PDF《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》

? 城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南 (试行) 中华人民共和国住房和城乡建设部 中华人民共和国国家发展和改革委员会 二一一年三月 ? ? 前言近年来,在国家节能减排和积极的财政政策作用下,城镇污水处理得到迅速发展,城镇 水环境治理取得显著成效.

但是必须看到,城镇污水处理过程产生的大量污泥还未普遍得到 有效处理处置.这些污泥非常容易对地下水、土壤等造成二次污染,成为环境安全和公众健 康的威胁,影响国家节能减排战略实施的积极效果.因此,污泥处理处置作为我国城镇减排 的重要内容,必须采取有效措施,切实推进技术和工程措施的落实,满足我国节能减排战略 实施的总体要求. 为指导各地城镇污水处理厂污泥处理处置设施的建设,按照无害化、资源化与低碳节能 相结合的原则,因地制宜地科学选择技术路线和建设方案,住房和城乡建设部、国家发展和 改革委员会共同组织编制了《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行) 》 . 本指南编制依据国家和行业相关法律法规、标准规范,总结了近年来我国城镇污水处理 厂污泥处理处置的实践经验和研究成果,借鉴了国外的先进经验,同时在编制过程中广泛地 征求了有关方面的意见,对主要问题开展了专题论证,对具体内容进行了反复讨论和修改. 本指南的主要内容包括:总则、污泥的来源与性质、污泥处理处置的技术路线与方案选 择、污泥处理的单元技术、污泥处置方式及相关技术、应急处置与风险管理. 本指南由住房和城乡建设部科技发展促进中心负责技术解释.请各单位在使用过程中, 总结实践经验,提出意见和建议. ? ? 目录

第一章 总则.1

第二章 污泥的来源与性质.2

第三章 污泥处理处置的技术路线与方案选择

4

第一节 国内外污泥处理处置的现状及发展趋势

4

第二节 污泥处理处置的原则与基本要求

5

第三节 污泥处理处置方案选择与评价

7

第四章 污泥处理的单元技术.13

第一节 浓缩脱水技术

13

第二节 厌氧消化技术

15

第三节 好氧发酵技术

23

第四节 污泥热干化技术

30

第五节 石灰稳定技术

35

第六节 其他技术

37

第五章 污泥处置方式及相关技术.39

第一节 污泥土地利用

39

第二节 污泥焚烧与协同处置技术

44

第三节 建材利用技术

58

第四节 污泥的填埋

60

第六章 应急处置与风险管理.63

第一节 污泥的应急处置

63

第二节 污泥处理处置的风险分析与管理

65 附录

68 ? ?

1

第一章 总则1编制目的 为落实《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》,指导全国城镇 污水处理厂污泥处理处置设施更加合理地进行规划建设,为污泥处理处置技术方案选择提供 依据,不断提高污泥处理处置的管理水平,防止对环境安全和公众健康造成危害,依据国家 和行业相关法律法规和标准规范,编制本指南.

2 适用范围 本指南适用于城镇污水处理厂污泥处理处置技术方案选择及全过程的管理,指导污泥处 理处置设施的规划、设计、环评、建设、验收、运营和管理.

3 指导思想 本指南的指导思想是针对国内污泥处理处置的实际需求,结合我国相关政策的要求和现 有污泥处理处置设施的运行实践,借鉴国际上污泥处理处置的成功经验,按照安全环保、循 环利用、因地制宜等重要原则,科学确定污泥处理处置设施的规划、建设和管理的技术要求.

4 规划建设的基本原则 城镇污水处理厂在新建、改建和扩建时,污泥处理处置设施的建设应执行 三同时 原则,即与污水处理设施同时规划、同时建设、同时投入运行. 应根据污泥特性选择合理的污泥处置方式.污泥处理设施的工艺及建设标准必须满足处 置方式的要求.

5 过程管理的基本原则 污泥处理处置应进行全过程管理与控制. 工业废水排入市政污水管网前必须按规定进行厂内预处理,使有毒有害物质达到国家、 行业或者地方规定的排放标准.污泥处理处置应根据污泥最终安全处置要求,采取必要的工 艺技术措施,强化有毒有害物质的去除,并防止二次污染的产生.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. ?

2

第二章 污泥的来源与性质

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 m3 污水经处理后污泥产生量(按含水率 80%计)一般约为 5~10 t,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*1012 m/kg,活性污泥比阻为 100~300*1012 m/kg,厌氧消化污泥比阻为 40~80*1012 m/kg.一般来说,比阻小于 1*1011 m/kg 的污泥易于脱水,大于 1*1013 m/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因素,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 ?

3 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 污泥类型 热值(以干污泥计)/(MJ/kg) 初沉污泥 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 0.04 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中细菌与寄生虫卵均值表(以干污泥计) 污泥类型 细菌总数

105 个/g 粪大肠菌群数

105 个/g 寄生虫卵

10 个/g 初沉污泥 471.7 158.0 23.3(活卵率 78.3%) 活性污泥 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%) ?

4

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90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 (干重) 分别为220万t、 120万t和85万t, 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t 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.其中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 ?

5 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m3 ,产生含水率 80%的污泥约

2005 万t.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t.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, 而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 ?

6 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,最终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、........