【導讀】水環(huán)境治理取得顯著成效。但是必須看到，城鎮(zhèn)污水處理過程產(chǎn)生的大量污泥還未普遍得。到有效處理處置。這些污泥非常容易對地下水、土壤等造成二次污染，成為環(huán)境安全和公。眾健康的威脅，影響國家節(jié)能減排戰(zhàn)略實施的積極效果。因此，污泥處理處置作為我國城。減排戰(zhàn)略實施的總體要求。和改革委員會共同組織編制了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術指南（試行）》。了有關方面的意見，對主要問題開展了專題論證，對具體內(nèi)容進行了反復討論和修改。的單元技術、污泥處置方式及相關技術、應急處置與風險管理。和行業(yè)相關法律法規(guī)和標準規(guī)范，編制本指南。污泥處理處置應根據(jù)污泥最終安全處置要求，采取必要的工。藝技術措施，強化有毒有害物質(zhì)的去除，并防止二次污染的產(chǎn)生。污泥比阻為單位過濾面積上，過濾單位質(zhì)量的干固體所受到的阻力，其單位為m/kg。常，初沉污泥20~60³1012m/kg，活性污泥比阻為100~300³1012m/kg，厭氧消化污泥比阻。機械脫水前應進行污泥的調(diào)理，以降低比阻。

　　

【正文】 污泥中硫酸鹽的還原 和含硫有機質(zhì)的分解 ， 而生成 S2離子 。 所生成的硫離子能夠與污泥中的重金屬反應生成穩(wěn)定 的硫化物 ， 使銅 、 鋅 、 鎳 、 鉻等重金屬的穩(wěn)定態(tài)含量升高 ， 從而降低對環(huán)境造成影響 。 另外 ， 溫度、酸度等環(huán)境條件的變化 ， CO32等無機物以及有機物與重金屬的絡合；微生物的作用 ， 同樣可以引起可交換的離子態(tài)向其他形態(tài)的 轉 化 ， 使重金屬的形態(tài)分布趨于穩(wěn)定態(tài)。從而它 們可以達到穩(wěn)定、固著重金屬的作用。 臭氣、煙氣、沼氣和噪聲處理 厭氧消化池是一個封閉的系統(tǒng) ， 通常不會有臭氣逸出 ， 但 是污泥在輸送和貯存過程會有 臭氣散發(fā)。對厭氧消化系統(tǒng)內(nèi)會散發(fā)臭氣的 點 應進行密閉 ， 并設排風裝置 ， 引接至全廠統(tǒng)一 22 的除臭裝置中進行處理。 沼氣燃燒尾氣污染物主要為 SO2 和 NOx， 排放濃度應遵守相關標準的要求。 當沼氣產(chǎn)生量高于沼氣利用量時或沼氣利用系統(tǒng)未工作時 ， 沼氣應通過廢氣燃燒器燒掉。 沼氣發(fā)電和沼氣拖動設備會產(chǎn)生噪聲 ， 產(chǎn)生噪聲的設備 應 設在室內(nèi) ， 建筑應采用隔音降 噪處 理。人員進入時 ， 需戴護耳罩。 7 投資與成本的評價及分析 國內(nèi)污泥消化系統(tǒng)運行好的項目較少 ， 采用的關鍵設備和配套設施主要依賴進口 。 因此 ， 目前的投資與運行費用統(tǒng)計尚不具有典型性。 投資成本與系統(tǒng)的構成、污泥性質(zhì)、自動化程度、設備 質(zhì) 量等因素相關。一般情況下 ， 厭氧消化系統(tǒng)的工程投資約為 20~40 萬元 /t 污泥（含水率 80%）（不包括濃縮和脫水 ）。