污泥处理处置领域12个经典案例

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发布时间:2017-7-17 13:46:22

污泥处理处置领域12个经典案例

“污泥”与“污水”相伴而生,据E20研究院最新的研究报告显示,污泥的妥善处理处置率仅在31%-36%之间。如何妥善处置污水厂产生的“污泥”一直以来,都是备受关注的问题。现有的诸多污泥处置工程与技术种类繁多,这些污泥处置技术是否符合我们的污水处理厂的需要?最好的方法就是通过亲身考察与实地了解。

上海水业热点论坛一直关注污泥市场的发展,将实地考察项目作为论坛的重要组成部分。

2016年,上海嘉定新城污水处理有限公司污泥脱水干化工程将是一个实地考察项目,中国水网特将项目资料奉上,除此以外,中国水网还收集整理2009年到2015年以来上海水业热点论坛组织参观、考察过的11个经典案例。通过这12个案例的汇总分享,希望给大家更多关于污泥处理技术和实地项目考察的认识。

上海嘉定新城污水处理有限公司污泥脱水干化工程(2016年待参观)

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厂区图

该项目位于上海市嘉定区外冈镇北龚村88号,设计处理污水总规模为10万m3/d,日均污泥量约100t/d (含水率80%)。项目采用上海复洁环保科技股份有限公司的“低温真空脱水干化成套设备”对污泥进行处理,能够将含水率96-98%的污泥一次性脱水干化至含水率小于30%,处理后的污泥总量为28.6t/d,比技改前减量70%以上。这一工程2016年6月投运营,工程主要涉及污水处理厂污泥区,新增污泥脱水干化车间、污泥泵房、污泥脱水干化系统设备、电气、仪表自控等设施的新建及改造等。

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低温真空脱水干化成套技术是上海复洁环保科技股份有限公司自主开发的一种新型固液分离设备,将物料的脱水与干化工序合成一体,在同一设备上连续完成。利用低温(<100℃)真空干化原理,达到传统热力干化的脱水效果,最低含水率可达20%以下;这样,既节省了占地面积,避免了脱水设备和干化设备的转换时间和劳动力,减轻了环保、安全上的压力,同时,污泥经进料过滤、隔膜压滤、吹气穿流、真空干化等过程处理后,滤饼中的水份得到充分的脱除,污泥量大大减少,最大限度实现污泥的减量化,并在一定程度上起到了杀菌灭活和无害化的作用。这一工程主要包括污泥泵房、污泥干化车间内所有干化系统工艺设备与系统集成的全套连接管路。共分为污泥调质系统、低温真空脱水干化主机系统等12个系统。

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设备图片

下面我们一起看看这以前参观过的11个经典污泥项目的详细情况。

1 上海石洞口污水处理厂污泥干化焚烧项目(2009年9月参观)

2009年,在中国建成的城市污水污泥单独焚烧项目只有上海石洞口污水处理厂污泥干化焚烧项目。项目建设投资为8000万元,处理能力为213吨/天(设计值为含水率70%)。

工程采用流化床污泥干化和流化床焚烧工艺,污泥干化后的含水率降为10%左右。污泥干化焚烧工艺中,吨泥处置成本238.8元/吨,其中人工成本为57.9元/吨、原料成本为52.45元/吨、动力成本为70元/吨、修理成本为25.64元/吨、大修成本为32.8元/吨。该项目2004年10月开始进入调试试运行,同年底通过环保验收,由上海城环水务运营有限公司负责运营管理。

干化焚烧法是一种高温热处理技术,即以一定的过剩空气量与被处理的污泥在焚烧炉内进行氧化燃烧反应,污泥中有机质和有毒有害物质在高温下氧化、热解而被破坏,是可同时实现污泥无害化、减量化、资源化的一种技术。

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2009年首届上海水业热点论坛与会人员参观现场图

2 上海白龙港污水处理厂污泥处理工程(2011年、2012年、2015年参观)

作为亚洲最大的污水处理厂的上海白龙港污水处理厂,其污泥处理工程一直备受青睐。上海水业热点论坛曾经三次参观考察这里的污泥处理工程。

这一工程是世界银行贷款项目上海城市环境项目APL二期城市污水管理子项目上海白龙港污泥处理工程BST2.3标的一部分,由上海城投总公司下属的上海市城市排水有限公司承担建设,总投资约7亿人民币。设计的污泥处理规模为每天204吨(实际运行180吨以上)干污泥,工程采用“污泥重力浓缩+机械浓缩+厌氧消化+脱水+部分干化” 污泥综合处理工艺。污泥处理系统工艺包括重力浓缩、机械浓缩、厌氧消化、离心脱水、污泥干化以及深度脱水系统,较好地结合了污泥消化处理工艺与污泥干化工艺。其总体处理流程为“浓缩-脱水-厌氧消化-污泥干化-土地利用-填埋”、负责中心城区12家污水处理厂所产污泥处理。

