子项目1 污水处理厂污泥资源化利用技术

子项目1污水处理厂污泥资源化利用技术目录2污泥现状与特性一污泥处理工艺二污泥处置与资源化三国内外现状与案例四污泥现状与特性一3一）污泥概念与来源来源初沉池污泥二沉污泥/剩余污泥消化污泥化学污泥污泥：在污水处理过程中产生的半固态或固态物质。不包括栅渣、浮渣和沉砂。种类主要成分颗粒比重含水率流动性来源污泥有机物细≈1高/难脱好/胶体粗沉/二沉沉渣无机物粗≈2低/易脱差沉砂/一、污泥现状与特性二）污泥产量1、产量比例：处理水量的1-2%（质量）

处理水量的0.3%-0.5%（体积）2、总量：至2011年9月，全国城镇污水处理量达1.36亿方/天，污泥量(含水率80%)达3480万吨/年。一、污泥现状与特性中国污水处理厂数量3、各工序产量经验值污泥种类污泥量/(L·m-3)含水率/%密度/(kg·L-1)沉砂池的沉砂0.03601.5初次沉淀池污泥14~2595～97.51.015~1.02二沉池污泥（生物膜法）7~996～981.02二沉池污泥(活性污泥法)10~2199.2～99.61.005~1.008一、污泥现状与特性二）污泥产量三）污泥的成分构成一、污泥现状与特性重金属（离子状铜、锌、铝、铬、铅、镉、砷、汞）病原体、细菌、寄生虫（卵）盐类、多氯联苯、二噁英、放射性核素等有毒有害物

N、P、K、Ca、有机质污泥氨基酸、微量元素有益物质有害物质我国污泥的有机质平均含量为37.18%,总氮、总磷、总钾平均含量分别为3.03%、1.52%、0.69%污泥处理工艺二8一）污泥处理原则二、污泥处理工艺污泥处理“四化”原则（新国标）资源化减量化稳定化无害化初级目标终级目标农用有机肥土壤改良剂一）污泥处理原则二、污泥处理工艺污泥处理技术“四化”规范减量化：通过降低污泥含水量，使污泥体积减少，达到减量化。规范要求污泥脱水后含水率最低不得高于60%，若污泥含水率可降低至45%－20%，则可满足焚烧要求___初级目标稳定化：有机物含量很高，极易腐败并产生恶臭。经消化处理后，易腐败有机物被分解转化，恶臭大为降低，便于运输及处置__基本目标无害化：一则杀灭虫卵、病原菌和病毒，提高卫生指标；二是减少铜、锌、铝、铬、镉、汞等重金属（离子态）。使其重金属含量能满足污泥综合利用的要求___规范目标资源化：污泥中还含有丰富的氮、磷、钾、钙等元素及有机质，如若污泥中重金属含量达到国家农用污泥A级标准，可满足农作物（大田作物、经济作物、蔬菜、水果）使用需要，用于有机肥和土壤改良剂；将污泥中有机物转化成沼气，热值在10000～15000kJ/kg(干泥)之间，高于煤和焦炭，高度脱水后可满足焚烧发电和作为建材添加剂需要___终极目标

1、处理工序二）处理工序及典型流程二、污泥处理工艺污泥的浓缩污泥的稳定污泥调理污泥的脱水2、典型流程城镇污水处理厂污泥处理典型流程为：储存——浓缩——稳定——调理——脱水干化——最终处置以无机物为主的工业污泥处理典型流程：储存——浓缩——调理——脱水干化——最终处置带有生物除磷的典型流程：储存——调理——浓缩脱水——最终处置污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法，使剩余活性污泥的含水率约从99％，下降到97％左右，污泥体积缩到原来的1/3左右。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。方法重力浓缩气浮法离心法三）污泥浓缩二、污泥处理工艺剩余污泥机械浓缩稳定化处理方法四）污泥的稳定二、污泥处理工艺1)含义:为了避免污泥进入环境时，污泥有机部分发生腐败，污染环境，在其脱水之前先进行降解。同时对污泥进行消毒，灭杀病原体。2)常用方法：生物稳定厌氧消化法好氧消化法效果指标氯气氧化法石灰稳定法臭氧氧化法污泥消化池大型厌氧生物处理“卵形消化池”的污泥处理设备在北京小红门污水处理厂投入使用。这5个“大巨蛋”是目前国内规模最大的污泥处理设备，每天能消化3000立方米的污泥，消化后的污泥可直接转化成沼气用于生产。沼气搅拌压缩机热交换器贮气罐概述五）污泥的调理二、污泥处理工艺消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初沉污泥的混合污泥等在脱水之前应进行调理，以改善污泥的脱水性能。调理就是破坏污泥的结构、减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能。途径：①化学调理（混凝剂）

②物理调理六）污泥的脱水干化二、污泥处理工艺概述使污泥含水率由97%降至80%以下的操作，使其具有固体特性，成泥块状，便于最终处置与利用。常用方法：自然脱水法：多采用干化床机械脱水法：过滤脱水法和离心脱水法，脱水机械为板框压滤机、带式压滤机和离心脱水机。污泥的自然干化是利用自然力量而将污泥脱水的，适用于气候比较干燥、用地不紧张以及环境卫生条件允许的地区。干化床构造：围堤和隔墙、输泥槽、滤水层、排水系统、不透水底层、支柱和透明顶盖、轻便铁轨污泥干化床滚压带式脱水机（对置滚压式）根据带式压滤机生产能力、污泥量来确定所需滤机宽度和台数(一般不少于2台)，并需绘制脱水车间设备布置图。卧螺离心脱水机污泥切割机进泥螺杆泵脱水用高分子絮凝剂溶药与投加装置加药螺杆泵药液后稀释装置脱水上清液加入污泥储罐脱水后的干泥脱水机加药装置六）污泥的脱水干化二、污泥处理工艺污泥的机械脱水及其设备3)板框压滤机板框压滤机的构造：包括板、框和滤布、挤压机和传动装置。除主机外，还有进泥系统、投药系统等。板框压滤机的选用：根据污泥量、过滤机的过滤能力来确定所需压滤机型号及台数。优点：滤饼含固率高、滤液清澈、固体物质回收率高、调理药品消耗量少。缺点：一般为间歇操作。滤板、滤框和滤布板框式过滤机箱式板框压滤机滤板、滤框和滤布组合后的工作状况示意图污泥处置与资源化三39污泥处理与处置的关系填埋焚烧一）污泥处置方法三、污泥处置与资源化