若采 用更多進口設備 ， 投資成本將會增加。 厭氧消化直接運行成本約 60~120 元 /t 污 泥 （含水率 80%） （不包括濃縮和脫水 ） ， 折合 噸水處理成本約 ~ 元 /t?？紤]沼氣回收利用后 ， 可節(jié)省部分運行成本。 第三 節(jié) 好氧發(fā)酵技術 1 原理與作用 好氧發(fā)酵通常是指高溫好氧發(fā)酵 ， 是通過好氧微生物的 生 物代謝作用 ， 使污泥中有機物 轉化成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。代謝過程中產(chǎn) 生 熱量 ， 可使堆料層溫度升高 至 55 ℃ 以上 ，可 有效殺滅病原菌 、 寄生蟲卵和雜草種籽 ， 并使水分蒸發(fā) ， 實現(xiàn)污泥穩(wěn)定化 、 無害化 、 減量化。 2 應用原則 污泥好氧發(fā)酵處理工藝既可作為土地利用的前處理手段 ， 又可作為降低污泥含水率 ， 提 高污泥熱值的預處理手段。 污泥好氧發(fā)酵廠的選 址應符合當?shù)爻擎?zhèn)建設總體規(guī)劃和 環(huán) 境保護規(guī)劃的規(guī)定；與周邊人 群聚居區(qū)的衛(wèi)生防護距離應符合環(huán)評要求。 污泥好氧發(fā)酵工藝使用的填充料可因地制宜 ， 利用當?shù)?的 廢料（如秸桿、木屑、鋸末、 枯枝等）或發(fā)酵后的熟料 ， 達到綜合利用和處理的目的。 3 好氧發(fā)酵工藝與設備 23 一般工藝流程 好氧發(fā)酵工藝過程主要由預處理、進料、一次發(fā)酵、二 次 發(fā)酵、發(fā)酵產(chǎn)物加工及存貯等 工序組成 ， 如圖 44 所示。污泥發(fā)酵反應系統(tǒng)是整個工藝的核心。 臭氣 處 理系統(tǒng) 鼓風機 臭 氣監(jiān)測 發(fā) 酵 參數(shù)監(jiān)測 好氧 發(fā) 酵反應 系 統(tǒng) 熟 料覆層 鋪料設備 出 料設備 輸 送 設 輸送設 備 /機 備 /機 外加 填 充料 混合設 熟料與填 發(fā)酵熟 備 充料回流 料儲倉 脫水機房 儲料倉 /箱 熟料加工 外運 處置 圖 44 污 泥 好氧發(fā) 酵工 藝流程 好氧發(fā)酵的工藝類型 發(fā)酵反應系統(tǒng)是污泥好氧發(fā)酵工藝的核心。工藝流程選 擇 時 ， 可根據(jù)工藝類型、物料運 行方式、供氧方式的適用條件 ， 進行合理的選擇使用 ， 靈活搭配構成各種不同的工藝流程。 1）工藝類型 工藝類型分一步發(fā)酵工藝和二步發(fā)酵工藝。一步發(fā)酵優(yōu) 點 是工藝設備 及操作簡單 ， 省去 部分進出料設備 ， 動力消耗較少；缺點是發(fā) 酵 倉造價略高 ， 水分散發(fā)、發(fā)酵均勻性稍差。二 步發(fā)酵工藝優(yōu)點是一次發(fā)酵倉數(shù)少 ， 二次發(fā) 酵 加強翻堆效應 ， 使堆料發(fā)酵更加均勻 ， 水分散 發(fā)較好；缺點是額外增加出料和進料設備。 2）物料運行方式 24 按物料在發(fā)酵過程中運行方式分為靜態(tài)發(fā)酵 ， 動態(tài)發(fā)酵 ， 間歇動態(tài)發(fā)酵。