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目前国内城市污泥输送处置方式技术分析

北极星水处理网  来源:中国给水排水  作者:李胜  2019/3/8 11:30:23  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:海绵城市 污水厂 污泥处理

北极星水处理网讯:摘要:国家“海绵城市建设”倡导的城市水资源就地收集处理回用的建设思想,越来越多污水厂坐落于城市中心,地埋式污水厂也逐渐增多,污泥处理设施随污水厂建设的形式面临的环境压力和埋地造成的高额土建费用的问题日益严重。通过管道输送方式,将城市污水厂的剩余污泥外送并集中处理处置,在一定规模及范围内有明显的经济技术又是,同时,可以消除污泥处理设施随污水厂一起设在市区和脱水污泥运输时对市区环境的影响,也可解决污泥处理设施设在地下污水厂内产生的高额土建投资和运行费用等问题。

关键词:管道输送;集中处理处置;环境影响;土建投资和运行费用

目前,国内污水厂对污水厂内污泥的处理处置一般是将厂内剩余污泥脱水或干化后,用车辆、船舶等交通工具将污泥运往处置地。随着国家“海绵城市建设”倡导的城市水资源就地收集处理回用的建设思想,污水厂的分散及靠近城市生活区的布局特点日趋明显,原来的污泥处置及输送方式面临的环境影响和高额建设、运行费用的问题日益突出,需考虑采用新的输送处置形式予以解决。

1我国目前污泥处置现状及面临的问题

1.1污泥处置现状

由于城市化进程加快,城市污水处理率逐年提升,城市污水厂的污泥总量也急剧增加,据研究资料介绍,我国城市污水处理厂的污泥产量以超过10%的增长速度增加。我国目前常用的污泥处置办法是在建立污水处理厂的同时在厂内建立相应的污泥处置设施,就地将污泥浓缩、脱水和干燥成含水量较少的滤饼后,外运进行其他处理处置。

1. 2面临的问题

国家“海绵城市建设”倡导的城市水资源就地收集处理回用的建设思想,分散式建设污水厂的布局形式,使污水厂与社会经济生活区域更加紧密地结合在一起,厂址的位置逐渐布置在城市核心区域,对污水厂尾气排放和对周边环境的影响提出了更高要求。地埋式污水厂因其高效节地,以及环境的友好性,其建设形势被越来越广泛的采用,近10年来,我国发达城市地埋式污水处理厂的建设比例呈加速增长的趋势。

目前国内各城市污水处理和污泥处理一同设置在污水厂内的建设形式,在以上国内污水厂新的建设模式情况下面临以下问题:

(1)污泥是现阶段污水处理厂内环境较恶劣的部分,污水厂建在在城区对周边环境影响较大;

(2)采用地埋式污水厂时,污泥系统对地下操作空间环境影响大。同时也易有臭气泄露,进而造成对周边生活环境的破坏;

(3)现国家及地方对污泥出厂含水率要求越来越高,有的要求出厂含水率达到40%,相应的污泥处理设施规模庞大,加大了采用地埋式污水处理厂时的建设实施难度和费用;

(4)污泥和污水厂一起建在市区,污泥运输过程中会产生运输费用和对城市环境影响的问题;

(5)污泥随污水厂分散建设后,单厂污泥量少,不利于污泥处理的规模化效益;

该种处理处置措施已经不能满足现如今对于社会的发展,急需探寻一种新的污泥处理处置的方案。

2污泥处置及输送形式经济技术分析

2.1污泥处置及输送方式选择

目前,国内污水厂对污水厂内污泥的处理处置一般是将厂内剩余污泥脱水或干化后,用车辆、船舶等交通工具将污泥运往处置地,见下方式一。

详见:中国给水排水2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十届) 论文集

方式一:厂内脱水后外运

另一种方式是:生化后的剩余污泥不在厂内脱水,而是以99.2%或98%的含水率,用管道直接输送到郊区污泥集中处理处置。

详见:中国给水排水2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十届) 论文集

方式二:管道输送后集中处理

我们从经济和环境两个方面对以上两种方式进行比较

2.1.1环境综合比较

(1)污水厂对周边环境的影响

方式一污泥设施随污水厂建在市区,密封除臭系统难以彻底消除污泥池体及脱水设施泄露的臭气,对厂区周围生活环境造成影响。方式二厂区无污泥处理设施,因此厂区环境较好,对周边环境影响小。