填埋处置技术污泥焚烧处置技术污泥干化处置技术MM-物理化学法污泥处置技术污泥堆肥处置技术厌氧消化污泥处置技术污泥安全处理与资源化程度/v?vid=11469937692161364419唐山：水泥窑协同处置让城市污泥“变废为宝”/v?pd=wisenatural&vid=9827793748883582211一）污泥处置方法三、污泥处置与资源化二）填埋处理技术三、污泥处置与资源化1、概述污泥单独填埋或者与垃圾混合填埋是常用的、最为简易的最终处置方法。污泥在填埋之前要经过稳定处理，通过压机、离心、烘烤或化学等方式，实现污泥脱水（含水量降到60%以下），并进行填埋。在选择填埋场时要研究该处的水文地质条件和土壤条件，避免地下水受到污染。对填埋场的渗滤液应当收集并作适当处理，场地径流应妥善排放。重视填埋场管理：定期监测填埋场附近地下水、地面水、土壤中的有害物(如重金属)、以及沼气的排放。二）填埋处理技术三、污泥处置与资源化2、存在的问题只对污泥实行减量、脱水处理，未能去除污泥中残留的重金属和有害物质，对土壤、水源造成二次污染。3、趋势污泥填埋的处置方式正逐渐被淘汰,如欧盟有关垃圾填埋的指令规定,各成员国要限制用填埋场处置有机垃圾（污泥）并逐步淘汰此方法，瑞典填埋场2005年后不允许填埋有机污泥。三）污泥的干燥与焚烧三、污泥处置与资源化1、概述污泥干燥是将脱水污泥通过处理，去除污泥中绝大部分毛细管水、吸附水和颗粒内部水的方法。2、转筒式干燥器和焚化炉4、各种污泥干燥器和焚化炉的选择各种污泥干燥器的比较各种污泥焚化炉的比较三）污泥的干燥与焚烧三、污泥处置与资源化5、优点减量化最明显（比含水率75％的污泥减容90%）可彻底灭菌焚烧后的灰烬可填埋或用作建材添加剂6、缺点二次污染严重：污泥在焚烧过程中，不可避免地产生二恶英等剧毒致癌物质，易造成大气污染增加碳排放：焚烧工艺未能充分利用污泥特有的农用资源，同时还要增加碳排放量工程投资巨大：焚烧“二恶英反应腔控制回收装置”，工程投资占项目总投资的50%以上，不具备经济运行推广价值。水分高、有机物少，运行费用较大四）污泥干化三、污泥处置与资源化1、概述利用烘干或者蒸发设备，将污泥含水率降到10%以内，以达到污泥减量、稳定化的目的。原辅料投入大、能耗高，处理成本不经济。2、无火焰直接加热式污泥增钙干化系统奥利爱得公司与日本共同研发高活性生石灰的烧制方法：活性大于300ml/4N-HCl(不溶灰分法)，专利公开号:01144427城市污泥干化装置：专利公开号：200710122796）利用水泥回转窑处理城市污泥的方法：专利公开号：200510069188四）污泥干化三、污泥处置与资源化3、工艺流程2.添加剂与常温下的剩余污泥混合搅拌后使污泥升温至60-70℃。必须连续不断地注入到反应器内时，内部形成累积的温度超过了100℃。设备运行过程中可以使反应器升温至100℃以上必须具备下述的两个前提条件：1.出料口的温度须始终保持在40℃以上

四）污泥干化三、污泥处置与资源化5、污泥高效干燥设备系列产品出口日本的系列产品：2002年研发并出口到日本的内搅拌式有机废弃物处理机，适用于厨余垃圾、粪便、建筑污泥等粘连性较低的有机废弃物。四）污泥干化三、污泥处置与资源化5、污泥高效干燥设备系列产品2003年7月在北京方庄污水处理厂利用第二代技术设备完成了日处理污泥30吨级的工艺试验双轴内搅拌式干燥机四）污泥干化三、污泥处置与资源化6、应用实例2007年12月在方庄污水处理厂成功完成了建设部的科技示范工程，至今系统连续运行，状态良好。四）污泥干化三、污泥处置与资源化6、应用实例2004年6月在北京高碑店污水处理厂完成了日处理150吨污泥的大规模连续性工业级实验四）污泥干化三、污泥处置与资源化6、应用实例

2003年11月在北京大兴污泥消纳厂成功完成了可移动式污泥处理设备的工业试验四）污泥干化三、污泥处置与资源化6、应用实例生产出水泥熟料达到JC/T853—1999[硅酸盐水泥熟料]的国标