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2011年9月16日参观图片

白龙港污水处理项目进场的污泥的一部分经过污泥厌氧消化处理。污泥厌氧消化系统由匀质池、消化池、沼气处理、沼气利用及加热系统组成。污泥消化池采用蛋形结构,共8座。蛋形消化池的单池容积为12400 m3,总容积为99200m3,池体最大直径为25m,高度为45m。进入消化池的污泥含水率为95%,消化温度为35℃,污泥停留时间为24.3d,有机负荷为1.21kgVSS/(m3•d),每日可产生沼气44512立方米,消化处理后的污泥产量为151吨干污泥/天。

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2015年污泥干化系统图片

白龙港污泥项目的污泥干化系统采用流化床干化工艺,通过沼气锅炉导热油干化污泥,设计处理能力64.6 tDS/d,利用污泥消化系统所产沼气作为能源,天然气作为备用能源,经干化处理后的污泥含水率降至10 %以下,后混处理后含固率大于70 %的污泥外运送往上海老港垃圾填埋厂填埋。污泥项目的深度脱水系统总处理规模为300tds/d,除服务于白龙港污水处理厂污泥外,还处理中心城区12家污水处理厂的脱水污泥。深度脱水系统先对污泥进行调理,再经过板框压滤处理后,使出泥含水率低于60%。

3 朱家角膜法好氧发酵污泥处理工程(2011年参观)

朱家角膜法好氧发酵污泥处理工程由上海元钧环保科技有限公司自行投资建设,是上海市青浦污泥处理工程的应急工程,共投资1200万元。占地面积约10亩,主要处理的污泥来自上海青浦区污水处理厂。2010年8月开始建设到2011年9月中旬,项目日处理规模为100吨/天(脱水污泥,含水率80%)。建设投资为每吨15~20万(不含土地费用),建成投入运行后,每吨污泥处理费用约为150元。

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2011年参观照片

项目采用国内最新的膜覆盖高温好氧发酵工艺。核心是一种特制微孔的功能膜,加设功能膜罩,可实现低超高压发酵,能够保证空气流的均匀。功能罩是特殊材料制成的,只允许水蒸气和CO2从发酵体中出来,臭气、病毒、气溶胶等均不能够穿过。采用功能膜罩后的发酵物——发酵温度能够达到70℃、完全腐熟、无异味、对外界无影响,耗能很小。

4 上海天山污水处理厂污泥深度脱水工程(2013年、2015年参观)

上海天山污水处理厂污泥深度脱水工程是继白龙港污水厂污泥项目后又一关注度颇高的经典案例。上海水业热点论坛曾经两次造访。天山污水处理厂占地面积68亩,服务于苏州河市区段上游地区,总服务面积约670公顷左右,1987年正式投入运行,由上海市政工程设计院设计,污水处理能力为7.5万吨/日,日均污泥产量为13tDS/d,以 80%含水率计为65t/d。主要以处理生活污水为主,采用鼓风曝气活性污泥法工艺,污水经过处理后排入苏州河。污水处理厂改造后的设计出水水质符合国家二级排放标准 (GB18918),污泥经深度脱水后外运到老港进行处置。污泥深度脱水工程配备了高标准的臭气控制和处理系统。

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2013年参观图

在深度脱水流程中,对重点恶臭污染源进行加罩或封闭空间除臭,对污泥调理池、离心浓缩机、隔膜压滤机和污泥卸料区,采用封闭抽风除臭并同时向封闭空间输送离子风预处理,收集的臭气送化学预洗+生物滤池处理。污泥深度脱水工程可将污泥含水率降至60%以下。采用离心浓缩+药剂调理+隔膜压滤机脱水的工艺,实现运送填埋场处置的要求。天山污水厂污泥深度脱水设施自2012年7月开始投运以来,达到了预期目标。

