2017年04月11日17:53 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部
現(xiàn)批準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理 穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)》為城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),編號為CJ/T510-2017,自2017年9月1日起實(shí)施。
本標(biāo)準(zhǔn)由我部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所組織中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版發(fā)行。
中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部
2017年3月20日
城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南(試 行)
3 石灰穩(wěn)定工藝與系統(tǒng)組成
3.1工藝流程
3.2系統(tǒng)組成
1)輸送系統(tǒng)(包括濕泥及成品污泥輸送)
一般可選擇螺旋輸送機(jī)或帶式輸送機(jī),應(yīng)采用全封閉結(jié)構(gòu),以防止污泥散發(fā)的臭氣排放到大氣中,影響操作環(huán)境,危害操作人員的健康。
2)石灰倉儲與計量給料系統(tǒng)
石灰料倉用來暫時儲存罐車運(yùn)送來的石灰粉料。設(shè)有破拱裝置、倉頂布袋除塵器、料位器等。
計量給料系統(tǒng)應(yīng)確保在混合反應(yīng)器開啟后,石灰能持續(xù)、定量輸送至混合反應(yīng)器內(nèi)。主要由進(jìn)料斗、進(jìn)料料位監(jiān)測和出料裝置、計量投加裝置等組成。
3)干化混合反應(yīng)系統(tǒng)
作為石灰干化穩(wěn)定工藝的核心設(shè)備,其運(yùn)行表現(xiàn)直接影響整個項(xiàng)目效果。目前一般選擇傳統(tǒng)臥式混合攪拌反應(yīng)器,主要由混合圓筒、工作軸、攪拌元件、在線監(jiān)測裝置等組成。
4)廢氣收集及處理系統(tǒng)
污泥石灰穩(wěn)定工藝中,廢氣主要特點(diǎn)是高溫、高濕、高粉塵濃度、低有毒氣體濃度。它的主成分為水蒸氣、石灰粉塵、氨氣,溫度約為 30℃~50℃。針對該類廢氣,一般選擇濕式噴淋塔或增加凈化單元可滿足處理需求。
4 設(shè)計與運(yùn)行控制
1)石灰摻混比例
根據(jù)污泥含水率、石灰活性及最終處置方式差異,石灰摻混比例可在30%以內(nèi)調(diào)整。不同加鈣量的脫水效果,見表4-5。
表 4-5 加鈣處理后污泥溫度、pH值及含固量變化(原始污泥含固率 22.7%)
編號
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石灰與污泥的重量比(%)
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溫度(℃)(處理后 30分鐘測量)
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在相應(yīng)時間后的含固率(%)
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pH值
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50小時
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12.5
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1
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2
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28
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30.8
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12.6
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12.5
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2
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4.6
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30
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35.9
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12.6
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12.6
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3
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6.9
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43
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39.2
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12.6
