2022年上海市城市污泥处理与处置方法探讨

1、上海市城市污泥处理与处置方法探讨本文针对上海污水厂污泥处理现状,通过分析国外在污泥处理与处置所走过的历程和体会教训,结合上海的实际情形,通过从经济、环境、技术等方面的比较,提出了上海城市污泥以集约化处理为主,分散处理为辅；近远结合,分期、分步实施；逐步实现污泥的稳固减量化和资源化的处置思路；1 概述在城市污水处理过程中,不行防止的将产生含有大量有机物、丰富的氮、 磷以及重金属物质,含水率很高的污泥；随着污水处理率及处理程度的提高,污泥产量不行防止的会随之愈来愈大,致使污泥的处置问题日益严峻；目前上海市城市污水处理厂有31 余座,处理规模 99 万 m3d,日处理量近77 万 m3 d,其中仅

2、5 家有污泥消化或焚烧装置,由于运行经费、 设备等问题, 除南桥污水厂污泥消化运行正常、 桃浦污水厂污泥焚烧正在调试外,其它都没有运行,目前污泥普遍采纳的方法是经适当浓缩脱水后,运至市郊农村作农肥；依据规划,至 2022 年,上海市城市污水量约 530 万 m3d,一级以上的污水处理率约 70,每天产生污泥量 22260 m3d（含水量 97.5 ）,如此大的污泥量如不加处理任意排 放,将对城市的环境产生很大的影响,特殊是污水厂污泥中含有重金属、致病菌、寄生虫卵 等危害人类健康的有机物,如处理不当将污染土壤和作物及水体；从目前上海市污泥处理的情形来看,主要存在着以下几个方面的问题：（1）污泥处

3、理率及污泥设施配套率低,污泥处理设施的规模仅占目前污泥量的 25左 右,且现有的污泥处理设施由于年久失修,设备老化、标准低,大部分设施无法进行污泥消 化处理；（2）上海城市污水厂污泥现采纳简洁的浓缩、脱水,并未进行无害化处理,如作农用,将对作物生长以及人类的健康造成危害；1 / 11 （3）近年来,郊县农夫更加习惯于施用化学肥料,致使污泥出路越来越不畅；因此,如何处理处置城市污泥已成为城市治理部门提高治理水平的重要讨论内容之一；2 国外当前的污泥处理技术及其进展趋势展望（1）欧洲联盟 EU国家产前的污泥处理技术 目前国外广泛采纳的污泥处置技术可以归纳为三大类： 土地处置,包括污泥农用和 应用于

4、森林或园艺； 单独或者与生活垃圾等共同填埋； 热处置；表 1 表示 1984 年欧盟各国污泥产量及其采纳的处置方式；表 2 表示 1984 年欧盟各国采纳的污泥处理方法；国家表 1 欧洲各国污泥产量以及其采纳的处置方法（1984）焚烧其它人口（百万）污泥量（干泥处理方法农用填比利时 1000年）（%）埋4 9.9 75 31 56 9 丹麦5.1 130 37 33 28 2 法国56 700 50 50 0 0 西德62 2500 25 63 12 0 希腊15 3 97 0 0 爱尔兰24 28 18 0 54 意大利57 800 34 55 11 0 卢森堡0.4 15 81 18 0

5、1 荷兰15 282 44 53 3 0 葡萄牙200 80 13 0 7 西班牙39 280 10 50 10 30 2 / 11 英国57 1075 51 16 5 28 石灰法总量301.8 6096 36 44 8 12 国家表 2 欧盟各国污泥脱水及采纳的处理方法（1984）堆肥污泥处理浓缩脱水厌氧消化好氧消化方法所占的比率（%）比利时53 60 67 22 17 1 0 2 丹麦95 50 40 0* 5 法国49 0 西德77 64 12 3 0 希腊0 0 97 3 0 0 爱尔兰14 33 19 8 0 0 意大利75 90 56 44 0 0 卢森堡80 81 0 5 0

6、荷兰53 44 35 0 0 西班牙70 65 5 26 英国74 42 48 1 1 2 总比率43 61 56 17 1 2 注： * 有 17的污泥用未知方法进行了处理,其中可能包括堆肥；下图 1图 2 表示 1994 年欧盟各国采纳的各处置方法比例及其采纳的各种污泥稳固方法比例；3 / 11 从上述图表可以看出, 1994 年欧盟各国76的污水厂污泥在处置前进行了稳固化处理,其中厌氧消化是最常用的方法；在将污泥应用于农业的国家,采纳消化方法处理污泥的比例更高,在消化法中,厌氧消化一般被大型污水厂采纳,而好氧消化往往被小型污水厂采纳；除了英国（由于将污泥应用于排海）,全部国家的污泥在处置