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2015年工作人员展示含水率55%左右的干污泥

上海天山污水处理厂污泥深度脱水工程的最大特色是对臭气的高效控制与处理,臭气治理的投入占项目总投资的25%。工厂进行了污泥处理改造及除臭工程创新技术和工艺优化。

改造方案中对臭气来源和逃逸过程进行了两道隔离,除此以外还采取相应的绿化降噪措施。

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天山污水处理厂与居民区仅一条小路之隔

5 苏州江远热电有限责任公司污泥干化焚烧综合利用工程(2013年参观)

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2013年参观图

江远热电污泥焚烧项目位于吴中区,是一项为彻底减量处置苏州市污泥的配套公益性项目。由天通新环境负责总包建设,2013年4月正式投产,一期规模300t/d,采用污泥干化后焚烧工艺。项目利用热电厂的自身优势,将低品位蒸汽作为热源对污泥进行干化,干化后污泥的含水率可从80%降至40%以下,最后半干化的污泥通过循环流化床进行焚烧处置,并对污泥灰渣进行综合利用。这一项目主要负责处置苏州市吴中区的污水污泥,采用“蒸汽干化处理+掺煤焚烧+灰渣利用”的工艺路线。污泥的整个干燥过程在封闭的环境下进行,挥发气体经过冷凝器洗涤冷却,残余气体引致锅炉焚烧,冷凝污水排入污水管网,加热蒸汽冷却后回收循环利用,因此对环境的影响很小。半干化的污泥作为燃料,一年内回收的热量相当于5200吨标煤的燃烧热量,最终的污泥燃烧灰渣作为建筑辅材实现了综合利用。

6 宁海县城北污泥处理处置工程(2013年参观)

宁海县城北污泥处理处置工程是2011年3月由宁海市政府引入北京中持绿色能源环境技术有限公司,采用DBO模式,在宁海城北污水处理厂建设污泥处理处置项目。2012年03月竣工投运,成为国家863示范工程,并获得了国家发改委专项资金的支持。项目分二期建设,总建设规模为日处理含水率80%的污泥150吨。当时日处理规模75吨污泥、30吨粪便的一期工程已建成投入运营一年,实际日处理量约40吨,全年污泥均集中到此进行处理处置。项目采用“分级分相厌氧消化+深度脱水+优先土地利用”的创新工艺路线,将县域内的污泥、粪便等有机废弃物进行集中厌氧处理。

参观人员合影

7 上海奉贤区污泥处理工程(2013年参观)

上海奉贤区污泥处理工程采用污泥膜覆盖高温好氧发酵技术,处理规模为150吨/日的脱水污泥(含水量80%),工程占地约42亩,建设周期为6个月。

当时参观主要分为污泥电渗透脱水现场和膜覆盖高温好氧发酵现场,其中,污泥电渗透脱水机是一种实用性脱水处理技术,具有高效率、经济性、稳定性等特点。其脱水性可根据施加的电流强度进行调整,使污泥中的“自由水”和“间隙水”同时从污泥中分离出来,最终实现污泥含水率降低至60%以下,减量化显著。污泥电渗透脱水设备的能耗很低,与污泥热烘干技术相比,能耗降低至热烘干技术的20%—25%,而且设备工作时不需要热源和其他辅助设备,不需要添加任何药剂。膜覆盖高温好氧发酵工艺核心是一种具有特征微孔的功能膜,其半渗透功能能够实现一个较恒定的气候环境,在鼓风的作用下,在发酵体内能够形成一个微高压内腔,使堆体供氧均匀充分,温度分布均匀,为好氧发酵构建成一个适宜的小环境。同时,水蒸气和二氧化碳能够借助功能膜的微孔结构扩散出去,维持了发酵堆体膜内外的气流平衡,保证好氧发酵进行得更加充分彻底。

参观现场图

8 无锡锡山污泥处置示范项目(第一段)及无锡国联污泥自持焚烧项目(第二段)(2013年参观)

无锡锡山污水处理厂成立于2002年,日处理污水7万t/d,污泥含水率97%——98%左右。2010年12月,约1000m3/d的锡山污泥脱水处置项目开工建设,并预留了远期处理能力。 锡山污泥处置项目直接调质深度脱水,现场布置了3台泥水一体化板框压滤机,处理后含水率由98%降至60%以下,污泥减量达60%。其中 “泥浆螺旋分配器”、“凸起粒子滤板”、“锥形滤布”等设备均由无锡国联自主研发。板框压滤脱水时采用间隔的“递增式”施压脱水工艺,经过压滤机处理的湿污泥变成了一块块的污泥干饼,含水率得到大幅降低。

