城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南试行统稿Word文件下载.docx
《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南试行统稿Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南试行统稿Word文件下载.docx（85页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
1污泥的产生
城镇污水处理厂污泥是污水处理的产物，主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。
每万立方米污水经处理后污泥产生量（按含水率80%计）一般约为5~10吨的，具体产量取决于排水体制、进水水质、污水及污泥处理工艺等因素。
2污泥的性质
污泥性质主要包括物理性质、化学性质和卫生学指标等方面，污泥性质是选择污泥处理处置工艺的重要依据。
2.1物理性质
污泥的物理性质主要有含水率、比阻等指标。
含水率是指污泥中所含水分的质量与污泥质量之比。
初沉污泥的含水率通常为97~98％；
活性污泥的含水率通常为99.2~99.8％；
污泥经浓缩之后含水率通常为94~96％；
经脱水之后可使含水率降低到80%左右。
污泥比阻为单位过滤面积上，过滤单位质量的干固体所受到的阻力，其单位为m/kg。
通常，初沉污泥20~60×
1012m/kg，活性污泥比阻为100~300×
1012m/kg，厌氧消化污泥比阻为40~80×
1012m/kg。
一般来说，比阻小于1×
1011m/kg的污泥易于脱水，大于1×
1013m/kg的污泥难以脱水。
机械脱水前应进行污泥的调理以降低比阻。
2.2化学性质
污泥化学性质复杂，影响污泥处理处置技术方案选择的主要包括挥发分、植物营养成分、热值、重金属含量等。
挥发分是污泥最重要的化学性质，决定了污泥的热值与可消化性。
一般情况下，初沉污泥挥发性固体的比例为50~70％，活性污泥为60~85％，经厌氧消化后的污泥为30~50％。
污泥的植物营养成分主要取决于污水水质及其处理工艺。
我国污水处理厂污泥中植物营养成分总体状况见表2-1。
表2-1我国城镇污水处理厂污泥的植物营养成分（以干污泥计）（%）
污泥类型
总氮（TN）
磷（P2O5）
钾（K）
初沉污泥
2.0~3.4
1.0~3.0
0.1~0.3
活性污泥
3.5~7.2
3.3~5.0
0.2~0.4
污泥的热值与污水水质、排水体制、污水及污泥处理工艺有关。
各类污泥的热值见表2-2。
表2-2各类污泥的热值
污泥种类
热值（以干污泥计）/（MJ/kg）
15~18
初沉污泥与剩余活性污泥混合
8~12
厌氧消化污泥
5~7
污泥中的有毒有害物质主要指重金属和持久性有机物等物质。
我国2006年140个城镇污水处理厂污泥中重金属含量见表2-3。
表2-3我国2006年140个城镇污水处理厂污泥中重金属含量（单位mg/kg干污泥）
项目
Cd
Cu
Pb
Zn
Cr
Ni
Hg
As
平均值
2.01
219
72.3
1058
93.1
48.7
2.13
20.2
最大值
999
9592
1022
30098
6365
6206
17.5
269
最小值
0.04
51
3.6
217
20
16.4
0.78
2.3卫生学指标
卫生学指标主要包括细菌总数、粪大肠菌群数、寄生虫卵含量等。
初沉污泥、活性污泥及消化污泥中细菌、粪大肠菌群及寄生虫卵的一般数量见表2-4。
表2-4城镇污水处理厂污泥细菌与寄生虫卵均值表（以干污泥计）
细菌总数
105个/g
粪大肠菌群数
寄生虫卵
10个/g
471.7
158.0
23.3（活卵率78.3%）
738.0
12.1
17.0（活卵率67.8%）
消化污泥
38.3
1.2
13.9（活卵率60%）
第三章污泥处理处置的技术路线与方案选择
第一节国内外污泥处理处置的现状及发展趋势