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12.6
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4
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9
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45
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48.1
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12.6
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12.6
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5
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11
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58
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51.7
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12.6
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12.6
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6
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14.4
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59
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54.8
|
pH值
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12.6
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2)混合物料的后續(xù)反應(yīng)
石灰—污泥在快速混合后反應(yīng)仍將不同程度地持續(xù)數(shù)小時至數(shù)天,設(shè)計中應(yīng)優(yōu)化工藝條件有利于污泥的后續(xù)反應(yīng)及水蒸汽的蒸發(fā),可以通過設(shè)計混合物料堆置設(shè)施(一般為 5~10d混合物料的堆置空間)為其進(jìn)一步的反應(yīng)提供有利條件,但要考慮粉塵及有毒有害氣體的控制。
5 投資及運(yùn)行成本的評價與分析
相對污泥熱干化、焚燒等處置方式,污泥石灰穩(wěn)定工藝基建投資較低,根據(jù)規(guī)模及混合設(shè)備選型不同,固定資產(chǎn)投資約為2~4萬元/t 污泥(含水率80%)。
目前國內(nèi)工程實(shí)例較少,工藝直接運(yùn)行費(fèi)用主要由石灰、電、人工、設(shè)備維護(hù)等費(fèi)用組成。根據(jù)石灰摻混比例不同,單噸運(yùn)行成本約為50~150元,其中,石灰消耗可占到總運(yùn)行費(fèi)用的70%~90%。
第六節(jié) 其他技術(shù)
1 污泥熱解處理技術(shù)
污泥熱解技術(shù)是指污泥中有機(jī)質(zhì)在缺氧條件下加熱到一定溫度裂解,轉(zhuǎn)化為燃油、燃?xì)、污泥碳和水的技術(shù)。根據(jù)污泥熱解溫度和產(chǎn)物的不同,污泥熱解處理技術(shù)可以分為污泥氣化技術(shù)、污泥油化技術(shù)和污泥炭化技術(shù)三大類。
污泥熱解技術(shù)具有污泥中能量有效回收利用、溫室氣體排放減少、重金屬得以固化、避免二噁英的產(chǎn)生、占地少、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。
2 污泥水熱處理技術(shù)
水熱處理技術(shù)是將污泥加熱,在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機(jī)物水解,破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu),改善脫水性能和厭氧消化性能的技術(shù),也稱熱調(diào)質(zhì)。
水熱處理技術(shù)按照處理過程是否通入氧化劑,把水熱處理分成熱處理(也稱為熱水解)和濕式氧化兩種。熱處理沒有氧化劑通入,而濕式氧化需要向反應(yīng)器內(nèi)通入氧化劑。水熱處理按照反應(yīng)溫度和壓力的不同,又分為低壓、中壓、高壓氧化以及超臨界氧化。按照添加催化劑與否,分為催化氧化和非催化氧化。
水熱處理技術(shù)可與多種污泥處理、處置技術(shù)直接對接、聯(lián)合使用。經(jīng)過水熱處理后的污泥脫水性能大幅度提高,經(jīng)機(jī)械脫水可獲得低含水率的泥餅,為污泥的處理和處置提供了基礎(chǔ);水熱處理后污泥可進(jìn)行高效率的厭氧消化,將污泥中的有機(jī)質(zhì)充分轉(zhuǎn)化為沼氣;同時,針對水熱處理上清液可引入水處理的高效厭氧工藝中,整體提高污泥處理系統(tǒng)效率;污泥中病原微生物在高溫高壓環(huán)境下被徹底殺滅。
第五章 污泥處置方式及相關(guān)技術(shù)
第一節(jié) 污泥土地利用
1 原理與作用
經(jīng)無害化和穩(wěn)定化處理后的污泥及污泥產(chǎn)品,以有機(jī)肥、基質(zhì)、腐殖土、營養(yǎng)土等形式可用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林綠化和土壤改良等方面,使污泥中的有機(jī)質(zhì)及氮磷等營養(yǎng)資源得以充分利用,同時污泥也可得以有效處置。