7、前均进行了脱水处理；（2）欧洲联盟 EU国家的污泥处理技术进展趋势 由于可使用土地面积、处理成本、 越来越严格的环境标准以及资源回收政策的普及等因 素,欧盟国家普遍熟悉到污泥的填埋处置不是一种可连续的进展方法,很多成员国对填埋污泥的物理性质有了正式或试验性的限制,填埋场甲烷气体和渗滤液的考虑而制定的；这种限制是基于促进污泥有机物质的利用以及削减 也有观点认为污泥的热干燥是克服这种限制的一种解决方法, 但是在对填埋污泥有机物总量进行限制的国家,这仅仅是一种短期的补救方法,故在不久的将来,德国、法国、 丹麦以及其它国家,可能仅有污泥焚烧灰是相宜于填埋的污泥形式；很多国家熟悉到在长远上污泥的农用是一

8、条基本的出路,重金属、过量的有机物以及氮、磷等均是限制污泥农用的主要因素,但考虑到在过去的 10 年到 20 年间污泥性质的庞大变化,可以预见污泥农用的比例将会增加；目前经焚烧处置的污泥在欧盟总的污泥处置量中仍只占较小的比例,但是污泥的焚烧处置不仅是一种有效降低污泥体积的方法,设计良好的焚烧炉不但能够自动运行,仍能够供应余外的能量和电力, 因此几乎全部的成员国均期望通过焚烧处置污泥来解决日益增长的污泥量和以前通过填理处置的部分污泥；4 / 11 尽管也有一些其它的污泥处置方法（如土壤改良和堆肥产品化等）,并且这些方法在一些国家也有其不容忽视的位置,但是除非有更有效的工艺,其对污泥出路的影响仍是

9、比较小的；由上述进展趋势可以预料各种污泥处置方法的比例将发生显著的变化,估计在 2022 年欧盟各国采纳各污泥处置方式的比例如下：回收利用占 45、焚烧占 38、填埋占 17；3 污水厂污泥处置的主要方法及工艺挑选通过对国外, 特殊是西方发达国家采纳的污泥处置方法分析比较,可以看出, 污泥的最终处置主要采纳： 污泥农用、 卫生填埋以及焚烧, 影响要素可以归纳为： 技术牢靠程度； 处理费用和才能； 环境污染的危急性； 资源化利用价值及其它因素等；表 3 是污泥农用、焚烧以及卫生填埋三种基本处置方法的概括比较；表 3 三种主要污泥处置方法对比比较表项目 处置方法污泥农用焚烧卫生填埋技术牢靠性牢靠,

10、有较长的应用牢靠,国外有很多工牢靠,有肯定的实践操作安全性时间和实践程实例体会较好较好较好,需留意防火及防爆选址大面积选址较困难简洁,牢靠近市区建较难,要考虑肯定的设地理适用条件,一般远离市区占地面积大小较大运输情形及费用运输方案比较复杂,简洁,如就近焚烧可运输方案较简洁,但适用条件要考虑到气候等多种节省运输费用运输距离较长,费用因素的影响,费用高高对热值有肯定的要求对重金属、病原菌以适用范畴广5 / 11 及其它有害物质有一定的要求资源化利用可以较大程度的利用可以利用部分热能较少污泥中的有机物地面水污染可能,通过适当选址较小有可能,实行措施可地下水污染及掌握使用量可防止无防止可能,通过适当选

11、址有可能,需实行防渗大气污染及掌握应用量可防止可以处理,但处理费措施,但仍可能渗漏可能会有臭味等可用导气、掩盖等措土壤污染可能,通过适当选址用较高施加以掌握无限于填埋场区域及掌握应用量可防止治理 较复杂 较简洁 较简洁其它 费用最少,但是需要 投资及处置费用最 对污泥的含水率有一掌握污水处理厂进水 高,但运输费用最小,定要求,需填埋前将中重金属的含量 如靠近污水厂就无运 污泥干化,或与其它输问题 物质共同填埋处理成本 低 高 较高无论是从经济因素,仍是从肥效利用因素动身,污泥的土地利用特殊是污泥的农用都是一种符合我国国情的处置方法；但上海市污水厂污泥中部分重金属含量接近或者超过了我国农用污泥中

12、污染物掌握标准,这就部分限制了污水厂污泥的农业应用；因此, 在考虑采纳污泥农用处置部分污泥的同时,必需查找其它适合的污泥处置方法；污泥处置主要由浓缩、脱水、消化、干化以及最终处置,在污泥的处理流程中,为了便于后续的处置及运输,一般包括浓缩和脱水两个方法,而消化和干化就视后续处置方法的不同分别选用；污泥处理的流程与污泥处置方向的挑选亲密相关,依据不同的污泥处置方向,6 / 11 可用不同的污泥处理流程的组合；较；下面就污泥进行填埋及焚烧处置方式进行多方案的初步比结合国内外污水厂污泥的处理流程,并参考 1994 年日本下水道设施方案指针和解说,污泥处理工艺流程主要有以下几种：（1）原污泥浓缩消化脱

