【正文】 的污泥對于土地利用或農(nóng)業(yè)資源化都不是一個很好的選擇。 利用有機固體廢棄物進行堆肥，已有幾千年的歷史。應用堆肥技術(shù)處理污泥在70年代后期得到了世界各國的重視，并迅速成為環(huán)保領域內(nèi)的一個研究熱點。我國60年代初，北京高碑店污水處理廠首次進行了污泥自然通風的堆肥試驗，獲得成功，由此確立了污泥好氧肥工藝的主導地位，此后在北京、天津、太原、唐山等地陸續(xù)進行多項工業(yè)化堆肥試驗，目前污泥堆肥工藝及設備已得到廣泛應用，是意向成熟的處理工藝，正是由于污泥堆肥技術(shù)在實際應用中可以達到“穩(wěn)定化、無害化、減量化及資源化”的多重效果，并且具有經(jīng)濟、實用、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，目前已愈來愈成為一種主要的處理方法。城市污水處理廠污泥好氧堆肥處理技術(shù)，具有工藝成熟、有效殺滅病原微生物和資源化農(nóng)用肥效高等突出特點，單位投資在2030萬元/噸，經(jīng)營成本在70150元/噸，是一種安全、可靠、經(jīng)濟、有效的處理工藝，對于土地利用或農(nóng)用，堆肥又是一系列處理工藝中最前端的一步，因此，本工程適宜的污泥處理工藝為堆肥工藝，這也是符合可持續(xù)發(fā)展理念的循環(huán)經(jīng)濟的項目。 本工程污水處理廠含水率80%的污泥，經(jīng)堆肥處理工藝處理后減量化、穩(wěn)定化、無害化。對機械脫水后污泥，一般采用好氧發(fā)酵制肥，好氧發(fā)酵過程是通過好氧性微生物的生物代謝作用，使污泥中有機物轉(zhuǎn)化成富含植物營養(yǎng)物的腐殖質(zhì)，反應的最終代謝物是COH2O和熱量，大量熱量使物料維持持續(xù)高溫，降低物料的含水率，有效地去除病原體、寄生蟲卵和雜草種子，使污泥達到減量化、穩(wěn)定化、無害化的目的。主要技術(shù)特點有： 好氧堆肥是在有氧氣條件下，借助好氧微生物（主要是好氧細菌）的作用，有機物不斷被分解轉(zhuǎn)化的過程。在污泥中加入一定比例的膨松劑和調(diào)理劑，比如秸稈、稻草、城市園林落葉剪枝、粉煤灰或生活垃圾有機物等，通過好氧微生物群落在潮濕、有氧環(huán)境下對廢物中有機物的吸收、氧化、分解，使有機物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)。研究表明，經(jīng)過好氧堆肥的污泥質(zhì)地疏松，陽離子交換量顯著增加、容重減少、可被植物利用的營養(yǎng)成分增加。好氧堆肥過程的分解主要是利用嗜熱細菌群，氧化分解有機物，同事釋放出大量的能量，在有機物生化降解的同事伴有熱量產(chǎn)生，堆肥物料溫度可以上升至55℃以上，致使病原菌和寄生蟲卵死亡。試驗證明，污泥在好氧堆肥過程中，保證溫度達到55℃以上的高溫并維持超過3天時間，及能充分地滅殺病原微生物，達到無害化標準。美國EPA503條例的規(guī)定，系統(tǒng)好氧過程必須保持溫度55℃持續(xù)至少3天，以及 溫度為45℃至少14天。美國EPA已經(jīng)認證堆肥系統(tǒng)達到了深度殺滅病原體（PFRP）的要求。我國目前還沒有有關好氧堆肥具體操作的要求。季節(jié)性變化對發(fā)酵有一定的影響，夏天溫度較高，污泥升溫較快，需要增加翻堆頻率，堆肥的熟化期縮短；而冬天相反，外界溫度比較低，污泥溫度上升的比較慢，拋翻頻率有所降低，熟化期較長。本工程污泥最終處置暫為填埋方式，根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理產(chǎn)污泥處置混合填埋泥質(zhì)》（CJ/T2492007）中的規(guī)定，污泥達到含水率＜45%即可進行填埋，《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》（CJ/T2482007）中的規(guī)定，園林綠化用泥質(zhì)需達到的主要指標為，污泥含水率＜40%，有機物降解率大于50%，蠕蟲卵死亡率＞95%等，按照美國EPA503條例的規(guī)定，系統(tǒng)好氧過程必須保持溫度55℃持續(xù)至少3天，以及平均溫度為45℃至少14天的規(guī)定進行堆肥系統(tǒng)的設計，可以達到污泥的穩(wěn)定化、無害化以及要求的含水率。