污泥饼干

无锡国联污泥自持焚烧项目采用无锡国联自主研发的污泥自持焚烧处理工艺,日处理能力为100t/d(含水率60%)。这一特色工艺可将污泥焚烧处理的成本降至最低,干化后的污泥饼进行进一步烘干,含水率降至50%以下后,在专用焚烧炉中进行焚烧不需要添加任何辅助燃料。而污泥焚烧产生的烟气被导热油吸收,作为污泥干化系统的热源,又可将含水率60%左右的污泥干化至50%以下,半干污泥又作为焚烧炉的燃料,实现资源循环利用,最大限度地降低了焚烧处理成本。 污泥焚烧炉是由无锡华光锅炉股份有限公司制造,采用流化床燃烧方式。污泥燃烧产生的烟气采用Turbosorp烟气净化处理工艺,烟气排放完全达到国家排放要求。 整体污泥减量化达到90%左右。

参观现场图

9 上海市松江污水厂污泥处理处置工程(2014年参观)

上海市松江污水厂污泥处理处置工程坐落于松江污水厂厂内,工程总建筑面积月10626.84m2,日处理污泥120吨。项目由上海市政院设计,中科博联提供工艺方案及核心设备并负责运营管理,采用好养发酵工艺进行污泥堆肥。该污泥处理处置系统有22个发酵槽,其中20个为日常使用,另外两个备用,一次厌氧发酵周期为20天。项目采用生物发酵,整个发酵周期只进行两次翻料。发酵不需要添加菌种,发酵过程的促进是通过调节碳氮比来实现发酵产物可用于园林绿化或作为电厂生物质燃料,其中有很大一部分用于高速公路护坡绿植的营养土。

图为参观团在讲解员带领下参观发酵车间

工程采用中科博联智能中控系统。还采用生物除臭系统,“源头控制+末端除臭”的理念,源头控制就是通过智能控制系统对工艺运行过程中的各个环节进行合理的调控,保证臭气释放量最少;每个发酵槽下都设置了曝气孔,通过采用独特的自动控制曝气系统,保证发酵堆体的均匀性,为了保证臭气的高校收集并防止臭气外逸,两个发酵槽为一组有隔墙及卷帘门分隔成独立区域,每个区域内设置有臭气浓度在线监测探头,当臭气浓度超过设定浓度值时,自动开启引风除臭系统,从而保证除臭系统的高效运行并大幅度降低能耗和运行费用。通过双重保障,保证了厂内工人的操作环境。

10 无锡梅村水处理厂污泥深度脱水项目(2014年参观)

参观人员合影

梅村污水处理厂隶属于无锡市高新水务有限公司,污水处理设计规模为11万吨/天,2012年委托无锡国联以特许经营的方式对梅村污水处理厂剩余污泥进行减量化、无害化处理。该项目污泥处置设计规模为300t/d(含水率80﹪),一期建设规模为200t/d,预留100t/d的扩建位置,采用“微生物源头减量+调质深度脱水+资源化焚烧工艺”,主要处理梅村污水处理厂含水率97﹪的剩余污泥和无锡新区其他污水处理厂含水率80﹪的脱水污泥,污泥脱水后含水率降至55﹪左右,实现污泥减量50﹪,并使原有离心机成功停运。经过深度脱水后污泥泥饼运至无锡惠联污泥自持焚烧炉进行规范化、无害化焚烧,实现污泥的彻底处置,最终实现减量90﹪。板框压滤脱水时采用间隔的“递增式”施压脱水工艺,经过压滤机处理的湿污泥变成了一块块的污泥干饼,泥饼可在专用焚烧炉中无需外加辅助燃料,实现资源化燃烧(每吨污泥回收的能源相当于29公斤标煤)。

项目工艺流程平面图

11 上海竹园污泥处理工程(2015年参观)

上海竹园污泥处理工程项目位于浦东新区外高桥地区规划竹园污水厂用地范围内,总占地面积5.83ha。项目接收和处理来自上海市竹园一厂、二厂、曲阳、泗塘4座污水处理厂的脱水污泥,采用半干化焚烧处理工艺、焚烧灰渣进行建材综合利用的处置方式。参与环节污泥干化+焚烧线工程总承包。采用半干化+焚烧+烟气处理工艺,污泥实现自持燃烧,减量化率90%;排放达到欧盟2000标准;工艺臭气通过焚烧炉焚烧处理,达标排放。

厂区图

来源:中国水网   作者:张伟 

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