1国外污泥处理处置的现状及发展趋势
发达国家经几十年的发展，污泥处理处置技术路线已相对成熟，相关的法律法规及标准规范已比较完善。
欧洲污泥处置最初的主要方式是填埋和土地利用。
二十世纪九十年代以来，可供填埋的场地越来越少，污泥处理处置的压力越来越大，欧洲建设了一大批污泥干化焚烧设施。
由于污泥干化焚烧投资和运行费用较高，同时污泥中有害成分又逐步减少，使污泥土地利用重新受到重视，成为污泥处置方案的重要选择。
近几年总的趋势是土地利用的比例越来越高，欧盟及绝大部分欧洲国家越来越支持污泥的土地利用。
目前，德国、英国和法国每年产生的污泥分别为（干重）220万吨、120万吨和85万吨，作为农用方向土地利用的比例分别已达到40%、60%和60%。
北美地区虽然土地资源充足，但卫生填埋总体较少，污泥处理处置的技术路线一直是农用为主，且为污泥农用做了大量安全性评价工作。
目前，美国16000座污水处理厂年产710万吨污泥（干重）中约60%经厌氧消化或好氧发酵处理成生物固体用做农田肥料，另外有17%填埋，20%焚烧，3%用于矿山恢复的覆盖。
日本由于土地限制，污泥处理处置的主要技术路线是焚烧后建材利用为主，农用与填埋为辅。
近年来，日本开始调整原有的技术路线，更加注重污泥的生物质利用，逐步减少焚烧的比例。
综上，欧美国家目前比较明确的将土地利用作为污泥处置的主要方式和鼓励方向。
土地利用主要包括三个方面：
一是作为农作物、牧场草地肥料的农用；
二是作为林地、园林绿化肥料的林用；
三是作为沙荒地、盐碱地、废弃矿区改良基质的土壤改良。
由于运输距离、操作难度等客观因素，污泥农用量又远高于林用和土壤改良。
另外，欧美普遍采用厌氧消化和好氧发酵技术对污泥进行稳定化和无害化处理，50%以上的污泥都经过了厌氧消化处理，美国还另外建设了700多套好氧发酵处理设施。
污泥的厌氧消化或好氧发酵为污泥的土地利用尤其是农用提供了较好的基础。
2中国污泥处理处置现状
随着我国城镇污水处理率的不断提高，城镇污水处理厂污泥产量也急剧增加。
2009年，全国投入运行的城镇污水处理厂1992座，处理污水量280亿立方米，产生含水率80%的污泥约2005万吨。
随着城镇化水平和污水处理量的增加，污泥量将很快突破3000万吨。
据不完全统计，目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等，其余大部分未进行规范化的处理处置。
污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康，使污水处理设施的环境效益大大降低。
第二节污泥处理处置的原则与基本要求
1污泥处理处置的原则
按照《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》（试行）的要求，参考国内外的经验与教训，我国污泥处理处置应符合“安全环保、循环利用、节能降耗、因地制宜、稳妥可靠”的原则。
安全环保是污泥处理处置必须坚持的基本要求。
污泥中含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，在进行污泥处理处置时，应对所选择的处理处置方式，根据必须达到的污染控制标准，进行环境安全性评价，并采取相应的污染控制措施，确保公众健康与环境安全。
循环利用是污泥处理处置时应努力实现的重要目标。
污泥的循环利用体现在污泥处理处置过程中充分利用污泥中所含有的有机质、各种营养元素和能量。
污泥循环利用一是土地利用，将污泥中的有机质和营养元素补充到土地；
二是通过厌氧消化或焚烧等技术回收污泥中的能量。
节能降耗是污泥处理处置应充分考虑的重要因素。
应避免采用消耗大量的优质清洁能源、物料和土地资源的处理处置技术，以实现污泥低碳处理处置。
鼓励利用污泥厌氧消化过程中产生的沼气热能、垃圾和污泥焚烧余热、发电厂余热或其他余热作为污泥处理处置的热源。
因地制宜是污泥处理处置方案比选决策的基本前提。
