污泥高溫堆肥示范工程設(shè)計方案

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簡介： 目前我國城市污水污泥（包括二級河道淤泥、下水道通挖污泥及污水處理廠污泥），大部分還未經(jīng)穩(wěn)定化、無害化、資源化的處理和處置，沒有正常的出路，不但成為城市及污水處理廠的負(fù)擔(dān)，而且污泥的任意排放和堆放對周邊環(huán)境造成新的污泥已經(jīng)觸目驚心，使建成的城市排水、河湖等設(shè)施及城市污水處理廠不能充分發(fā)揮消除環(huán)境污染的功能。既使建有消化池處理污泥，但未經(jīng)無害化處置，污染程度雖有所減輕，但仍不符合污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)而造成二次污染。
關(guān)鍵字：污泥 高溫堆肥 發(fā)酵 方案

一、概述：

　　目前我國城市污水污泥（包括二級河道淤泥、下水道通挖污泥及污水處理廠污泥），大部分還未經(jīng)穩(wěn)定化、無害化、資源化的處理和處置，沒有正常的出路，不但成為城市及污水處理廠的負(fù)擔(dān)，而且污泥的任意排放和堆放對周邊環(huán)境造成新的污泥已經(jīng)觸目驚心，使建成的城市排水、河湖等設(shè)施及城市污水處理廠不能充分發(fā)揮消除環(huán)境污染的功能。既使建有消化池處理污泥，但未經(jīng)無害化處置，污染程度雖有所減輕，但仍不符合污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)而造成二次污染。
　　 然而，城市污水污泥會造成污染，但經(jīng)妥善處理處置后進行綜合利用，也能達到污泥資源化。污泥中的有機物分解產(chǎn)生的腐殖質(zhì)可以改良土壤避免板結(jié)，污泥中豐富的氮、磷、鉀等則是植物和農(nóng)作物生長不可缺少的營養(yǎng)物，城市污泥營養(yǎng)成分與農(nóng)家肥的對比見下表所示：

污泥肥料類有機份 %氮 %磷 %鉀 %生污泥消化污泥生污泥消化污泥生污泥消化污泥生污泥消化污泥城市污水污泥55 ～ 6948 ～532.6～5.42.4～3.91.2～1.51.2～3.50.28～0.40.32～0.43豬廄肥25.00.450.083——馬廄肥25.00.580.122——牛廄肥20.00.340.070——羊廄肥31.80.841.100——

　　除堆肥而外，污水污泥經(jīng)干燥焚燒后，可利用熱值，可發(fā)電，還可作為建筑材料而派上用場，因此，城市污水污泥的處理處置與資源化的相結(jié)合，必將成為城市污水污泥最佳的最終出路。