(2)运输过程中的环境影响

传统的利用车辆、船舶等交通工具将污泥运往处置地,其相对运输量较小,易产生臭气,散漏等二次污染。

用管道输送的方式是封闭式运输方式运输污泥则会很大程度上减少对环境的污染,而且输送效率较高、规模较大,且易于自动化,便于管理,还能有效节省人员、车辆、场地等方面的投资,同时也有助于缓解交通紧张等社会性问题。

现污水厂与社会经济生活区域更加紧密地结合在一起,厂址的位置逐渐布置在城市核心区域,对污水厂尾气排放和对周边环境的影响提出了更高要求,因此从环境影响角度对比看,采用方式二(管道输送后集中处理的方式)更适应当前大中城市污水厂的建设形式。

2.1.2经济性比较

由于我国采用管道输送方式的案例较少,故通过对国外现已建成的不同的污泥输送方式的比较,得出在不同处理量时较优的输送方式。

(1)日本 对日本不同污泥输送方式的进行了经济性比较,结果如表1所示:

表1日本不同输送方式综合经济比较

由表1-2可知,当污水处理量小于约20万m3/d时,采用卡车输送脱水污泥费用较低,对小型城市及工业区污水处理厂卡车运输污泥较便宜;当污水处理量大于约20万m3/d的大中型污水处理厂是更为合适的。根据以上结果,广州中心城区污水处理系统中有超过66%的污水处理厂的日处理规模超过20万m3,超过90%的污水处理中产生污泥宜采用管道输送的方式进行运输。

(2)美国 根据Mohammad关于卡车运输与管道输送的比较研究,我们可了解美国管道运输和卡车运输在经济性比较结果。其结果表明,当污泥产量超过700 m3/d时,管道运输成本要低于卡车运输。其总运输成本与距离间的关系如图1所示:

详见:中国给水排水2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十届) 论文集   图1输送距离与总成本之间的关系

由图1可知,当输送距离小于40英里(64 km)时,只要污泥量大于250 m3/d管道输送的方式总成本要低于卡车输送。当污泥产量大于700 m3/d时,管道输送成本均低于卡车输送。根据国内大中城市市城区一般污水处理厂污泥产量,大部分厂区都可选择管道输送。

对国内大中城市而言,采用管道运输还有两方面经济考量。第一,大部分城区污水处理厂土地利用紧张,如果需要进行就地处理,特别是地埋式污水处理厂的污泥处理设施的土建建设成本较高。以污水处理量为20万m3的污水处理厂为例,其地下土建费用需比直接采用管道运输费用多约4000万元;第二,如果分建多座小型污泥处置设施,总投资和经营费用都比大型厂更高。因此采用管道运输污泥是更佳选择。

通过以上的案例比较可以看出,相比较于在厂内脱水后用驳船输送和卡车输送,在一定输送距离和输送规模情况,管道输送的经济性十分突出。对于不同处理量的污水处理厂而言,采用不同的污泥输送方式也是十分必要的。

综上,通过从环境影响和经济技术等角度进行对比分析可知,目前在国内大中城市,污泥更适宜采用管道输送集中处理处置的方式。

2.2污泥管道输送案例

2.2.1欧美若干污泥管道概况

在欧美各国均有污泥管道输送系统,其管道系统概况如表2所示:

表2欧美各国若干污泥输送管道系统概况

表2.jpg

2.2.2日本若干污泥管道概况

日本若干城市污泥管道系统概况如表3所示:

表3日本若干污泥输送管道系统概况

表3.jpg

除以上管道外,在名古屋市也共有管道13条,管长为2.5~11.8 km不等,管径为200~450 mm,输送量为每天246~4512 m3/min,扬程为0.22~0.35 MPa,装机为19~55 kW,每天运行时间为5~24小时,分别于1968~1978年建成。长期停运时用水冲洗管道,运行尚未发生大的事故。上述日本污泥输送系统管材多采用球墨铸铁管管材。

3结论及建议

(1)按“海绵城市”水资源回用的建设理念,污水厂更多靠近城市生活区以及越来越多地下污水厂的情况下,由于环境高标准的要求和埋地式土建成本等因素的考虑,污泥更适宜采用管道输送后集中处理处置的方式。

(2)从运行成本分析,当污水量小于20万m3/d时;采用卡车输送脱水污泥费用较低;当污水量大于20万m3/d时管道输送是更为合适;当污泥量大于250 m3/d且输送距离小于64 km时,管道输送较为适宜。

(3)国外的污泥管道输送系统相对成熟,其参数设计可供学习,污泥输送污泥含水率多在98%左右,管长、设计流速等皆可作为参考。详见:中国给水排水2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十届) 论文集

原标题:目前国内城市污泥输送处置方式技术分析

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