四）污泥干化三、污泥处置与资源化6、应用实例干化后材料粒径5mm颗粒大于80%处理后干料含水率低于20%五）污泥厌氧消化三、污泥处置与资源化1、概述在隔绝氧元素的环境里，将污泥中的有机物分子转化为最简单的分子，从而获得可再生能源，以对污泥进行减量化和稳定化处理，消除异味，增加污泥肥效等。需要装备较大的消化池容积和相应的监控设备,系统安全性要求高；投资成本和运行管理成本较高2、污泥发酵前后变化不同阶段TS/%VS/%发酵前8.0%60.52%发酵后4.93%53.92%五）污泥厌氧消化三、污泥处置与资源化部分工程实例Lotsofdigester(奥地利)

Digesters沼气纯化

沼气加气站

五）污泥农用三、污泥处置与资源化国家对污泥农用品质规定宗旨：保护土壤和生态环境，合理解决污泥资源化出路问题级差管理：食物链（污泥农用A标）、非食物链（污泥农用B标）调整限量指标类型：金属元素：有益的---适当放宽，危害环境的---严格限制有机污染物：增加多环芳烃(PAHs)卫生学指标：蛔虫卵死亡率、粪大肠菌值物理性质：水分、粒径、杂物生物稳定性：腐熟度肥力指标：要求最低的养分和有机质含量污泥农用六大关注检测指标：

①重金属；②有机污染物；③物理性质；④养分和有机质指标；⑤卫生学指标；⑥稳定性指标五）污泥农用三、污泥处置与资源化污泥安全处理污染物允许量（城镇污水处理厂污泥处置农用泥质CJ/T309-2009）

序号控制项目最大允许浓度（mg/kg）国家污泥农用A标国家污泥农用B标1总砷30752总镉3153总铬50010004总铜50015005总汞

3

156总镍100

2007总铅30010008总锌150030009苯并(a)芘

2

310矿物油500300011多环芳烃(PAHs)

5

6五）污泥农用三、污泥处置与资源化污泥农用分类饲料作物棉、麻纤维作物污泥无害化处理（安全处理）城市污泥油料/能源作物据重金属等含量分类粮食、大田作物瓜果、蔬菜作物果树、牧草A标B标食物链用途非食物链用途我国污泥的有机质平均含量为37.18%,总氮、总磷、总钾平均含量分别为3.03%、1.52%、0.69%，均超过国家堆肥需要的养分标准，污泥中也富含植物所必须的氨基酸和微量元素，是良好的有机肥源和土壤改良剂。五）污泥农用三、污泥处置与资源化堆肥处置技术概述：通过厌氧和好氧两种发酵方法，将污泥堆肥工艺实施发酵且变成有机肥。厌氧过程需要较大的消化池容积,而好氧过程也需要相应的硬件装备。存在的问题：占地面积大时常还有异味和渗滤液，造成二次污染对温度敏感，尤其是好氧堆肥效果受季节性影响十分明显堆肥处理后的污泥仍然不能解决重金属超标问题，达不到国家农用肥标准，只能用作绿化。微波法气化法热解法湿式氧化法超临界水氧化法热液处理法六）新兴污泥处理方法三、污泥处置与资源化六）新兴污泥处理方法三、污泥处置与资源化微波：是指波长在1mm-1m的电磁波，微波作为一种能源可用于加热干燥物体和激发等离子体等方面。微波加热：是通过改变介质离子的迁移和偶极子的转动情况，使介质分子热运动加剧，相邻分子间产生摩擦作用，从而使分子获得能量，达到使受热物体升温的效果微波加热三特点：瞬时性选择性穿透性微波辐射法1）微波及微波加热Fig.1.AnnuallypublishedresearcharticlesontheapplicationofMWirradiationinsludgetreatment六）新兴污泥处理方法三、污泥处置与资源化微波辐射法1）微波及微波加热Fig2DifferencebetweenconventionalheatingandMWheatingMWpenetrate(穿透)thematerialandcreatetherapidlychangingfieldDipole(watermolecule)continuouslyreactattemptingtoalign(使成一行)inthefield,whichgeneratesheatHeatisuniformlydistributedthroughoutthematerial六）新兴污泥处理方法三、污泥处置与资源化微波辐射法2）微波辐射处理优势使污泥高效加热、水解，脱水性能和厌氧消化性能得到改善；微波处理技术不需要投加任何化学药剂，不会向污泥中带入新的污染或对微生物有毒的物质，使后续处理效率更高直接利用微波在隔绝空气条件下热解污泥，获取气态、液态燃料产品利用微波的高效加热作用，可破解污泥胞外物质和细胞壁，改善污泥可生化性能，促进污泥厌氧消化。可将微波与其他物理、化学方法联合运用处理污泥六）新兴污泥处理方法三、污泥处置与资源化微波辐射法3）微波辐射实验研究微波加双氧水高级氧化法处理二沉池污泥的效果,结果表明,在80℃甚至更高温度下,微波加双氧水高级氧化法处理的污泥,COD完全溶解,污泥中的营养物质(氮、磷和金属元素)也同时被溶解,然后可以用类似矿石结晶法的手段将这些营养物质提取出来,并将其加以利用。与此同时,还可以起到对污泥杀菌和灭活的作用。0102SiC和固体残留物的污泥微波高温热解液态产物的热值可以达到37MJ/kg以上,PAHs含量低于5.37%;气态产物中H2和CO的体积分数在54%以上,热值达到9420kJ/m3;这些产物的特性为其用作燃料提供可能。此外,与传统热解相比,微波热解污泥过程中挥发作用产生的CO2可以促进热解碳渣发生自挥发反应，从而使其产品中CO2浓度降低。七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化污泥建材化利用污泥堆肥提取营养物质其它用途污泥能源化污泥资源化七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化污泥用作饲料污泥当中的粗蛋白主要以氨基酸的状态存在，并且这些氨基酸都是家畜必需的。污泥经过灭菌等过程，制成饲料，将成为养殖业的丰富的饲料来源。将污泥制作成动物饲料，是一件切实可行的事情。这样一方面可以大量消化污泥，同时还可以节省大量的资金。1、用作饲料七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化2、制作建材生态水泥污泥粘土其他建材污泥中含有的硅、铝、铁、钙等无机物与许多建筑材料常用的原料成分相近，可作为替代原料制造建筑材料。黏土是烧结砖的传统原料，研究结果显示，生活污泥与黏土的组成基本接近，对污泥燃烧产物作适当调整，混合必要的添加剂，便可生产出质量完全符合标准的建筑用砖。日本从1994年起就开始了以污泥、垃圾焚烧灰作为原料生产“生态水泥”的研究，2001年在千叶县建成世界上第一条生态水泥生产线。近年来上海新型建材研究开发中心共处理污泥500多t，生产水泥4000多t。七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化3、能源化热解制油合成燃料制取氢气制取沼气在无氧或低于理论氧气量的条件下，将污泥加热到一定温度（600-1000℃），利用温度驱动污泥有机质热裂解和热化学转化反应，使固体物质分解为油、不凝性气体和炭3种可燃物，部分产物作为前置干燥与热解的能源，其余当能源回收。在污泥中含大量有机物，热值较高，将污泥按一定比例与煤粉和其它添加剂混合制成污泥型煤，既可以作为型煤的粘结剂，又可以充分利用污泥的热值。在污泥厌氧消化过程中，通过条件控制，从污泥中可获取碳源和氢。将污泥添加到超临界水氧化反应器中，在650℃/25MPa的条件下反应，生成以H2和CO2为主的气体。通过设在反应器内的H2分离器将生成的H2分离并输出收集。污泥中含有大量的厌氧菌群，可以在无氧环境下将污泥进行消化分解并最终生产沼气，同时还可以杀死各种病原菌以及寄生虫卵。我国北京市的高碑店污水处理厂等就是采用比较完善的污泥厌氧消化处理系统，产生的沼气用于消化池搅拌和发电，实现了热电联供和资源的综合利用七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化4、其它资源化途径各类环保材料树脂、纤维板作为碳源等营养源蛋白质泡沫灭火器转化为吸附剂制备活性炭提取到聚羟基烷酸（PHA）七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司1）技术原理通过理化作用对污泥微生物进行破壁，释放其中的水分和蛋白质，含水率通过常规压滤装置降低到50%-60%。含蛋白液体制成不同浓度、用途的蛋白产品；固体残渣含水率低、富含氮磷钾和小分子多肽等营养元素，病原菌因破壁作用失活，可作为“富蛋白型”营养种植土，或建筑材料等利用。七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化蛋白溶液泡沫灭火剂泡沫混凝土其他产品建筑材料绿化土水解液固体残渣水解分离污水污泥有机肥核心技术微生物蛋白利用技术残渣利用技术2）工艺流程5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司3）污泥微生物蛋白发泡剂特点发泡剂：良好的发泡性、稳定性可再生：来源于污泥（植物蛋白提取消耗植物资源）环境友好性：避免了动物蛋白提取时的恶臭问题（动物蛋白来源于动物毛皮和蹄角粒）可生物降解性绿色发泡剂！广泛的市场应用前景！七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司4）污泥微生物蛋白发泡剂和其它发泡剂的性能比较七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司5）污泥微生物蛋白的应用——蛋白泡沫灭火剂委托公安部天津消防研究所研发污泥蛋白来源的蛋白泡沫灭火剂；环境友好：可100%生物降解，避免二次污染；产品达到国家泡沫灭火剂技术标准GB15308-2006最高（最优）灭火级别ⅢB的要求