二、污泥堆肥技術(shù)發(fā)展動態(tài)：

　　污泥處理處置方法有土地利用（用于農(nóng)林業(yè)）、填埋、焚燒和海洋棄置。據(jù)美國環(huán)保署估計，美國15300個城市污水處理廠中,年產(chǎn)干固體污泥769萬噸，45％的污泥用于農(nóng)林業(yè)，21%進行填埋，３０％用于投棄海洋。焚燒法由于能耗高，所以只占3％。原西德年產(chǎn)干污泥約200萬噸，農(nóng)田利用占32％，填埋占59％，焚燒占8％。日本55% 的污泥進行焚燒，35％的污泥進行填埋，約9％的污泥進行農(nóng)田利用。污泥排海處置，由于對海洋越來越高的要求，許多國家已停止使用。污泥焚燒以日本、德國，奧地利等國占比例高，一般大型污水廠污泥通過焚燒無害化，產(chǎn)生的熱能可回收利用，污泥減容減量化程度很高,但焚燒投資巨大，操作管理復(fù)雜，能耗和運行費均很高，近期內(nèi)我國還不能全面推廣采用。據(jù)報導(dǎo)，日本擬研究污泥焚燒后殘渣溶鑄成塊石堆砌的處置方法?？傊?，在大多數(shù)國家中，土地利用和填埋仍是污泥處置的主要途徑，而隨著可填埋范圍的日益減少，土地利用將是一個主要的發(fā)展方向。我國是一個發(fā)展中的國家，又是一個農(nóng)業(yè)大國，城市污水污泥的土地利用應(yīng)是一項重要的途徑。
　　 污泥高溫堆肥技術(shù)，目前世界各國采用的方法有：自然堆肥法，園柱形分格封閉堆肥法，滾筒堆肥法，豎立式多層反應(yīng)堆肥法以及條形靜態(tài)通風(fēng)等堆肥工藝，這些方法都在不斷發(fā)展和完善。美國八十年代初開發(fā)了比較完善的貝爾茨維爾好氧堆肥法，主要利用堆底穿孔管通入空氣，防止臭氣擴散，比較安全衛(wèi)生。美國、德國、荷蘭等發(fā)達國家大多由污水廠出資，國家政府資助交專業(yè)公司承包產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，堆肥產(chǎn)品作為商品出售。
　　 日本最大的堆肥廠在北海道的札幌市，堆肥倉和生產(chǎn)線及袋裝產(chǎn)品很具規(guī)模，而且機械化、自動化程度很高。
　　 污泥連續(xù)發(fā)酵工藝?yán)没剞D(zhuǎn)倉完成中溫、高溫發(fā)酵過程，高效、防臭成品質(zhì)量高，在美國、日本、歐洲廣為采用。例如：丹諾（DANO）發(fā)酵器，是一種古老而現(xiàn)代的好氧發(fā)酵設(shè)備，丹麥DANO公司的發(fā)酵器轉(zhuǎn)筒直徑3.5m，長度36m，德國Reinsta1公司的發(fā)酵器，直徑3.75m, 長度40m，還有直徑長達4～5m，長度60m以上的，如KM一102A型、KM一101型等。丹諾發(fā)酵倉污泥腐熟周期能達到3個晝夜以內(nèi)。
　　 我國近年北京、天津、唐山、太原、深圳、大連、石家莊等城市進行污泥高溫堆肥或干燥制肥，取得工藝技術(shù)方面的初步成果，但仍停留在試驗階段，開發(fā)研制系統(tǒng)裝備還在探索，開辟污泥處理處置新途徑、新設(shè)備，合理利用污泥資源使之工程化、系列化、產(chǎn)業(yè)化，仍有十分重要的意義。
　　 天津市從國家“七·五”開始，在污泥處理處置工藝技術(shù)的研究方面做了大量的工作，取得了不少有效的科研成果：
　　 1、“城市污水處理廠污泥與城市垃圾混合堆肥技術(shù)的研究”
　　 “七·五”國家科技攻課題
　　 編號：75一59一03一04一02
　　 2、“城市污泥處理技術(shù)開發(fā)的研究”
　　 天津市建委科技項目
　　 編號：91一17
　　 3、“下水道通挖污泥堆肥試驗研究”
　　 天津市建委科研項目
　　 4、“城市污泥堆肥及園林綠地應(yīng)用技術(shù)的研究”
　　 天津市科委重大課題
　　 編號：9100332010
　　 5、“污泥高溫堆肥技術(shù)的研究”
　　 “八·五”國家科技攻關(guān)課題
　　 編號：85一908一03一06一02
　　 科研課題通過調(diào)研、小試、中試、生產(chǎn)性試驗及凈化效果、農(nóng)田、園林、綠地應(yīng)用的研究，得出如下結(jié)論意見：
　　 不論是消化后污泥還是原污泥，經(jīng)有效脫水再經(jīng)有效的自然風(fēng)干處理后，在一定的工藝條件下，不加任何膨脹劑、調(diào)理劑以干燥的污泥進行調(diào)節(jié)，直接堆肥是完全可行的。本課題研究成功地突破了污泥不經(jīng)調(diào)節(jié)，純污泥直接進行高溫堆肥和初始污泥含水率提高兩大技術(shù)關(guān)鍵，通過技術(shù)、經(jīng)濟對比，為我國城市污水處理廠污泥處理與處置提出一條新途徑。
通過對污泥堆肥產(chǎn)品的肥份分析及毒性有機降解效果分析，證實了其具有良好的經(jīng)濟價值和廣闊的應(yīng)用前景，為今后污泥堆肥產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用提供了科學(xué)的依據(jù)。 通過試驗研究提出污泥高溫堆肥技術(shù)指標(biāo)如下：
　　 工藝參數(shù)：
　　 堆肥物料初始含水率：50～60％
　　 供氣量： 12～25m3／h·m³
　　 堆肥最高溫度： 60～65^oC
　　 一次發(fā)酵周期： 15～20天
　　 二次發(fā)酵周期： 20～30天
　　 堆肥產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)：
　　 表觀呈灰褐色、松散無臭味。
　　 衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)：
　　 蛔蟲卵殺死率： ＞95％
　　 大腸菌值： ＞10-2
　　 肥料肥分指標(biāo)：
　　 含水率： 40％左右
　　 有機份： 45～55％
　　 總 氮： 2.5 ～ 4.5％
　　 總 磷： 1.0 ～ 0.4％
　　 總 鉀： 0.3 ～ 0.4％
　　 “八·五”國家科技攻關(guān)子專題，1995年，通過建設(shè)部科技發(fā)展司組織的鑒定和驗收，該子項研究匯同其它子項研究所構(gòu)成的85一908一03一06專題研究的整體水平達到國際先進水平。
　　 可以說，污泥堆肥作為土壤改良劑，可生產(chǎn)出有機復(fù)合肥，對土壤理化性狀有顯著改善，保水性較強。經(jīng)農(nóng)田、園林綠地應(yīng)用表明：污泥堆肥是一種無臭、輕質(zhì)、肥份足的衛(wèi)生肥料，不但對小麥等農(nóng)作物有增產(chǎn)效果，而且施用于草坪、花灌木和喬木也能提高其觀賞價值。

三、示范工程方案設(shè)計

　　1. 生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)堆肥產(chǎn)品1000噸（散裝）
　　2. 技術(shù)指標(biāo)：
　　 蛔蟲卵殺死率： ＞95％
　　 糞大腸肝菌值：< 10-2
　　 臭強度： 零級
　　 營養(yǎng)成分：
　　 有機質(zhì)： ＞30％
　　 總 氮： ＞ 2％
　　 總 磷： ＞ 1％
　　 總 鉀： ＞ 6 ‰
　　 pH 值： < 8.5
　　 堆肥產(chǎn)品含水率： 40 %
　　3. 工藝流程方框圖及示意圖（見附頁）：
　　4. 占地：約5000m2
　　5. 主要構(gòu)筑物：
　　 污泥涼曬場
　　 干污泥堆肥場
　　 靜態(tài)發(fā)酵倉
　　 除臭床
　　 產(chǎn)品儲倉
　　6. 主要設(shè)備、儀器
　　 通風(fēng)機： 8臺
　　 皮帶運輸機： 2臺
　　 混合設(shè)備： 2臺
　　 翻垛機： 3臺
　　 測溫儀： 1臺
　　 測氧儀： 1臺
　　 產(chǎn)品包裝機： 1臺
　　7. 投資： 100萬元（未含征地費）
　　 土建費： 60萬元
　　 設(shè)備儀器費： 40萬元

作者通訊處：300381 天津市河西區(qū)紫金山路2號?天津市污水處理研究所?
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