污水处理厂提标改造污泥处理工程效益分析

宁安市位于黑龙江省南部，是一座以发展工业、旅游为主城市，经济基础比较溥弱，近两年发展较快，根据宁安市污水处理厂污泥处置的实际情况，介绍当前污水处理厂污泥处置存在的问题、处理工艺的选择、工艺流程，阐述了污泥提标改造工程环境效益、经济效益和社会效益相统一。

1前言

近年来，随着人类社会的不断进步和污水处理行业的迅速发展，污水处理量和污泥产出量逐年上升，成为了污水处理厂水质净化、避免二次污染方面的重要难题。同时，当前社会对污泥直接填埋造成的对地下水资源、生态环境、人居环境的影响已经越来越重视，已经到了非解决不可的地步。

宁安市污水处理得到迅速发展，已建污水处理厂设计规模达到2.0×104m3/d，远期将扩至4.0×104m3/d。目前总运行水量约2×104m3/d，现产泥量约20m3/d(含水率80%)，预计污水厂远期建设投入运行时的产泥量将达到40m3/d(含水率80%)。

我市垃圾填埋场一方面是库容基本饱和，一方面是由于含水率较高，堆积起来容易软化塌方，推土机作业时也容易出事，导致安全事故。为了解决污泥填埋带来的二次污染问题，龙江环保集团股份有限公司投资1762.29万元，对宁安市污水处理厂产生的污泥进行提标改造，建设处理污泥量为40m3/d(含水率80%)，将污泥的含水率80%降至含水率60%以下，达到国家规范处置要求。

2宁安市污泥处理现状

2.1宁安污水厂污泥系统现状

宁安市污水处理厂现有污泥系统采用机械浓缩脱水的处理工艺，其工艺流程如图1。

目前，宁安市污水处理厂实际进水量约为2.0万m3/d，污泥产量为20m3/d(含水率80%)，由于污水处理厂无其他污泥处理设施，只能将污泥运至现有的垃圾填埋场进行填埋。

2.2存在问题

(1)污泥含水率80%，已不符合国家关于污泥进入填埋场的有关规定;

(2)在污泥填埋过程中，机械设备无法在污泥表面进行压实、覆盖等工作，因此，污泥基本上露天堆放在填埋场，散发出的恶臭给大气造成污染;

(3)由于无法对污泥进行压实，其表面非常疏松，加上灭蝇人员无法在其表面进行消杀工作，污泥成了苍蝇孳生的场所，导致填埋场苍蝇大量繁殖，影响周边的卫生环境。

(4)由于污泥的流动性大，易于侵入垃圾填埋体，加上污泥的润滑作用，会减少垃圾填埋体的摩擦角，导致垃圾体的失稳和滑移，不利于填埋场的运行和管理。

3国家政策对污泥处置要求

根据《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》(试行)的规定，城镇污水处理厂在建设时，其污泥处理必须满足污泥处置的要求，污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化;鼓励回收和利用污泥中的能源和资源。

根据《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GBT23485-2009)，污泥用于混合填埋时，污泥含水率应小于60%。

根据《关于开展全省城镇污泥处理厂建设基础数据调查工作的通知》黑建城〔2013〕32号，宁安市污水处理厂的现有污泥处理设施只能使污泥含水率达到80%，不能满足常规的混合填埋的处置要求，根据国家政策对污泥处置提出的要求，污水处理厂的现有污泥需要进一步处理。

4工艺方案简述

4.1工艺方案比选

根据本项目的要求，污泥处理处置工艺必须选用工艺可靠、技术先进、经济合理的处理工艺，减少不必要的工程投资。

4.1.1方案一：污泥高温好氧发酵工艺

污泥高温好氧发酵，通常是指在高温好氧条件下，通过好氧微生物的生物代谢作用，使污泥中的有机物转化成稳定的腐殖质的过程。代谢过程中同时产生热量，可使堆料层温度升高至55℃以上，能够有效杀灭病源菌、寄生虫卵和杂草种籽，并使水分蒸发，实现污泥稳定化、无害化、减量化。经过好氧发酵的污泥其含水率可降至40%左右，对脱水后污泥可实现达60%左右的减量。在污泥中重金属等有毒、有害物质不超标的前提下，一般可做为有机农肥使用，目前在国内外已有较多成功运行的工程案例。

