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西南院副总工刘波——成都中心城区污泥处理处置实例分析

北极星水处理网  来源:净水技术  作者:刘波  2019/7/15 11:06:08  我要投稿  

北极星水处理网讯:污泥处理处置作为解决污泥问题的两个不同阶段,两者的关系处置是决定处理,处理必须满足处置要求。污泥处理处置路线需根据污泥泥质特性、地域环境、经济社会发展情况等特点综合考虑选择。本文以区域为立足点,探讨污泥处理处置出路,重点分析成都市中心城区的污泥处理案例。

壹 污泥处理处置出路分析和建议

根据《城镇污水处理厂污泥处置分类》GB 23484—2009中的规定,污泥处置分类包括:土地利用、卫生填埋、建材利用和污泥焚烧。E20研究院数据显示,当前全国污水处理厂产生的污泥,52.89%以上以卫生填埋的方式进行处理处置,14.97%进行了土地利用,6.24%以焚烧的方式进行处理,7.84%经处理处置后进行了建筑材料利用,约18.07%去向不明。GEP Research报告显示,预计2020年,我国污泥卫生填埋占比约34%,焚烧约25%,污泥的土地利用占比约21%,建材利用率达20%。

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卫生填埋

城市土地有限、同时填埋可能会面临二次污染的问题,污泥填埋只能作为短期措施,目前很多大型城市均面临了土地短缺的问题,例如成都、上海、广州、北京等。上海市2035规划表示将原有的深度脱水+卫生填埋作为应急保障措施。

磷是不可再生资源,我国磷矿资源仅占世界总资源的7%。根据美国地质调查局的数据,中国已知磷矿储量静态利用年限为37年,污泥磷资源的回收意义重大。由于我国目前还不完全具备磷资源回收的条件,可以未雨绸缪,制定相应的填埋过渡措施,对含磷脱水污泥/灰分进行存放,便于后续的磷回收。德国在2013年对“垃圾填埋条例”的修订,要求垃圾填埋场存放合格的污泥灰分。

土地利用

污泥中富集了污水中约55%的有机质、30%~45%的N和85%~95%的P,加以利用将成土壤营养物质的来源,是极具潜力的污泥处置方向之一。但是污泥中含有的重金属、有机污染物、病原体等有毒有害物质会污染土壤、地表水与地下水,造成二次污染。我国不同区域地理气候、工业布局、经济发展水平,可能导致污泥中重金属的含量有所差异。研究表明东南方地区的城市污泥中重金属Zn、Cu、Cd、Cr、Ni含量均处于较高水平,这可能与该地区工业密集程度高及人类活动开发程度高有关。考虑到污泥的潜在安全性风险和大众对于农用的认可度低,目前污泥土地利用主要是用于园林利用和土地改良,污泥的园林利用非常多样化,包括应用于城市绿化的生产、建设、维护的“大园林”和家庭养花的“小园林”。重庆市污泥园林利用的消纳量在800~1000 t/d。

建材利用

污泥建材利用相对广泛,如制砖、制造水泥、陶粒、纤维板,需要在周边配套水泥厂等,很容易受到行业市场、地方政策的影响。

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污泥焚烧

污泥焚烧是实现污泥最大的减量化的一种手段,可以根据污泥的热值情况,进行单独焚烧,或者与垃圾、工业锅炉、热电厂掺烧,相对比较灵活。目前污泥与垃圾、热电厂掺烧的较多,单独焚烧的案例相对较少。其中单独焚烧不适合污泥规模较小的项目。目前,我国大多数地区还是污泥采用以焚烧为主手段。根据上海市2035规划,主城区及周边地区污泥处理处置方式以独立焚烧为主,协同焚烧为辅,处理后污泥建材利用,原有深度脱水设施规划保留,作为应急保障;其它地区污泥处理处置为属地化组团处理,处理方式以干化焚烧为主、好氧发酵后土地利用为辅。

出路建议

(1)对于大中型城市来说,由于污泥量大,采用单一的方式进行污泥具有较大的风险,难以满足污泥处理处置需求。建议考虑以污泥焚烧为主,建材利用及土地利用为辅(应急)的处理处置方案。至于污泥是采用单独焚烧还是协同焚烧,应结合当地的实际情况进行具体分析。单独焚烧根据热值的情况可采用半干化+焚烧、全干化+焚烧和直接焚烧。

  • 成都:污泥单独半干化焚烧+垃圾掺烧为主的工艺,辅助生物制肥和制砖的工艺。

  • 上海:污泥半干化+焚烧的工艺。上海的青浦:污泥半干化+焚烧。

  • 南京主城区或江宁区:采用污泥干化焚烧。

  • 深圳:采用的污泥半干化+焚烧。(上洋)。

  • 广州:污泥半干化+焚烧工艺。

  • 常州:污泥热值较低,污泥全干化(含水率60%~70%)+焚烧。

  • 香港:污泥热值较高,能达到15 MJ/kg,污泥直接焚烧。

(2)对于中小型城市来说,污泥量不大,污泥单独焚烧投资较大,运行成本较高,建议根据当地的实际情况采用协同焚烧或建材利用的方式进行处理处置。当做建材利用或协同焚烧时,均需进行干化,干化工艺包括低温热干化、高温干化(薄层、转盘、浆叶、两段式干化)均可采用。(规模20 t~200 t/d)

  • 资阳市污泥处理规模100 t,采用低温热干化工艺,干化后的污泥(70% DS)送附近的砖厂制砖。不排除今

  • 眉山市在采用附近的铝厂烟气余热干化后,送新威能源焚烧和机砖厂制砖。

  • 泸州采用的是热水解工艺,和餐厨垃圾和园林垃圾一起处理后进行脱水干化,之后再进行后续处理。

(3)对于小型城市、城镇,污泥量极小,污泥处理处置相对灵活,协同焚烧、建材利用均可使用,另外,若园林绿化需求量消纳量足够,也可采用好氧堆肥。(规模20 t/d以下)

  • 理县包括下属的小城镇:污泥规模低于10 t,正在考虑采用低温热干化或高温好氧发酵工艺,最终方案的确定取决于周围是否有消纳渠道。

  • 泸州叙永、古蔺考虑采用高干脱水后添加辅料制作燃料棒送砖厂制砖。

贰 成都市中心城区污水处理厂现状

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成都市中心城区2018年底前共有7座污水处理厂(一、二厂已经关停),随着2016年第三、四、五、八污水处理厂扩能提标项目的实施,以及正在实施的第六、七、九污水厂的提标改造工程,至2020年,设计处理规模将达到205 万m³/d。各污水处理厂的规模见下表。

成都市中心城区已建(拟改建)污水厂规模表

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此外,城市近郊还包括:

(1)成都市中和污水处理厂一期工程(成都市第十净水厂,设计规模5 万m³/d)

(2)成都市中和污水处理厂二期工程(30 万m³/d)

(3)郫县合作三期(10 万m³/d)、安德污水处理厂(2 万m³/d)

(4)简阳空港新城污水处理厂(10 万m³/d)等;

因此,中心城区加上近郊,污水处理总规模将达到262 万m³/d。

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