应综合考虑污泥泥质特征及未来的变化、当地的土地资源及特征、可利用的水泥厂或热电厂等工业窑炉状况、经济社会发展水平等因素，确定本地区的污泥处理处置技术路线和方案。
稳妥可靠是污泥处理处置贯穿始终的必需条件。
在选择处理处置方案时，应优先采用先进成熟的技术；
对于研发中的新技术，应经过严格的评价、生产性应用以及工程示范，确认可靠后方可采用。
在制订污泥处理处置规划方案时，应根据污泥处理处置阶段性特点，同时考虑应急性、阶段性和永久性三种方案。
应保证永久性方案的实现；
在永久方案完成前，可把充分利用其他行业资源进行污泥处理处置作为阶段性方案，并应具有应急的处理处置方案，防止污泥随意弃置，保证环境安全。
2污泥处理处置设施规划建设的基本要求
污泥处理处置设施建设应首先编制污泥处理处置规划。
污泥处理处置规划应与本地区的土地利用、环境卫生、园林绿化、生态保护、水资源保护、产业发展等有关专业规划相协调，符合城乡建设总体规划，并纳入城镇排水或污水处理设施建设规划。
污泥处理处置设施应与城镇污水处理厂同时规划、同时建设、同时投入运行。
污泥处理处置应包括处理与处置两个阶段。
处理主要是指对污泥进行稳定化、减量化和无害化处理的过程。
处置是指对处理后污泥进行消纳的过程。
污泥处理设施的方案选择及规划建设应满足处置方式的要求。
在一定的范围内，污泥的稳定化、减量化和无害化等处理设施宜相对集中设置，污泥处置方式可适当多样。
污泥处理处置设施的选址，应与水源地、自然保护区、人口居住区、公共设施等保持足够的安全距离。
应根据城镇排水或污水处理设施建设规划，结合现有污水处理厂的运行资料，确定并预测污泥的泥量与泥质，作为合理确定污泥处理处置设施建设规模与技术路线的依据。
必要时，还应在污水处理厂服务范围内开展污染源调查、分析未来城镇建设以及产业结构的变化趋势，更加准确地掌握泥量和泥质资料。
污泥处理处置设施的规划建设应视当地的具体情况和所确定的应急方案、阶段性方案和永久性方案制定具体的实施方案，并处理好三种方案的衔接，同时应加快永久性方案的实施。
污泥处理处置设施还应预先规划备用方案，以保证污泥的稳定处理与处置，应急处理处置方案可视情况作为备用方案。
利用其他行业资源确定的污泥处理处置方案宜作为阶段性方案，不宜作为永久性方案。
污泥处理处置应根据实际需求，建设必要的中转和储存设施。
污泥中转和储存设施的建设应符合《城市环境卫生设施设置标准》CJJ27等规定。
污泥处理处置设施建设时，相应安全设施的建设也必须执行同时规划、同时建设、同时投入的原则，确保处理处置设施的安全运行。
污泥处理设施的工艺及建设标准应满足相应污泥处置方式的要求。
污泥处理设施尚未满足处置要求的，应加快改造，确保污泥安全处置。
3污泥处理处置过程管理的基本要求
污泥处理处置应执行全过程管理与控制原则。
应从源头开始制定全过程的污染物控制计划，包括工业清洁生产、厂内污染物预处理、污泥处理处置工艺的强化等环节，加强污染物总量控制。
在污泥处理处置过程中，可采用重金属析出及钝化、持久性有机物的降解转化及病原体灭活等污染物控制技术，以满足不同污泥处置方式的要求，实现污泥的安全处置。
污泥运输应采用密闭车辆和密闭驳船及管道等输送方式。
加强运输过程中的监控和管理，严禁随意倾倒、偷排等违法行为，防止因暴露、洒落或滴漏造成对环境的二次污染。
城镇污水处理厂、污泥运输单位和各污泥接收单位应建立污泥转运联单制度，并定期将记录的联单结果上报地方相关主管部门。
污泥处理处置运营单位应建立完善的检测、记录、存档和报告制度，对处理处置后的污泥及其副产物的去向、用途、用量等进行跟踪、记录和报告，并将相关资料保存5年以上。
应由具有相应资质的第三方机构，定期就污泥土地利用对土壤环境质量的影响、污泥填埋对场地周围综合环境质量的影响、污泥焚烧对周围大气环境质量的影响等方面进行安全性评价。
污泥处理处置运营单位应严格执行国家有关安全生产法律法规和管理规定，落实安全生产责任制；
执行国家相关职业卫生标准和规范，保证从业人员的卫生健康；
制定相关的应急处置预案，防止危及公共安全的事故发生。
第三节污泥处理处置方案选择与评价
1污泥处置方式的选择