蛋白原液混合比（％）发泡倍数25％析液时间泡沫温度灭火时间25％抗烧时间P2蛋白原液66.27’39”213’22”30’55”P3蛋白原液66.77’42”253’15”27’30”根据国家标准GB15308—2006《泡沫灭火剂》中要求蛋白泡沫灭火剂灭火时间≤5min，25%抗烧时间≥5min

七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司6）微生物蛋白泡沫灭火剂的灭火试验过程图1预燃1分钟时图3施加蛋白泡沫2分钟时图2施加蛋白泡沫1分钟时图4施加蛋白泡沫3分15秒时图5抗烧试验开始图627分30秒时到达25％抗烧时间七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司7）微生物蛋白泡沫灭混凝土裕川使用微生物蛋白成功开发了泡沫混凝土砌块；良好的保温性、阻燃性和耐久性：泡沫混凝土气孔大小均匀，封闭独立，确保了良好的保温、隔音、阻燃效果（阻燃和耐久性能优于聚苯板）。技术指标：干密度300kg/m3导热系数达到0.065W/m·K；泡沫混凝土气泡结构泡沫混凝土试块

七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司8）泡沫混凝土砌块与轻集料砌块经济性比较项目200mm轻集料砌块200mm泡沫混凝土承重(kg/m3)1000500墙体荷载(N/m3