因此本工程采用好氧堆肥工藝，待以后那個土地利用或農(nóng)用時，可根據(jù)不同的需要，增加后續(xù)工藝處理，如腐熟、微量元素的添加、造粒等。好氧堆肥工藝有：槽式好氧堆肥工藝、條垛式好氧堆肥工藝、筒倉式好氧堆肥工藝、通風靜態(tài)垛式好氧堆肥工藝等。是一種實現(xiàn)了自動化控制的污泥好氧堆肥處理工藝，可以連續(xù)而穩(wěn)定地對污泥進行減量化、穩(wěn)定化、無害化處理，處理之后的成品堆肥可以作為有機肥或培植土加以利用。該系統(tǒng)是完整的槽式帶有攪拌、鼓風的自動化堆肥工藝。而且還配套有生物濾池對臭氣進行處理。系統(tǒng)設計可以接納脫水污泥和其它類型的有機廢物，混合使用膨松劑使物料轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量的堆肥產(chǎn)品。完整的槽式堆肥系統(tǒng)包括混合區(qū)、堆肥槽、卸料區(qū)、熟化區(qū)和膨松劑儲存區(qū)，堆肥過程是在曝氣的混凝土槽子中進行的。每個工作日，脫水污泥或有機廢物與膨松劑混合，然后裝到每個槽子的前端，曝氣翻堆機可以通過槽壁上的軌道行走，翻堆機進行攪拌、曝氣和混合。當翻堆機運行一個周期后，在前端空出一些空間再裝新物料。翻堆機自動返回到移動車上，然后轉(zhuǎn)到另一個槽子上重復同樣的過程。每一臺翻堆設備可以在912小時的工作往復中完成68個堆肥槽的翻堆作業(yè)。污泥在堆肥槽中額度停留時間在18天到21天。溫度、通風和停留時間槽式堆肥過程是至關重要的。本設計中依據(jù)美國EPA的調(diào)整標準，每一個堆肥槽都劃分幾個曝氣區(qū)域，并單獨安裝測溫熱點偶和鼓風設備。在槽中每一個區(qū)域用溫度反饋和時間間隔兩者來控制供氧量和溫度。曝氣鼓風機通過堆肥物料下面墊層中的曝氣管供氣。按照美國EPA503條例的規(guī)定，系統(tǒng)好氧過程必須保持溫度55℃持續(xù)至少3天，以及平均溫度為45℃至少14天。該工藝，在國外應用實例已有幾十家，國內(nèi)目前已有幾家進行了方案設計，如：上海市松江污水處理廠、南匯污水處理廠，北京市大興污泥堆肥廠，沈陽市市政污泥處理廠等。 污水處理廠所產(chǎn)生的污泥（含水率80%）通過運輸設備運至污泥堆肥廠，和收購來的秸稈（含水率15%）等物料混合，堆積成三角形條垛形式，使混合物料的含水率在65%左右，堆積發(fā)酵。發(fā)酵過程中根據(jù)具體情況進行翻拋，使發(fā)酵的混合物內(nèi)部產(chǎn)生大量熱量，加快發(fā)酵過程，直至發(fā)酵完全成為顆粒狀。 采用該好氧發(fā)酵工藝，按照堆放要求堆放后，定期翻拋，保證發(fā)酵的溫度和洋氣條件。 每天先將秸稈用鏟車均勻的鋪在發(fā)酵場地，然后將污泥均勻的鋪在秸稈條垛上，最后采用拋翻機將堆積好的混合物進行翻堆處理。 整個發(fā)酵周期在2025天，翻拋頻率為兩天左右翻拋一次，一共需要1015次（也可以根據(jù)堆垛的溫度進行翻拋，當堆垛的溫度低于60度或高于65度時即進行翻拋），最終污泥發(fā)酵成熟后有機肥的含水率在35%左右。 該工藝目前的應用實例有：北京大興縣污泥堆肥廠，洛陽污泥堆肥廠。 筒倉式堆肥的發(fā)酵倉為單層圓筒形或矩形，發(fā)酵倉深度一般為45m,大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。筒倉式發(fā)酵倉通常采取物料從倉頂加入，螺旋出料機從下部出料，在發(fā)酵倉底用高壓離心機強制通風供氧，以維持倉內(nèi)物料的好氧發(fā)酵，物料堆肥周期為2530天。 