靜態(tài)發(fā)酵設備 簡單、動力消耗省。動態(tài)發(fā)酵物料不斷翻滾 ， 發(fā)酵均勻 ， 水分蒸發(fā)好 ， 但能耗較大。間歇動 態(tài)發(fā)酵較均勻 ， 動力消耗介于靜態(tài)發(fā)酵與動態(tài)發(fā)酵之間。 3）發(fā)酵堆體結構形式 發(fā)酵堆體結構形式主要分為條垛式和發(fā)酵池式。 條垛式堆體高度一般 1~2 m， 寬 度 一般 3~5 m。 條垛式設備簡單 ， 操作方便 ， 建設和運行 費用低 ， 但堆體高較低 ， 占地面積較大。由 于 供氧受到一定的限制 ， 發(fā)酵周期較長 ， 堆體表 面溫度較低 ， 不易達到無害化要求 ， 衛(wèi)生條件較差 。 當用地條件寬松 、 外界環(huán)境要求較低時 ， 可選用條垛式 ， 此方式也適用于二次發(fā)酵。 發(fā)酵池式發(fā)酵倉為長槽形 ， 發(fā)酵池上小下大 ， 側壁有 5176。 傾角 ， 堆高一般控制在 2~3 m， 設施價格便宜 ， 制作簡單 ， 堆料在發(fā)酵池槽 中 ， 衛(wèi)生條件好 ， 無害化程度高 ， 二次污染易控 制 ， 但占地面積較大。 4）供氧方式 供氧方式有自然通風、強制通風、強制抽風、翻堆、強制通風加翻堆。 自然通風能耗低 ， 操作簡單。供氧靠空氣由堆體表面向 堆 體內(nèi)擴散 ， 但供氧速度慢 ， 供 氣量小 ， 易造成堆體內(nèi)部缺氧或無氧 ， 發(fā)生 厭 氧發(fā)酵；另外堆體內(nèi)部產(chǎn)生的熱量難以達到堆 體表面 ， 表層溫度較低 ， 無害化程度較低 ， 發(fā) 酵周期較長 ， 表層易滋生蚊蠅類。需氧量較低 時（如二次發(fā)酵）可采用。 強制通風的風量可精確控制 ， 能耗較低 ， 空氣由堆體底 部 進入 ， 由堆體表面散出 ， 表層 升溫速度快 ， 無害化程度高好 ， 發(fā)酵產(chǎn)品腐熟度高。但發(fā)酵倉尾氣不易收集。 強制抽風的風量易控 制 ， 能耗較低 ， 但堆體表層溫度低 ， 無害化程度差 ， 表層易滋生蠅 類。堆體抽出氣體易冷凝成的腐蝕性液體 ， 對抽風機侵蝕較嚴重。 翻堆有利于供氧與物料破碎 ， 但翻堆能耗高 ， 次數(shù)過多 增 加熱量散發(fā) ， 堆體溫度達不到 無害化要求 。 次數(shù)過少 ， 不能保證完全好氧發(fā)酵 。 一次發(fā)酵翻堆供氧宜與強制供氧聯(lián)合使用。 二次發(fā)酵可采用翻堆供氧。 強制通風加翻堆 ， 通風量易控制 ， 有利于供氧 、 顆粒破碎和水份的蒸發(fā)及堆體發(fā)酵均勻。 但投資、運行費用較高 ， 能耗大。 5）發(fā)酵溫度 溫度是影響發(fā)酵過程的關鍵工藝參數(shù)。高溫可以加快好 氧 發(fā)酵速率 ， 更有利于殺滅病原 體等有害生物 ， 但溫度過高（ 70℃ ）， 對嗜高溫微生物也會產(chǎn)生 抑 制作用 ， 導致其 休 眠 或 死 25 亡 ， 影響好氧發(fā)酵的速度和效果。