)1600800墙体自重/建筑总重10%5%土建投资(元/m2)12001050（降低12%）热阻1.9——导热系数W/（m·K）——0.1保温层50mm（聚苯板）不需要额外保温注：1栋总建筑面积10000平方米的10层框架结构办公楼分别采用泡沫混凝土砌块和轻集料砌块做填充材料。七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司9）残渣特点性状稳定：含水率低于50%、有机物降解达40%以上、病原菌和寄生虫等在水解过程中分解失活，各项指标满足污泥稳定化处理的指标要求。营养元素丰富：氮（N）、磷（P）、钾（K)高于农家肥，还因含有残留的小分子多肽、氨基酸和腐植酸等。试验证明：处理残渣所含营养物质利于作物吸收，具有明显促进作物生长的作用。安全无害：制定原泥纳入标准，从源头控制残渣的重金属及其他有害物质含量；并根据重金属等有害物质的含量对污泥残渣进行分类应用，最大限度减少对环境社会的影响。七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司10）残渣肥效比较项目有机质（%）总氮（%）总磷%以P2O5计总钾以K2O计污泥处理残渣20.11.403.240.89牛厩肥200.340.2鸡粪25.51.631.540.85猪厩肥250.450.0830.1七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化5、微生物蛋白：天津市裕川置业集团有限公司10）污泥残渣重金属含量和相关标准的对照表项目《农用污泥中污染物控制标准最高容许含量》GB4284-84《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》CJ/T309-2009污泥残渣干基（湿基）在酸性土壤上（pH<6.5）在中性和碱性土壤上(pH≥6.5)镉及其化合物（以Cd计）520≤31.45（0.60）汞及其化合物（以Hg计）515≤32.77（1.14）铅及其化合物（以Pb计）3001000≤30029.38（12.10）铬及其化合物（以Cr计）6001000≤50029.02（11.95）砷及其化合物（以As计）7575≤3005.42（2.23）七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化6、MM-物理化学法处置技术1）概述由金海环保工程股份有限公司研发在专用设备反应槽中,将专有碱性高活性度添加剂与反应槽内污泥充分混合，经过物理化学反应，完成无害化处理,有效解决了污泥处理中残留的“重金属”和“有害物质”处理后污泥产品呈暂时强碱性，直接堆放没有恶臭气味，与空气中的二氧化碳产生二次反应，使污泥中的有机质生成完全的钙盐，形成有机肥且具缓效，不会产生二次污染。七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化6、MM-物理化学法处置技术2）技术特点达到国家污泥农用A标，实现污泥农用资源化能消除有害物质，重金属含量达到国家污泥农用A级标准处理后污泥稳定性好所产有机肥能中和土壤的酸碱值，补充土壤因缺乏有机质所造成的盐基份不足，不发生二次发酵能发挥有机肥料的缓效性，比腐熟堆肥具有更高的CEC，更能促进土壤的活性化，肥力强效、持久；独有的吕布兰菌，能促进植物叶绿素的生存，提高产量25%左右。七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化6、MM-物理化学法处置技术3）工艺流程污泥料仓螺旋输送带物理化学反应器出料输送带干燥设施处理后污泥按用途进入后续设备

排气除臭装置添加剂料斗旋转式计量阀脱水污泥有机肥基料与大气中CO2反应生成钙碱，形成有机肥。

七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化6、MM-物理化学法处置技术3）工艺流程七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化6、MM-物理化学法处置技术4）产品效果分析项目CJ/T309-2009污泥农用泥质A标处理后的污泥指标备注有机质含量（以干基计），%≥2022～26符合总养份（N+P2O5+K2O）含量（以干基计），%≥44～6符合水份（游离水）含量，%≤602～10符合酸碱度5.5～97～9符合总镉（以Cd计），mg/kg≤30～1符合总汞（以Hg计），mg/kg≤30～1符合总铅（以Pb计），mg/kg≤3004～20符合总铬（以Cr计），mg/kg≤50011～30符合总砷（以As计），mg/kg≤3002～8符合经处理的污泥，其各项指标均好于国家污泥农用A标。七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化6、MM-物理化学法处置技术5）部分专利设备七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化6、MM-物理化学法处置技术6）污泥处理工艺流程设计七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化6、MM-物理化学法处置技术7）项目建设经济方案

【方案一】：400吨/日污泥处理生产线（14万吨/年）费用名称投资（万元）污泥无害化处理工程直接费用土建费用69651450设备仪器费用4620*安装费用895工程建设其他费用955工程配套费用1160铺底流动资金（含设备调试费）560合计9640.001、*行业规范要求，整个设备装备容量，要大于实际设计产能的30%左右，即安全备份；2、污水处理中污泥的产出量，按污水的3‰测算，污泥项目投资，仅为污水投资规模的10～15%;3、项目建设用地在30亩左右，本项目投资预算均不函土地投资费用。七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化6、MM-物理化学法处置技术7）项目建设经济方案

【方案二】：60吨/日污泥处理生产线（2万吨/年）费用名称投资（万元）污泥无害化处理工程直接费用土建费用1605450设备仪器费用970*安装费用185工程建设其他费用320工程配套费用285铺底流动资金（含设备调试费）240合计24501、*行业规范要求，整个设备装备容量，要大于实际设计产能的30%左右，即安全备份；2、污水处理中污泥的产出量，按污水的3‰测算，污泥项目投资，仅为污水投资规模的10～15%;3、项目建设用地在10亩左右，本项目投资预算均不函土地投资费用。七）污泥资源化的主要途径三、污泥处置与资源化6、MM-物理化学法处置技术污泥处理运行成本分析：科目400吨/日60吨/日备注专用添加剂（元/吨）200.00200.00电费（元/吨）6.006.00人员经费摊入（元/吨）6.8111.92管理费（元/吨）10.0010.00固定资产折旧（元/吨）31.8253.8720年计包装及材料费（元/吨）12.0012.00大修及日常维护费13.3922.68按总投资2%计合计280.02316.47400吨/日与60吨/日污泥处理生产线，运行成本比较分析：1、污泥处理400吨/日规模，乃是为70万吨/日污水处理厂的污泥处理作配套，如若污泥处理费计入污水处理费中，测算为0.186元/吨；2、污泥处理60吨/日规模，乃是为10万吨/日污水处理厂的污泥处理作配套，如若污泥处理费计入污水处理费中，测算为0.245元/吨.国内外现状与案例四99一）我国污泥处理现状四、国内外现状与案例土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大部分属于随意处置，真正实现安全处置的比例不超过20%二）国外处理现状—荷兰四、国内外现状与案例