污泥好氧发酵通常包括前处理、好氧发酵、后处理和贮存等过程。前处理包括破碎、混合、含水率和碳氮比的调整、进料;后处理主要包括破碎和筛分，发酵产物加工(干燥和造粒)和存储等。

发酵反应系统是污泥好氧发酵工艺的核心，可根据工艺类型、物料运行方式、供氧方式的适用条件，进行合理的选择使用，灵活搭配构成各种不同的工艺流程。按好氧发酵工艺类型分为一步发酵工艺和二步发酵工艺;按物料在发酵过程中运行方式分为静态发酵，动态发酵，间歇动态发酵;按发酵堆体结构形式主要分为条垛式和发酵池式。

污泥好氧发酵的供氧方式有自然通风、强制通风、强制抽风、翻堆、强制通风加翻堆。好氧发酵的主要工艺设备包括：混合—破碎设备、输送—铺料设备、翻抛设备、出料设备、供氧设备、监测仪表、自控系统等，新型好氧发酵工艺还包括膜覆盖系统。

污泥好氧发酵过程中会产生恶臭气体、粉尘及渗滤液等二次污染物质，必需对此进行控制和处置，同时，翻抛设备噪声、室内高温、高湿和蚊蝇等，也对工作环境和运行设备使用寿命产生不利影响，且好氧发酵工艺较其它污泥处理处置工艺占地面积大。

4.1.2方案二：深度脱水工艺

污泥深度脱水目前一般采用板框压滤机，在污泥进行机械脱水前，通常需要加入一定量的调理剂以改变污泥的脱水性能。调理剂为一些无机盐类如铁盐、铝盐、石灰等，然后将混合物泵入压滤系统，通过压滤进行深度脱水，使污泥含水率降至60%以下，以便于后续干化或资源化利用。

深度脱水工艺系统主要由输送系统(包括湿泥和成品污泥输送)、调理剂仓储与计量给药系统(含其它调理剂)、污泥脱水系统、混合反应系统、废气收集及处理系统、监测仪表、自控系统等组成。

由于污泥深度工艺占地面积小、工程投资及运行成本相对较低、可与污水厂平面布置和污水处理工艺相协调。

根据上述比较方案，方案一污泥高温发酵工艺处理后产品污泥可作为土地利用，根据国内外的经验，在大面积的林地施肥上，树木生长的最佳投放量是90t/ha。在松树、橡树和黄杨树等林地上，污泥处理后的产品的施用量为60～90t/ha，由于本工程处理成品污泥约为10t，产量小，而且采用该工艺投资及运行成本过高，并不适合当地的实际情况。

方案二深度脱水工艺后的污泥含水率为60%，可以送至垃圾填埋场进行混合填埋，采用该工艺投资及运行成本较低，且宁安市于2013年4月建成的宁安市生活垃圾处理二期工程，总库容113万m3，可以容纳本工程处理后的污泥。因此，本工程推荐方案二，深度脱水工艺作为本工程的推荐方案。

4.2工艺设计内容

宁安污水处理厂的污泥含水率为99.2%的污泥先通过污泥浓缩间，将污泥含水率降至97%左右，之后进入污泥贮池，再进入污泥调理池并投加生石灰及三氯化铁药液对污泥进行调理，最后进入污泥深度处理间的板框压滤机的挤压使含水率降至60%以下，达到污泥送入垃圾场填埋的要求。

5环境效益

宁安市污水处理厂污泥提标改造工程的建设，减少了污泥对环境和人民群众健康的危害，解决了污泥填埋对地下水污染问题，改善和提高了宁安市整体生态环境质量，切实实现了污泥无害化处置。

综上所述，本工程建设有力地促进宁安市经济的发展，保护了生态环境，同时，也为我省县级城市解决污水处理设施产生的污泥二次污染问题起到了积极地引领作用，真正实现了环境效益、经济效益和社会效益相统一。