污泥處理處置資源化成套裝備的開發(fā)
一、項目的重要性和必要性
建國以來，我國城市排水事業(yè)雖有一定程度的發(fā)展，但在污水處理方面仍十分落后。直到近十幾才有所發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計結(jié)果表明：目前我國已經(jīng)建成城市污水處理廠160余座，日處理能力1300余萬m3，年處理污水47億m3，處理率13.6%。而污水處理中的污泥處理，處置技術與國外先進國家相比尚有很大差距。在全國現(xiàn)有污水處理設施中有污泥穩(wěn)定處理設施的還不到1/4，處理工藝和配套設備較為完善的還不到1/10。目前我國每年排放濕污泥約400萬噸（脫水后含水率按80%計），預計到2010年全國污水量400m3/年，處理率達50%即200億m3/年污水，產(chǎn)生的濕污泥（含水率80%）約1700萬噸/年。目前大量未經(jīng)穩(wěn)定處理的污泥沒有正常出路，不但成為污水處理廠的沉重負擔，而且污泥的任意排放和堆放對周圍環(huán)境又造成新的污染已經(jīng)觸目驚心，使之建成的污水處理廠不能充分發(fā)揮其徹底消除環(huán)境污染的作用。即使城市污水處理廠建有污泥消化池，處理后的消化污泥，未經(jīng)任何無害化處置，只經(jīng)脫水后就直接用于農(nóng)業(yè)，污染程度雖然比上一種情況較輕，但仍不符合農(nóng)用污泥的標準而造成二次污染。
城市污泥會造成污染，但經(jīng)妥善處理處置進行綜合利用能達到污泥資源化。污泥經(jīng)消化處理可利用其有效的生物能源：污泥中的有機物分解產(chǎn)生的腐殖質(zhì)可以改良土壤避免板結(jié)；而污泥中豐富的氮、磷、鉀等則是植物和農(nóng)作物生長不可缺少的營養(yǎng)物；干燥的污泥可產(chǎn)生16.65～20.93兆焦/t的熱能，是一種低熱值的燃料；污泥灰份可能作為建筑材料的原料。
因此，城市污水污泥的處理處置與污泥資源化的相結(jié)合，必將成為城市污水污泥唯一的最終出路。一個城市污水處理廠，污泥處理處置不當就不能充分發(fā)揮它消除污染保護環(huán)境的作用，也就明顯地削弱了污水處理廠的凈化功能。 因此，城市污水處理廠的污泥處理和資源化利用的成套裝備的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，將成為“十五”期間的戰(zhàn)略性工作。目前迫切需要加大投入，全面啟動。
二、項目的可行性和科學性
在城市污水處理廠污泥處理和處置利用方面，建設部組織有關部門和單位，在“七五”、“八五”、“九五”期間進行了廣泛的科研開發(fā)的工程實踐，其科技攻關的成果豐碩，污水廠污泥處理工藝技術水平與國際先進水平的差距已大為縮小，諸如“城市污水廠污泥中溫消化提高產(chǎn)氣率”、“污泥中溫兩相消化”、“污泥消化沼氣綜合利用技術”、“污泥高溫堆肥和園林綠地應用技術”等等。不少成果達到了國際先進水平，并經(jīng)過中試、生產(chǎn)性示范工程和工程化實踐，獲得了大量的生產(chǎn)性規(guī)模的試驗數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗。
但我國污水處理廠污泥的處理、處置和利用技術研究著重于工藝技術和性能的研究，還缺乏污泥處理、處置成套系統(tǒng)裝備的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，以及土地利用和生物能的開發(fā)利用，其工程化、產(chǎn)業(yè)化還遠遠落后于發(fā)達國家。
三、國內(nèi)外動態(tài)
污泥穩(wěn)定化處置以厭氧消化為主，發(fā)達國家廣泛采用，歐美、日本、獨聯(lián)體等國家，用厭氧消化處理污泥占污泥量的一半以上，發(fā)達國家20世紀60年代，對污水處理廠污泥處理處置系統(tǒng)的裝備已達到先進的成套產(chǎn)業(yè)化水平，如污泥消化系統(tǒng)設備、污泥濃縮脫水設備、污泥干燥焚化設備、沼氣綜合利用設備、污泥高溫堆肥系統(tǒng)裝備以及污泥固化工業(yè)利用技術與設備，20世紀80年代末又應用濕式氧化技術處置污泥。我國城市污水處理廠污泥處理起步較晚，20世紀80年代中期建設城市大型污水廠，污泥處理也采用中溫厭氧消化，引進先進技術的同時也引進了設備，尤其是借助國外貸款建設項目中，污泥處理系統(tǒng)裝備幾乎全部需要進口。近10多年來，我國城市污水廠污泥處理技術和某些單項專用設備有較大發(fā)展，積累了中溫厭氧消化技術的豐富經(jīng)驗。而在污泥處置和最終出路方面尚屬試驗研究階段。