荷兰年提取磷酸盐12000吨，而荷兰农业磷酸盐的使用量一年才7000吨。

预计全世界的磷矿将在50多年后用完，而污水中含有丰富的磷酸盐，90%会留在污泥中。

荷兰用污泥进行沼气发电，可以节约45%的污水处理能耗。荷兰几家大型污水处理厂已计划10年内实现全部自供用电。此外，还从污水中提取塑料、重金属、造纸用的纤维等有用物质。二）国外处理现状—日本四、国内外现状与案例日本生物质循环利用率由2006年的23%,提高到2012年的39%。生物质循环利用率——下水道污泥中的有机物被有效用于气体发电等能源利用和绿农地利用的比例。二）国外处理现状—美/英法/德四、国内外现状与案例美国16000座污水处理厂年产710万吨污泥（干重），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，17%填埋，20%焚烧，3%用于矿山恢复的覆盖德国每年产生的污泥为（干重）220万吨，大于5000吨污水厂均有厌氧消化处理，污水厂电耗40-60%由沼气提供。40%的污泥采用土地利用处置方式英国和法国每年产生的污泥为120万吨和85万吨，大多数污水厂有厌氧稳定处理，回收生质能，污泥处置采用土地利用的比例为60%美国英法德国三）典型工程按列四、国内外现状与案例1、大连东泰夏家河污泥处理厂参数污泥处理处置厌氧消化、污泥稳定、土地利用处理处置规模600吨/天处理前含水率80%处理后含水率64-70%污泥稳定化率100%产生沼气量32000立方米/天消化温度37℃发酵温度37℃工程投资15000万元项目模式BOT运行成本130-150元/吨政府补贴135元/吨四、国内外现状与案例三）典型工程按列1、大连东泰夏家河污泥处理厂技术工艺及参数名称具体技术案例参数描述厌氧消化消化温度37℃停留时间22-25天产气量

63×106mg/立方米投配率

4%-5%搅拌强度19.5W/立方米主要经济指标具体参数投资15000万元运行费130-150元/吨（含水率80%）水耗中水约400吨/日，自来水约70吨/日电耗15000-18000KW.h/日四、国内外现状与案例三）典型工程按列1、大连东泰夏家河污泥处理厂项目特点沼气经提纯处理后，可日供天然气16500立方米年产6万吨腐殖土达产后年可减排甲烷气体近4700吨，相当于每年减排温室气体二氧化碳10万吨，国家发改委已于2010年3月10日批准本项目为CDM项目。四、国内外现状与案例三）典型工程按列1、大连东泰夏家河污泥处理厂沼气锅炉脱硫装置沼气柜沼气压缩机房城市污泥污泥贮池消化罐消化液贮池脱水机房沼渣堆放污水处理厂污水沼液处理间沼液贮池火炬沼液沼气回流外用自用沼渣自用城市煤气管网外运至垃圾填埋厂四、国内外现状与案例三）典型工程按列2、小红门污水处理厂消化污泥应用案例参数污泥处理处置浓缩、脱水、厌氧消化处理处置规模800吨/天处理前含水率初沉污泥96.3%，剩余污泥99.3%处理后含水率82.9%污泥稳定化率100%产生沼气量30000立方米/天消化温度35℃工程投资20000万元项目模式政府投资运行成本50湿泥元/吨污泥处理处置价格50湿泥元/吨四、国内外现状与案例三）典型工程按列2、小红门污水处理厂消化污泥应用案例技术工艺及参数名称工艺小类具体技术案例参数描述浓缩机械浓缩药剂消耗0.5%（污泥干重）小红门厂转毂式浓缩机共8台，用于浓缩剩余污泥，剩余污泥含水率为99.3%，浓缩后污泥含水率可达96.5%脱水机械脱水演技消耗0.4%（污泥干重）小红门厂脱水工艺采用带式脱水机，进泥种类为浓缩后的剩余污泥、消化后的初沉污泥、初沉污泥。脱水机进泥含水率为96.8%，最终形成泥饼含水率为82.9。厌氧消化中温消化温度35℃停留时间20天产气量

30000立方米/天投配率

5%搅拌强度3W/立方米污泥消化系统采用中温卵形消化池，采用沼气搅拌，产生的沼气供沼气拖动鼓风机、沼气锅炉使用四、国内外现状与案例三）典型工程按列2、小红门污水处理厂消化污泥应用案例技术工艺及参数名称工艺小类具体技术案例参数描述污泥干化增钙干化干化温度40-45℃添加剂投配率30-35%主要经济指标投资20000万元运行费1464万元/年水耗59.0万元/年电耗225.3万元/年药耗1075.8万元/年项目特点有机物分解率较高，可以达到50%所产沼气的含量较高，可以达到65%产气率较高，可以达到12方气/方泥产生的沼气可以被用于沼气锅炉和沼气拖动鼓风机的运行，减少对天然气和电能资源的消耗四、国内外现状与案例三）典型工程按列2、小红门污水处理厂消化污泥应用案例污泥厌氧消化消化后污泥污泥脱水沼气废气燃烧器沼气锅炉沼气拖动鼓风机脱硫塔沼气沼气利用消化池单池容积12300立方米；共5座消化池压缩机5台脱硫系统干、湿式脱硫各一套气柜3座锅炉3台（双燃料）沼气拖动鼓风机3台四、国内外现状与案例三）典型工程按列3、青岛麦岛污水处理厂污泥处理厂参数污泥处理处置浓缩、脱水、厌氧消化处理处置规模48吨干泥/天，109吨湿泥/天（80%）处理前含水率初沉污泥96.3，剩余污泥99.3%处理后含水率82.9%技术工艺及参数名称技术工艺小类具体技术案例参数描述浓缩高密度沉淀池浓缩脱水药剂消耗7kgpoly/tDS消化污泥（%，占污泥干固体重量百分比）厌氧消化中温消化温度35℃停留时间20天产气量