第一家使用筒倉式發(fā)酵倉的是美國生物技術(shù)公司，日處理污泥100噸。國內(nèi)筒倉式發(fā)酵倉主要用在垃圾堆肥廠。通風靜態(tài)垛系統(tǒng)是由美國馬里蘭州的一個農(nóng)業(yè)研究與服務實驗站研發(fā)的，研究人員在條垛中加上通風系統(tǒng)，成為強制通風靜態(tài)垛系統(tǒng)，該系統(tǒng)與條垛式相比，溫度得到更好的控制，受寒冷氣候的影響更小。該系統(tǒng)在美國應用較普遍。作為城鎮(zhèn)基礎設施的重要組成部分和水污染控制的重要環(huán)節(jié)，污泥處置工程的建設和運行意義重大。污泥處理廠的建設和運行耗資較大，而且受多種因素的制約和影響，其中污泥處理工藝方案的優(yōu)化選擇對確保處理廠的運行性能、降低運行費用和減少投資最為關鍵，因此有必要根據(jù)確定的標準和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合設計規(guī)模、污泥特性以及當?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇切實可行且經(jīng)濟合理的處理方案，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案。 根據(jù)秦皇島市的自然條件和社會經(jīng)濟發(fā)展的狀況，結(jié)合秦皇島市污泥產(chǎn)量變化的特殊情況，在工藝的選擇上應充分考慮，選擇的工藝方式既能處理高峰時的泥量，平時又能充分利用先進設備，降低先進設備的閑置率，因此，本工程將對槽式堆肥工藝、條垛式堆肥工藝及對兩種工藝各處理100噸的方式進行方案設計及技術(shù)經(jīng)濟比較。各方案工程內(nèi)容綜合表 方案槽式堆肥（方案一）條垛式堆肥（方案二）各100噸方式（方案三）主要工程內(nèi)容原料間：800m2污泥堆肥車間：8700m2產(chǎn)品棚：600m2生物濾池：700m2綜合樓：500m2配電及控制室：150m2原料間總面積：1400m2污泥堆肥車間：10360m2產(chǎn)品棚：600m2生物濾池：700m2綜合樓：700m2原料間總面積：1400m2堆肥車間：10300m2產(chǎn)品棚：600m2生物濾池：700m2綜合樓：500m2配電及控制室：100m2主要設備裝載機：4臺自卸機：2臺全自動翻拋機：2臺鼓風機：100臺排風機：6臺裝載機：4臺自卸機：2臺條垛工藝翻拋機：2臺排風機：7臺裝載機：5臺自卸機：2臺全自動翻拋機：1臺條垛工藝翻拋機：1臺鼓風機：50臺排風機：7臺主要參數(shù)污泥處理量：200噸/天濕污泥含水率：80%絕對干泥量：40噸/天堆肥后產(chǎn)品含水率：3540%堆肥后產(chǎn)品量：110120噸/天設備安裝功率：760KW燃油量：350L/d污泥處理量：200噸/天濕污泥含水率：80%絕對干泥量：40噸/天堆肥后產(chǎn)品含水率：3540%堆肥后產(chǎn)品量：90100噸/天設備安裝功率：210Kw燃油量：650L/d污泥處理量：200噸/天濕污泥含水率：80%絕對干泥量：40噸/天堆肥后產(chǎn)品含水率：3540%堆肥后產(chǎn)品量：100110噸/天設備安裝功率：490Kw燃油量：480L/d主要技術(shù)經(jīng)濟比較表 序號費用名稱單位槽式條垛式各100噸1工程總投資萬元2總成本萬元/年12368789213總經(jīng)營成本萬元/年9116517784單位處理成本元/噸1681211465單位經(jīng)營成本元/噸125891076管理人員個1412187處理廠占地面積畝8平均運行負荷KWh/d5000250035009油耗L/d35065048010填充料添加量噸/年2100070001400011受氣候影響較小較大一般12對周圍環(huán)境的影響較小較小較小13自動化程度較高較低一般14操作環(huán)境較好較差一般通過上述的技術(shù)分析與經(jīng)濟比較，要點歸納如下：（1）三個方案的工程內(nèi)容基本一樣，差別較大處為采用的設備以及電耗、油耗上。