污泥处置包括土地利用、焚烧及建材利用、填埋等方式。
应综合考虑污泥泥质特征及未来的变化、当地的土地资源及环境背景状况、可利用的水泥厂或热电厂等工业窑炉状况、经济社会发展水平等因素，结合可采用的处理技术，合理确定本地区的主要污泥处置方式或组合。
根据处置方式确定具体技术方案时，应进行经济性分析、环境影响分析以及碳排放分析。
1.1污泥土地利用
应首先调查本地区可利用土地资源的总体状况，按照国家相关标准要求，结合污泥泥质以及厌氧消化、好氧发酵等处理技术，优先研究污泥土地利用的可行性。
鼓励将城镇生活污水产生的污泥经厌氧消化或好氧发酵处理后，严格按国家相关标准进行土地利用。
如果当地存在盐碱地、沙化地和废弃矿场，应优先使用污泥对这些土地或场所进行改良，实现污泥处置。
用于土地改良的泥质应符合《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》GB/T24600的规定。
应对改良方案进行环境影响评价，防止对地下水以及周围生态环境造成二次污染。
当污泥经稳定化和无害化处理满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》GB/T23486的规定和有关标准要求时，应根据当地的土质和植物习性，提出包括施用范围、施用量、施用方法及施用期限等内容的污泥园林绿化或林地利用方案，进行污泥处置。
当污泥经稳定化和无害化处理达到《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》CJ/T309等国家和地方现行的有关农用标准和规定时，应根据当地的土壤环境质量状况和农作物特点及《土壤环境质量标准》GB15618，研究提出包括施用范围、施用量、施用方法及施用期限等内容的污泥农用方案，经污泥施用场地适用性环境影响评价和环境风险评估后，进行污泥农用并严格进行施用管理。
污泥土地利用方案常包括以上三种土地利用形式，每一种形式的利用量可考虑随季节等因素进行动态调整。
当污泥以农用、园林绿化为土地利用方式时，可采用厌氧消化或高温好氧发酵等工艺对污泥进行处理。
有条件的污水处理厂，应首先考虑采用污泥厌氧消化对污泥进行稳定化及无害化处理的可行性，污泥消化产生的沼气应收集利用。
为提高能量回收率，可采用超声波、高温高压热水解等污泥破解技术对剩余活性污泥在厌氧消化前进行预处理。
当污水处理厂厌氧消化所需场地条件不具备，或污水处理厂规模较小时，可将脱水后污泥集中运输至统一场地，采用厌氧消化或高温好氧发酵等工艺对脱水污泥进行稳定化及无害化处理。
高温好氧发酵工艺应维持较高的温度与足够的发酵时间，以确保污泥泥质满足土地利用要求。
。
如现况泥质经处理后暂不能达到土地利用标准，应制定降低污泥中有毒有害物质的对策，研究土地利用作为永久性处置方案的可行性。
1.2污泥焚烧及建材利用
当污泥不具备土地利用条件时，可考虑采用焚烧及建材利用的处置方式。
当污泥采用焚烧方式时，应首先全面调查当地的垃圾焚烧、水泥及热电等行业的窑炉状况，优先利用上述窑炉资源对污泥进行协同焚烧，降低污泥处理处置设施的建设投资。
当污泥单独进行焚烧时，干化和焚烧应联用，以提高污泥的热能利用效率。
污泥焚烧后的灰渣，应首先考虑建材综合利用，没有利用途径时可直接填埋；
经鉴别属于危险废物的灰渣和飞灰应纳入危险固体废弃物管理。
污泥也可直接作为原料制造建筑材料，经烧结的最终产物可以用于建筑工程的材料或制品。
建材利用的主要方式有：
制作水泥添加料、制陶粒、制路基材料等。
污泥用于制作水泥添加料也属于污泥的协同焚烧过程。
污泥建材利用应符合国家、行业和地方相关标准和规范的要求，并严格防止在生产和使用中造成二次污染。
1.3污泥填埋
当污泥泥质不适合土地利用，且当地不具备焚烧和建材利用条件，可采用填埋处置。
污泥填埋前需进行稳定化处理，处理后泥质应符合《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》GB/T23485的要求。