因此 ， 好 氧 發(fā)酵過程中要避免堆體溫度過高 ， 以確保嗜高 溫微生物菌群的最優(yōu)環(huán)境條件 ， 從而達到加 速 發(fā)酵過程 ， 增強殺滅蟲卵、病原菌、寄生蟲、 孢子以及雜草籽的功能。 頻繁的動態(tài)翻拋不利于維持高溫 ， 會大大延長達到腐熟 和 無害化的時間 ， 增加能耗和運 行成本。 通風過程可以補充氧氣 ， 促進好氧微生物活動和產(chǎn)熱 ， 但與此同時也會帶走堆體的熱量 ， 從而降低堆體溫度。 好氧發(fā)酵工藝設備 1）混合 — 破碎設備 該設備將脫水污泥與填充料均勻混合后 ， 破碎為粒徑均 勻 的顆粒物料 ，以保證發(fā)酵過程 中良好的通風性能。混合設備主要為混料機 ， 其運行功率建議選擇 40~50 m3/h 為宜。 2）輸送 — 鋪料設備 經(jīng)過混合后的物料經(jīng)過輸送設備 ， 送入鋪料機 ， 并將物 料 置入相應的發(fā)酵倉。一般情況 下 ， 輸送設備與鋪料設備相聯(lián)接 ， 鋪料設備 將 物料均勻鋪入堆體上部 ， 避免堆體壓實。鋪料 機建議選擇行走速度為 ~ m/min， 可堆高度 ~ m 為宜。 輸送設備應具有防粘功能 ， 易耗部件應易于拆卸和更換 。 主要輸送設備包括 皮帶機和料 倉。成套化的輸送 — 鋪料設備適合應用于大 中 型污泥好氧發(fā)酵工程 ， 宜與自動化控制系統(tǒng)相 結合 ， 以保證工藝運行的穩(wěn)定性。 3）翻拋設備 污泥發(fā)酵過程需通過翻拋設備輔助完成供氧 ， 調(diào)整堆體 結 構 ， 均勻溫度。對于中等規(guī)模 污泥發(fā)酵廠 ， 采用的翻拋機工作參數(shù)建議選擇 250~300 m3/h， 操作寬度不宜超過 5 m， 最大 翻拋深度為 2 m， 行走速度在 m/min。同時還應配備移行車 ， 其功能主要為將翻拋機運送 至作業(yè)位置 ， 移行車的行走速率建議選擇 ~ m/min 為宜。 4）出料設備 發(fā)酵 過程結束后 ， 可通過出料設備 ， 將熟料輸送至倉外 ， 以便進一步處置。目前一般采 用皮帶機作為作為出料設備。皮帶機一般適 用 于對工藝自動化運行要求較高的大中型污泥好 氧發(fā)酵工程 ， 小型污泥好氧發(fā)酵可采用鏟車出料或人工出料。 5）供氧設備 在污泥好氧發(fā)酵工藝中 ， 應用最多的供氧設備有羅茨風 機 、高壓離心風機、中低壓風機 26 等。強制供風方式中 ， 根據(jù)風壓風量要求 ， 宜 采用羅茨風機為宜 ， 一臺風機可為多個發(fā)酵倉 供風。 6）監(jiān)測儀器 污泥高溫好氧發(fā)酵工藝運行過程中 ， 為保證發(fā)酵充分并避免臭氣污染 ， 應進行在線監(jiān)測。 在線監(jiān)測的 主要指標是臭氣指 標 （ NH H2S） 和工藝指 標 （溫度 、 氧氣濃度 ）。 需要配備 NH H2S、溫度 、 氧氣濃度的在線監(jiān)測儀器 。 儀器材料應選擇以耐腐蝕 、 靈敏度高 、 操作簡便的金 屬類探頭為主。 7）自動控制操作系統(tǒng) 大中型污泥發(fā)酵工程應配備自動控制操作系統(tǒng) ， 以便達 到 精確控制發(fā)酵參數(shù) ， 縮短發(fā)酵 周期 ， 促進污泥發(fā)酵腐熟。該系統(tǒng)包括操作 平 臺、自動實時采集及反饋控制軟件、便攜式設 備等。 