（2）方案1由于采用了全自動堆肥方式，其操作環(huán)境及對周圍環(huán)境的影響方面具有明顯的優(yōu)勢，人工工作量較小，由于采用了溫控系統(tǒng)，堆肥時間及產(chǎn)品質(zhì)量更有保證。（3）方案1占地面積最小，方案2占地面積最大（4）方案一的投資及成本最高，方案二的投資及成本最低。方案三居中。 綜上所述，方案1與方案2比較，具有許多優(yōu)勢，但方案2具有明顯的運行成本及投資優(yōu)勢，由于本工程是一項環(huán)保項目，本工程的意義首先體現(xiàn)在環(huán)境效益上，因此，該廠的建設應盡量減小對周圍環(huán)境的影響，另外，本工程的產(chǎn)品后續(xù)還要進行土地利用，因此，要求對污泥處理要有控制性，使產(chǎn)品更加穩(wěn)定合格，另外，由于秦皇島市一年之中污泥量變化很大，為了盡量減少投資，同時又能保有方案一的諸多優(yōu)勢，并參考建設單位的意見，本工程推薦采用方案三。運行時，以全自動方式為主，當泥量超過其處理能力時，啟動條垛式工藝設施，共同進行污泥處理。 根據(jù)污泥處理廠的工作性質(zhì)、工藝特性、環(huán)境要求、并結(jié)合城市總體規(guī)劃、服務范圍內(nèi)的污水處理廠布局、垃圾填埋場位置等因素，建設單位進行了十幾處的選址，最終只有一處廠址能夠滿足所有有關部門的相關要求，該廠址位于秦皇島市海港區(qū)北港鎮(zhèn)麻念村北側(cè)、承秦出海路東側(cè)，是一座未利用的荒山上。 該廠址優(yōu)點：距居住區(qū)較遠，污泥處理廠建于此不會影響居民的正常生活。距張橋莊衛(wèi)生填埋場約3Km，距離較近，污泥運輸費用低。該廠址位于五個污水處理廠之間，減少了污泥的運距，降低了運費，減少了運輸過程中污泥對環(huán)境的影響。供電電源為徐莊變電站，距離較近。該廠址缺點：該廠址位于荒山上，場地平整及進場道路的費用較高。 處理規(guī)模：200t/d污水廠污泥，含水率80%； 絕對干固體量：40*1000Kg/d 堆肥后含水率：3540% 堆肥后污泥量：100110t/d污泥原料棚 1座功能：用于接受脫水污泥，作為堆肥前污泥的臨時儲存?zhèn)}。建筑面積：面積400m2,高5m.廠房結(jié)構(gòu)：有頂，簡易結(jié)構(gòu)。秸稈原料棚 1座功能：用于接受填充料，作為堆肥前填充料的臨時儲存?zhèn)}。建筑面積：300m2 高5m廠房結(jié)構(gòu)：有頂，簡易結(jié)構(gòu)。條垛式堆肥廠房 1座功能：在此進行好氧堆肥。包括裝載區(qū)、堆肥區(qū)、卸載區(qū)。污泥在廠房內(nèi)的混凝土地面上堆成垛，由人工駕駛的翻拋機兩天左右翻拋一次，整個發(fā)酵周期在20天，或根據(jù)堆垛的溫度進行翻拋，當堆垛的溫度低于50度或高于65度時即進行翻拋，最終污泥發(fā)酵后含水率在35%左右。建筑面積：6000m2 高6m廠房結(jié)構(gòu)：全封閉鋼構(gòu)廠房，房頂為陽光板，混凝土地面，主要設備：翻拋機 一臺 （動力為柴油）成品棚1： 1座功能：堆肥后的產(chǎn)品暫時存放。然后由裝載機將作為混料的部分污泥送至堆肥廠房，剩余污泥運至城市垃圾填埋場進行填埋。建筑面積：300m2 高5m綜合原料棚 1座功能：用于接受脫水污泥及填充料，作為堆肥前污泥及填充料的臨時儲存?zhèn)}。建筑面積：面積700m2 高5m廠房結(jié)構(gòu)：有頂，簡易結(jié)構(gòu)槽式堆肥廠房 1座功能：在此進行好氧堆肥。包括裝載區(qū)、堆肥槽、卸載區(qū)。堆肥過程是在可曝氣的混凝土槽子中進行的，在堆肥槽的底部安裝曝氣管，由鼓風機通過曝其管強制通風