污泥以填埋为处置方式时，可采用石灰稳定等工艺对污泥进行处理，也可通过添加粉煤灰或陈化垃圾对污泥进行改性处理。
污泥填埋处置应考虑填埋气体收集和利用，减少温室气体排放。
严格限制并逐步禁止未经深度脱水的污泥直接填埋。
2典型污泥处理处置方案
2.1厌氧消化后进行土地利用
该方案可有以下具体操作方案：
厌氧消化→脱水→自然干化（或好氧发酵）→土地利用（用于改良土壤、园林绿化、限制性农用）
脱水→厌氧消化→脱水→自然干化（或好氧发酵）→土地利用（用于改良土壤、园林绿化、限制性农用）
厌氧消化（或脱水后厌氧消化）→罐车运输→直接注入土壤（改良土壤、限制性农用）
对于城镇生活污水为主产生的污泥，该类方案能实现污泥中有机质及营养元素的高效利用，实现能量的有效回收，不需要大量物料及土地资源消耗，厌氧消化后的污泥泥质能够达到限制性农用、园林绿化或土壤改良的标准，可优先考虑采用。
2.2好氧发酵后进行土地利用
该方案有以下具体操作方案：
脱水→高温好氧发酵→土地利用（用于土壤改良、园林绿化、限制性农用）
脱水→高温好氧发酵→园林绿化等分散施用
对于城镇生活污水为主产生的污泥，该类方案能实现污泥中有机质及营养元素的高效利用，好氧发酵后的污泥泥质能够达到限制性农用、园林绿化或土壤改良的标准，是较好的选择。
2.3工业窑炉协同焚烧
脱水或深度脱水→在水泥窑、热电厂或垃圾焚烧炉协同焚烧
脱水→石灰稳定→在水泥窑协同焚烧利用
利用工业窑炉协同焚烧污泥其本质仍属于焚烧，但利用现有窑炉，降低建设投资，缩短建设周期。
当污泥中的有毒有害物质含量很高，且有可供利用的工业窑炉情况下，可优先将工业窑炉协同焚烧作为污泥的阶段性处理处置方案。
如污泥中有毒有害物质在较长时期内不可能降低时，应规划独立的干化焚烧系统作为永久性处置方案。
2.4机械热干化后进行焚烧
脱水或深度脱水→热干化→焚烧→灰渣建材利用
脱水或深度脱水→热干化→焚烧→灰渣填埋
干化焚烧减量化和稳定化程度较高，占地面积较小。
当污泥中的有毒有害物质含量很高且短期不可能降低时，该方案可作为污泥处理处置可行的选择。
2.5石灰稳定后进行填埋
脱水→石灰稳定→堆置→填埋
脱水→石灰稳定→填埋
石灰稳定可实现污泥的稳定化和无害化。
用石灰稳定后的污泥可实现消毒稳定、并提高污泥的含固率，处理后的污泥进行填埋可阻止污染物质进入环境，但需要大量的石灰物料消耗和土地资源的消耗，且不能实现资源的回收利用。
当污泥中有毒有害污染物质含量较高，污水处理厂内建设用地紧张，而当地又有可供填埋的场地时，该方案可作为阶段性、应急或备用的处置方案。
2.6脱水污泥直接填埋（过渡阶段方案）
深度脱水→填埋
脱水→添加粉煤灰或陈化垃圾对污泥进行改性处理→填埋
该方案占用土地量大，且导致大量碳排放。
当污泥中有毒有害污染物质含量较高，污水处理厂内建设用地紧张，而当地又有可供填埋的场地时，该方案可作为阶段性、应急或备用的过渡阶段处置方案。
3典型污泥处理处置方案的综合评价
在确定最终的污泥处理处置方案时，应对所选方案进行环境影响、技术经济等方面的综合分析。
对于较大规模的污泥处理处置设施，还应对处理处置方案进行碳排放综合评价，尽量实现低碳污泥处理处置。
本指南此章对各种污泥处理处置方案进行的经济性分析与评价，以及后面各章中对各种方案提出的投资费用及运行费用估算分析，均是基于对目前国内部分典型污泥处理处置工程总结分析的结果，仅供对技术方案进行经济分析时参考。
各地在研究确定具体的污泥处理处置工程投资和运行费用时，应结合本地实际，依据可行性研究报告进行详细测算。
典型污泥处理处置方案的综合分析与评价见表3-1。
表3-1典型污泥处理处置方案的综合分析与评价
典型处理处置方案
厌氧消化+土地利用
好氧发酵+土地利用
机械干化+焚烧
工业窑炉协同焚烧
石灰稳定+填埋
深度脱水+填埋
最佳适用的污泥种类
生活污水污泥
生活污水及工业废水混合污泥
环境安全性评价
污染因子
恶臭
病原微生物
烟气
重金属
安全性
总体安全
资源循环利用评价
循环要素
有机质
氮磷钾
能量
无机质
无
资源循环利用效率评价
高
较高
低
能耗物耗评价
能耗评价
较低
升级会员 