 污水處理廠二次污染防治技術(shù) 8.4污泥好氧發(fā)酵污染防治最佳可行技術(shù) 8.4.1最佳可行工藝流程 污泥好氧發(fā)酵污染防治最佳可行技術(shù)包括前處理、好氧發(fā)酵、后處理及臭氣污染掌握。 污泥好氧發(fā)酵污染防治最佳可行技術(shù)工藝流程見圖8。 8.4.2最佳可行工藝參數(shù) 好氧發(fā)酵前，污泥混合物料含水率調(diào)到5565，碳氮比（c/n）為25:135:1，有機質(zhì)含量通常不小于50%，ph值68。 采納條垛式好氧發(fā)酵時，無通風(fēng)典型動態(tài)發(fā)酵周期約20 d；加設(shè)通風(fēng)系統(tǒng)后發(fā)酵周期約15 d，溫度55以上持續(xù)57 d。 采納發(fā)酵槽（池）式好氧發(fā)酵時，陽光棚發(fā)酵槽每隔12 d翻堆一次，溫度55以上持續(xù)57 d，發(fā)酵周期約20 d。 好氧發(fā)酵堆體上部鋪設(shè)510cm的掩蓋物料吸附惡臭氣體。 發(fā)酵時，靜態(tài)好氧發(fā)酵強制通風(fēng)，每1m3物料通