14856mg/立方米投配率

1.9kg干泥/立方米消化池/天搅拌强度0.9W/立方米四、国内外现状与案例三）典型工程按列3、青岛麦岛污水处理厂污泥处理厂项目特点水线的高密度沉淀，曝气生物滤池的产泥含有大量有机质沼气质量优良，无需脱硫即可得到〈20ppm的H2S水线的高密度沉淀，曝气生物滤池和污泥消化，热电联产的完美结合。热电联产每年节省4334吨。沼气首先用于四台500KVA沼气发电机，发电机发电经变压后并网，能满足场内66%的用电，发电过程中产生的热水为消化池供热及厂房供热，从而达到热平衡。采用中温厌氧消化处理，两座消化池高25.7m，直径29.3m，单池有效容积为12700立方米，处理来自初沉池、反冲洗沉淀池的污泥和除油沉砂池的油脂停留时间为20天，脱水后含固率大于22%。污泥消化系统有2个作用第一是减轻污泥的臭气，然后可减量三分之一第二是产生沼气，热电年产节电三分之二，每天节省费用近20000元。四、国内外现状与案例三）典型工程按列4、秦皇岛市绿港污水处理厂四、国内外现状与案例三）典型工程按列4、秦皇岛市绿港污水处理厂技术工艺及参数名称技术工艺小类具体技术案例参数描述好氧发酵CTB工艺（智能控制好养生物发酵）发酵温度55-65℃停留时间20天发酵过程采用温度-氧气-臭气耦合智能化控制；进料污泥含水率82-85%；出料腐熟堆肥含水率45%；添加5%秸秆或锯末；粪大肠杆菌值大于0.01；蠕虫卵死亡率大于95%；发酵车间NH3和H2S的浓度分别为2.4和0.1mg/立方米，低于排放标准污泥干化生物干化干化温度

55-65℃采用的热源生物能干化后物料热值达3500KJ，较原污泥的热值提高3%-14%主要经济指标投资5300万运行费80-100元/吨水耗无电耗20度/吨药耗无四、国内外现状与案例三）典型工程按列4、秦皇岛市绿港污水处理厂四、国内外现状与案例三）典型工程按列4、秦皇岛市绿港污水处理厂厂区NH3、H2S等臭氧监控CTB生物堆肥/干化混料后处理土壤改良剂营养土或有机肥污泥堆肥温度-氧气-臭气监测与智能化反馈系统调节剂污泥干化污泥回流四、国内外现状与案例三）典型工程按列5、唐山西郊污水处理二厂污泥堆肥工程四、国内外现状与案例三）典型工程按列5、唐山西郊污水处理二厂污泥堆肥工程技术工艺及参数名称技术工艺小类具体技术案例参数描述好氧发酵SACT工艺发酵温度60-70℃停留时间14天熟料返混、分段式曝气模式和翻推机是该处理过程的主要特点。进料污泥含水率为80-85%，出料熟料含水率35-40%，采用生熟料1:1（质量比）混料；粪大肠菌群菌值＞0.01；蠕虫卵死亡率＞95%；发酵车间氨气和硫化氢平均浓度为0.2和0.1mg/立方米，臭气低于国家标准污泥干化生物干化干化温度

60-70℃采用的热源生物能生物干化处理后，物料热值达3800KJ，较原污泥的热值提高5%-18%主要经济指标投资950万运行费

70-80元/吨水耗无电耗30度/吨药耗无四、国内外现状与案例三）典型工程按列5、唐山西郊污水处理二厂污泥堆肥工程四、国内外现状与案例三）典型工程按列5、唐山西郊污水处理二厂污泥堆肥工程干料料仓熟泥料仓污泥料仓干料配料螺旋生料配料螺旋熟料配料螺旋混料机布料机好氧发酵仓剂量控制出料皮带营养土仓库回流皮带生物除臭滤池（备用）四、国内外现状与案例三）典型工程按列6、北京水泥厂处置污水厂污泥工程项目四、国内外现状与案例三）典型工程按列6、北京水泥厂处置污水厂污泥工程项目技术工艺及参数名称技术工艺小类具体技术案例参数描述污泥干化热干化干化温度

240-280℃采用的热源水泥窑余热添加剂投配率无（%）升水蒸发量热耗＜660kcal；电耗＜0.07kw污泥焚烧污泥的水泥窑协同处置具体参数10-12mj/kg炉膛温度