13、水卫生填埋及综合利用为便于对上述两方案进行经济比较,以拟建石洞口污水处理厂污泥量为例进行；各方案污泥量参数如表 4 及表 5 示；表 4 方案一污泥量参数阶段干泥量（ Td）含水率（）湿污泥体积（ m3d）备注原污泥60 99 6000 脱水采浓缩污泥60 96 1500 消化污泥40 96 1000 脱水污泥（ 1）40 80 200 脱水污泥（ 2）40 65 114（重量按 120T 计）用高干度离心脱水机表 5 方案二污泥量参数7 / 11 阶段干泥量（ Td）含水率（）湿污泥体积（ m3d）备注原污泥60 99 6000 脱水采纳离心脱浓缩污泥60 96 1500 脱水污泥60 80

14、 300 水机焚烧灰分 20 0 二方案污泥处理、处置工程建设费用比较如下表 6 示；表 6 污泥处理、处置工程费用比较工程费用名称方案一（万元）填埋 40进口、方案二（万元）焚烧采纳国产填埋全部国产焚烧采纳进口设污泥调蓄池设备60国产设备备设备160 160 160 160 污泥消化池3000 3000 消化池操作楼400 400 沼气柜550 550 浓缩脱水机房2100 2100 2100 2100 焚烧厂8000 5000 卫生填埋场 * 1100 1500 污泥运输工具80 80 20 20 合计7390 7790 10280 7280 注： * 卫生填埋场建设费用参照1996 年环

15、卫协会会刊数据；8 / 11 假设上述两方案均采纳国产设备,其运行费用运算如下表7 示；运输费用单位成本表 7 二方案污泥处理、处置运行费用*浓缩费用消化费用脱水费用焚烧费用填埋费用（元（元（元（元（元（元（元天）天）天）天）天）天）TDS）方案一4350 6300 7600 3000 6000 454.2 （1）方案一4350 6300 13100 1800 3600 485.8 （2）方案二 4350 11400 16100 300 600 545.8 注：* 以上各项费用均不包括修理治理、员工福利及贷款利息等费用,如将上述费用折算入污泥处理成本,就单位处理成本约增加 300 元/TDS；

16、由以上运算和分析可知,填埋前如考虑消化处理,就污泥填埋方案总投资与焚烧法相当,但是其运行费用要低于焚烧法,并且, 由于运输费用在填埋方案中占有较大比重,假如能够在污水厂邻近就近建造填埋场,就填埋方案运行费用仍将降低；采纳高干度脱水机填埋方案运行费用要大于一般脱水填埋方案,但由于对于同样体积的污泥而言,一般脱水方案 （含水率为 80）的污泥填埋因须掺入填充料（含水率为80的污泥其掺入的填充料体积约为污泥体积的 50）而使其所需的填埋场面积远大于高干度脱水（含水率为 65）的污泥填埋 方案,并且运行费用中填埋费用系参照市政垃圾填埋费用运算,如掺入填充料就运行费用仍 将上升；因此对有合适地方兴建较大

17、面积填埋场的污水厂建议优先考虑污泥一般脱水填埋处 置方案, 在仅有肯定面积兴建填埋场的污水厂建议考虑采纳高干度脱水方案,对于填埋土地 难以查找致使污泥运输距离大大增加的污水厂可适当考虑用焚烧法处置污泥；4 上海城市污泥处理与处置方向9 / 11 挑选有效的污泥处置方法,应兼顾到环境生态效益与处置成本经济效益之间的均衡,一种有效的、适合本地详细情形的污泥处置方法应当是在环境上安全、社会上被接受以及经济上有效的方法, 参考国外发达国家处置污泥的体会,并结合上海的实际情形,上海市的污泥处置将逐步实现污泥的稳固减量化和资源化,并以集约化处理为主,分散处理为辅； 处置原就为“ 焚烧一点,填埋一点,利用一

18、点” ；近远期相结合,分期、分步实施；依据污水系统布局以及污泥产量的不同,可将上海市污泥分成六个部分分别进行处置；（1）石洞口污水排放系统污水处理厂拟采纳一体化活性污泥法,因污水量大、产泥量大可单独设集约化污泥处理场进行污泥处置；因污泥量大, 假如采纳填埋法处置污泥,在石洞口邻近合适区域会面临占地面积较大而难以查找处置场的问题,二级污水处理厂污泥有较高的热值, 在肯定的含水率以下,具有自持燃烧的可能,因此石洞水污水处理厂污泥可采纳焚烧法处置,焚烧后的灰分要积极查找有效利用出路或用作污泥填埋填充料以降低处理成本；（2）竹园排放系统污水处理厂近期拟用化学法加强一级处理,由于竹园污水处理厂场地比较小, 且其离白龙港污水处理厂距离较近,白龙港污泥集约化处理场集中处置；因此可以将竹园污水处理厂污泥脱水后运至（3）白龙港排放系统污水处理厂近期拟用化学法一级加强处理,污泥经脱水后同竹园 厂污泥一并进行集中处置；处置的方法结合围海造地以填埋为主,考虑污泥填埋场所需面积,竹园及白龙港污水处理厂污泥拟均采纳高干度离心脱水填埋方案进行处置；远期,结合污水 处理厂处理程度的提高,采纳高温焚烧 （12001300）,焚烧后的灰分将成为