新型膜覆蓋高溫好氧發(fā)酵工藝 膜覆蓋高溫好氧發(fā)酵工藝是一種將微孔功能膜作為脫水 污 泥好氧發(fā)酵處理覆蓋物的工藝 技術。 覆蓋功能 膜的堆體在鼓風的作用下 ， 在膜內(nèi)形成一個低 壓 內(nèi)腔 ， 從而使堆體供氧均勻充 分 ， 溫度分布均勻 ， 可以確保發(fā)酵物的衛(wèi)生 化 水平 ， 保證致病性微生物在發(fā)酵過程中得到有 效殺滅 ， 大大減少敞開式堆體工藝由于局部易發(fā)生厭氧而導致的臭氣產(chǎn)生。 由于功能膜的微孔特性 ， 覆蓋在發(fā)酵體上 ， 發(fā)酵中的水蒸氣和 CO2 可以自由排出 ， 而致 病性微生物、氣溶膠等被有效隔離。功能膜 同 時還具有防雨功能 ， 因此可以在室外建立發(fā)酵 堆體。 膜覆蓋高溫好氧發(fā)酵工藝的堆體可采用條垛 式 、發(fā)酵池式或簡倉式。堆體高度一般 ~ m， 寬度一般 4~7 m。供氧一般采用堆體底部通風方式 ， 采用中壓離心風機供風。各 堆體宜單獨設立風機 ， 并根據(jù)堆體的工藝指 標 （溫度、氧氣濃度）對風機進行實時控制。由 于功能膜的覆蓋作用 ， 風機供氧利用率提高 ， 風機功率較小 ， 能耗低。 膜覆蓋高溫好氧發(fā)酵工藝由預處理 、 進料 、 一次發(fā)酵 、 二次發(fā)酵等工序組成 。 膜覆蓋高 溫好氧發(fā)酵工藝發(fā)酵產(chǎn)品衛(wèi)生化程度高、腐熟均勻。 4 好氧發(fā)酵設計與運行控制 預處理 27 脫水污泥好氧發(fā)酵前須進行適當?shù)念A處理 ， 以 調(diào)節(jié)適宜的含水率、碳氮比（ C/N）等參 數(shù) ， 并破碎成較小的顆粒。 污泥發(fā)酵前 ， 脫水污泥必須與填充料進行混合、破碎。 混 合破碎后物料的顆料直徑應 ≤ 20 mm， 含水率為 55%~60%， 有機質(zhì)含量 ≥ 35%， C/N 在 20:1~30:1， pH 值應調(diào)整至 ~ 之間。 與脫水污泥混合的填充料要求具有含水率低、 C/N 比值高、具有一定的強度、顆粒分散 性好的特點?？衫眉糁Α⒙淙~等園林廢棄 物 和秸桿、木屑、鋸末等有機廢棄物 ， 或利用已 發(fā)酵的熟料作為回填料。 發(fā)酵工藝參數(shù)與操作條件 1）衛(wèi)生學要求 應達到無害化衛(wèi)生要求 ， 符合現(xiàn)行國家相關衛(wèi)生標準。 2）工藝設計參數(shù) 供 氣系統(tǒng)設計要求：供氧方式有自然通風供氧、強制通 風 供氧 ， 翻堆供氧。在工程中三 種供氧方式可相互結合 ， 形成多種供氧方式 ， 但須保證發(fā)酵堆體中始終均勻有氧。一次發(fā)酵 堆體氧氣濃度應在 5%以上。 發(fā)酵倉設計要求 ： 采用風機強制供氧時 ， 堆體高度不宜超過 m， 當污泥物料含水率較 高時 ， 堆體高度不宜超過 2 m。一次發(fā)酵推薦采用發(fā)酵池式發(fā)酵。 工藝參數(shù)監(jiān)控：溫度、氧 氣、水分 、 C/N、臭氣是影響好氧發(fā)酵過程的關鍵工藝參數(shù)。 大中型發(fā)酵工程應對關鍵工藝參數(shù)進行在線