1700℃四、国内外现状与案例三）典型工程按列6、北京水泥厂处置污水厂污泥工程项目项目特点

主要特点是将城市污泥干化处置与水泥窑有机结合，干化产品作为掺和料与水泥厂工艺用料一同进入水泥窑系统。1.有机物分解彻底。在回转窑中内温度一般在1350-1650℃之间，燃烧气体的总停留时间为20s左右，因此窑内的污泥中有害有机物可充分燃烧。2.回转窑热容量大，工作状态稳定，处理量大3.回转窑内的耐火砖、原料、窑皮及熟料均为碱性，可吸收SO2，从而抑止其排放。水泥烧成工程中，污泥灰渣中的重金属能够被固定在水泥熟料的结构中，从而达到被固化的作用。4.污泥中的有机成分和无机成分都能得到充分利用资源化效率高5.由于有效地利用了水泥窑作为热源锅炉、焚烧炉和尾气净化装置，因此在投资上比单独建设污泥干化+焚烧装置节省了投资6.在水泥厂内建设污泥干化工程使污泥的处理达到低成本运行，并可达到稳定化、减量化、无害化和资源化的目的。四、国内外现状与案例三）典型工程按列6、北京水泥厂处置污水厂污泥工程项目污水处理厂脱水污泥污水干化设施水泥窑水泥厂干化产品水泥产品干化产品热值2800kcal/kg高温烟气870-900℃水泥窑水泥窑导热油热交换器旋风分离器脱水污泥干燥系统脱水污泥高温烟气高温烟气导热油导热油四、国内外现状与案例三）典型工程按列7、上海石洞口污水处理厂污泥干化焚烧处理工程四、国内外现状与案例三）典型工程按列7、上海石洞口污水处理厂污泥干化焚烧处理工程技术工艺及参数名称技术工艺小类具体技术案例参数描述浓缩机械浓缩药剂消耗0.3%（%，占污泥干固体重量百分比）脱水机械脱水药剂消耗0.35（%，占污泥干固体重量百分比）污泥干化热干化干化温度85℃；采用的热源蒸汽；添加剂投配率0%污泥焚烧单独焚烧热值11.6MJ/kg热能消耗2.8KJ/kgH2O炉膛温度＞850℃停留时间＞2s/h二噁英含量低于国家标准主要经济指标投资8000万运营费约160元/吨湿泥水耗

24t/d电耗19200度/天药耗石灰石6000kg/d，熟石灰600kg/d四、国内外现状与案例三）典型工程按列7、上海石洞口污水处理厂污泥干化焚烧处理工程项目特点干化焚烧联合处理工艺采用低温干化和高温焚烧二套系统串联运行。污泥焚烧装置能兼顾焚烧干化污泥和煤。当污泥可利用时进行综合利用，当污泥出路困难或重金属严重超标时焚烧干化污泥提供热量。采用流化床干化工艺，污泥含水率从约70%降至约10%（最低可至5%）采用循环流化床焚烧炉，通过焚烧干化污泥，以导热油（或蒸汽）形式回收烟气中热量，用于干化系统。可以达到能量自平衡。流化床干化系统优点直接加料，不需返料造粒系统：传统的返料系统需要干颗粒和湿污泥的混合，而湿污泥往往是不稳定的，如含水率的变化、不同的絮凝剂投入量、污水水质的变化、气候条件不一等，都会使混合的效果不稳定，导致混合后的颗粒过大或过小成为粉尘，进而影响干化处理和系统的自动控制，即有返料系统不能真正达到全自动控制。本项目采用直接加料，不仅提高了系统效率，同时也实现了真正的全自动控制。系统氧含量低，实现惰性化，保证最高的安全等级：流化床工艺由于系统气体回路的密闭性，通过污泥中水粉的蒸发所释放的气体，使该回路自成惰性。在任何阶段，整个系统都是在一个低氧含量（0-3%Vol.）的密闭回路中运行，安全可靠。对于干化系统来说。氧含量的高低是评价一个系统安全性能高四、国内外现状与案例三）典型工程按列7、上海石洞口污水处理厂污泥干化焚烧处理工程流化床干化系统优点低的重要指标。直接加料式流化床干燥系统利用系统本身产生的惰性气体，整个系统（包括干燥机、冷却机、颗粒传送系统和颗粒储存系统）均被保持在低氧环境中，大大提高了系统安全等级。系统温度低，远离临界温度：流化床干燥机在85℃下运行，且床内颗粒均为干颗粒(含固率＞90%)。显著降低了由自动氧化和焖烧所引起的火灾风险。干化后颗粒通过低氧循环气体，在流化冷却床内冷却至40℃左右，保证了系统的各部位均处于较低的温度状态。易操作性：因不需返料造粒，系统可全自动控制，可减少人工量。且流化床内的物体均为干固体，紧急停车和停电后能迅速启动。灵活性：可根据水蒸发量范围不同灵活运行。对环境的影响小：密闭空气回路保证了过剩气体和臭气释放的低含量，减少了对环境的二次污染。良好的干化产品：因流化床同时具有筛分功能，干化颗粒粒径为1-5mm，不需要破碎分装置。相对低的运行和维护费用四、国内外现状与案例三）典型工程按列7、上海石洞口污水处理厂污泥干化焚烧处理工程流化床污泥焚烧工艺特点能充分适应干化污泥的组分、水分、热值等在一定范围内波动，并确保烟气的达标排放。在处理能力上具有60-125%的负荷变化范围烟气净化装置脱水污泥导热油站烟囱污泥干燥器焚烧炉余热锅炉导热油(热)干污泥高温烟气低温烟气导热油(冷)补充导热油灰四、国内外现状与案例三）典型工程按列8、浙江萧山污泥干化焚烧工程参数污泥处理处置污泥干化、污泥焚烧、建筑材料综合利用处理处置规模360吨/天（80%）处理前含水率80-82%焚烧炉膛温度850-950℃工程投资4500万元项目模式BOT运行成本100元/吨（80%）政府补贴100元/吨（80%）四、国内外现状与案例三）典型工程按列8、浙江萧山污泥干化焚烧工程技术工艺及参数名称技术工艺小类具体技术案例参数描述污泥干化热干化干化温度500-550℃采用的热源污泥焚烧烟气添加剂投配率0%污泥焚烧高温烟气直接干燥脱水污泥，干燥时间1min，出风温度在70-90℃，利用效率＞70%污泥焚烧喷雾干燥+回回转式焚烧炉技术热值7.1MJ/kg热能消耗850-900KJ/kgH2O炉膛温度850-950℃停留时间0.5h二噁英含量0.02ngTEQ/立方米主要经济指标投资12.5万元/t（80%）运营费100元/吨（80%）水耗

2.3立方米/吨（80