污泥處理處置方法有土地利用（用于農(nóng)林業(yè)）、填埋、焚燒和海洋棄置。據(jù)美國環(huán)保署估計，美國15300個城市污水處理廠中，年產(chǎn)干固體污泥769萬噸，45%的污泥用于農(nóng)林業(yè)，21%進行填埋，30%用于投棄海洋。焚燒法由于能耗高，所以只占3%。原西德年產(chǎn)干污泥約200萬噸，農(nóng)田利用占32%，填埋占59%，焚燒占8%。日本55%的污泥進行焚燒，35%的污泥進行填埋，約9%的污泥進行農(nóng)田利用。污泥排海處置，由于對海洋越來越高的要求，許多國家已停止使用。污泥焚燒以日本、德國、奧地利等國占比例高，一般大型污水廠污泥通過焚燒無害化，產(chǎn)生的熱能可回收利用，污泥減容減量化程度很高，但焚燒投資巨大，操作管理復雜，能耗和運行費均很高，近期內(nèi)我國還不家全面推廣采用。據(jù)報導，日本擬研究污泥焚燒后殘渣溶鑄成塊石堆砌的處置方法？傊，在大多數(shù)國家中，土地利用和填埋仍是污泥處置的主要途徑，而隨著可填埋范圍的日益減少，土地利用將是一個主要的發(fā)展方向。我國是一個發(fā)展中的國家，又是一個農(nóng)業(yè)大國，城市污水污泥的土地利用應是一項重要的途徑。
污泥高溫堆肥技術，目前世界各國采用的方法有：自然堆肥法，園柱形分格封閉堆肥法，滾筒堆肥法，豎立式多層反應堆肥法以及條形靜態(tài)通風等堆肥工藝，這些方法都在不斷發(fā)展和完善。美國八十年代初開發(fā)了比較完善的貝爾茨維爾好氧堆肥法，主要利用堆底穿孔管通入空氣，防止臭氣擴散，比較安全衛(wèi)生。美國、德國、荷蘭等發(fā)達國家大多由污水廠出資，國家政府資助交專業(yè)公司承包產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，堆肥產(chǎn)品作為商品出售。
日本最大的堆肥廠在北海道的札幌市，堆肥倉和生產(chǎn)線及袋裝產(chǎn)品很具規(guī)模，而且機械化、自動化程度很高。
污泥連續(xù)發(fā)酵工藝利用迴轉(zhuǎn)倉完成中溫、高溫發(fā)酵過程，高效、防臭成品質(zhì)量高，在美國、日本、歐洲廣為采用。例如：丹諾（DANO）發(fā)酵器，是一種歷史較久而現(xiàn)代的好氧發(fā)酵設備，丹麥DANO公司的發(fā)酵器轉(zhuǎn)筒直徑3.5m，長度36m，德國Reinstal公司的發(fā)酵器，直徑3.75m，長度40m，還有直徑達4～5m，長度60m以上的，如KM-102A型、KM-101型等。丹諾發(fā)酵倉污泥腐熟周期能達到3個晝夜以內(nèi)。
此類污泥迴轉(zhuǎn)式動態(tài)發(fā)酵倉，將是本項目的開發(fā)重點之一。
我國近年北京、天津、唐山、太原、深圳、大連、石家莊等城市進行污泥高溫堆肥或干燥制肥，取得工藝技術方面的初步成果，但仍停留在試驗階段，開發(fā)研制系統(tǒng)裝備還在探索，開辟污泥處理處置新途徑、新設備、合理利用污泥資源使之工程化、系列化、產(chǎn)業(yè)化，仍有十分重要的意義。
四、開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化內(nèi)容
1、污泥中溫消化系統(tǒng)
·污泥氣提式攪拌設備
2、污泥濃縮脫水系統(tǒng)
·污泥脫水機（離心脫水機、板框壓濾機）
·污泥濃縮、脫水一體化設備
3、沼氣綜合利用系統(tǒng)
·沼氣壓縮機
·沼氣鍋爐
·沼氣鼓風機
4、污泥高溫堆肥系統(tǒng)
·污泥高效迴轉(zhuǎn)式發(fā)酵倉
·桁架式翻垛機
5、污泥干燥系統(tǒng)
·污泥高效干燥倉
6、污泥處置尾氣處理系統(tǒng)
·脫臭裝置
項目總經(jīng)費：2000萬元
五、市場前景分析
巨大的國內(nèi)市場需求，使本項目有廣闊的開發(fā)前景。到2010年將有1000余座污水處理廠面臨污泥處理和處置（出路）的“老大難”問題，嚴重的二次污染和束手無策已經(jīng)是迫在眉睫的環(huán)境問題。
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