2 應(yīng)用原則
污泥必須經(jīng)過厭氧消化、好氧發(fā)酵等穩(wěn)定化及無害化處理后,才能進(jìn)行土地利用。
未經(jīng)穩(wěn)定化處理的污泥進(jìn)行農(nóng)用時,可造成燒苗現(xiàn)象。污泥經(jīng)穩(wěn)定化及無害化處理后,有機(jī)污染物得到部分降解,重金屬活性得到鈍化,通過無害化過程產(chǎn)生的熱量將污泥中大腸桿菌、病原菌和蟲卵等滅殺,雜草種子滅活,降低了污泥在進(jìn)行土地利用時的衛(wèi)生和環(huán)境風(fēng)險,并提高了植保安全性。
3 泥質(zhì)要求
1)養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)
以有機(jī)肥料形式用于農(nóng)業(yè)用途(包括農(nóng)田、果園和牧草地等)的污泥,其氮磷鉀(N+P2O5+K2O)含量應(yīng)不低于20 g/kg,有機(jī)質(zhì)含量不低于200 g/kg。以基質(zhì)形式用于農(nóng)業(yè)用途(包括草坪基質(zhì)、容器育苗基質(zhì)、苗木基質(zhì)等)的污泥,其氮磷鉀總量不低于40 g/kg,有機(jī)質(zhì)含量不低于240 g/kg。用于園林綠化和林地用途的污泥,其氮磷鉀總量不低于30 g/kg,有機(jī)質(zhì)含量不低于 200 g/kg。用于土壤改良和植被恢復(fù)途徑的污泥,其養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)含量,原則上不做要求。
2)重金屬
用于農(nóng)業(yè)用途的污泥重金屬限值須符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 農(nóng)用泥質(zhì)》CJ/T309標(biāo)準(zhǔn)的要求,可分為A級和B 級污泥。A級污泥要求較為嚴(yán)格,可用于蔬菜和糧食作物等食物鏈作物和纖維作物、飼料作物、油料作物等非食物鏈作物;B 級污泥對重金屬限量適度放寬,但只能用于纖維作物、飼料作物、油料作物等非食物鏈作物。用于園林綠化和林地的污泥重金屬限值須符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》GB/T 23486標(biāo)準(zhǔn)的要求。
用于沙荒地、鹽堿地和礦山廢棄地土壤改良的污泥重金屬含量應(yīng)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥
處置 土地改良用泥質(zhì)》CJ/T 291標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3)物理性質(zhì)
用于農(nóng)業(yè)用途的污泥,粒徑不應(yīng)高于10 mm,無粒徑大于5 mm的雜物。用于育苗基質(zhì)的污泥其容重應(yīng)低于0.8 g/cm3 ,總孔隙度和持水孔隙度分別不低于60%和40%,電導(dǎo)率小于3 ms/cm,pH應(yīng)在 6.0~8.0 之間。
4)腐熟度
以種子發(fā)芽指數(shù)作為污泥腐熟度的量化指標(biāo)。用于農(nóng)業(yè)用途的污泥種子發(fā)芽指數(shù)不低于60%。園林綠化和林地用途的污泥種子發(fā)芽指數(shù)不低于 50%。用于基質(zhì)途徑的污泥其種子發(fā)芽指數(shù)不低于75%。
5)衛(wèi)生指標(biāo)
進(jìn)行土地利用處置的污泥蛔蟲卵死亡率應(yīng)不低于95%,糞大腸菌群值不低于0.01。
4 土地利用的方式與方法
4.1 依據(jù)土地周圍環(huán)境條件并結(jié)合處理方法選擇具體的操作方式
濕污泥直接進(jìn)行土地利用時,有耕作層施用、深層施用等操作方式。當(dāng)用于污泥處置的土地遠(yuǎn)離人群,周圍環(huán)境不敏感時,可在耕作層直接施用。如周圍環(huán)境敏感,污泥在土地上攤鋪后,應(yīng)及時深翻至耕作層以下,避免惡臭污染。國外有的城市還將未經(jīng)脫水的泥漿直接注入耕作層。好氧發(fā)酵的污泥施用條件較好,一般可在耕作層直接施用。
4.2 依據(jù)應(yīng)用對象對養(yǎng)分的需求特性合理確定污泥施用量
污泥中的氮磷鉀無機(jī)養(yǎng)分主要以有機(jī)態(tài)類型存在,因此污泥的養(yǎng)分釋放特性以長效和緩釋為主。同時,污泥有機(jī)態(tài)養(yǎng)分中又以易礦化態(tài)類型為主,在施用后速效養(yǎng)分釋放較其他有機(jī)物料更為迅速,因此又兼具速效性。在進(jìn)行土地利用時,建議考慮應(yīng)用對象的養(yǎng)分需求特性,對于生長周期較長,特別是需要貯藏養(yǎng)分(如果樹、林地等)的應(yīng)用對象,適當(dāng)提高污泥用量與添加比例。而對于生長周期較短的作物,適當(dāng)降低污泥用量。涉及移栽環(huán)節(jié)的作物,在移栽后應(yīng)適當(dāng)增加污泥用量,保證緩苗的養(yǎng)分需求。以基質(zhì)形式開展土地利用,適當(dāng)提高污泥添加比例,甚至可全量使用污泥,以保證滿足育苗期的充足養(yǎng)分需求。
4.3 不同應(yīng)用對象的一般施用量
1)農(nóng)用為主的有機(jī)肥料
以有機(jī)肥料形式進(jìn)行污泥農(nóng)業(yè)應(yīng)用,其應(yīng)用對象包括林木、果樹、花卉,在一定的限制條件下,也可用于麥谷類糧食作物等,一般作為基肥(底肥)進(jìn)行應(yīng)用,也可作為追肥施用。
施用量應(yīng)根據(jù)作物養(yǎng)分需求、土壤養(yǎng)分供應(yīng)特性和土壤環(huán)境容量綜合確定,一般作物年度施用量范圍控制在4~8 kg/m2。對于由污泥制成的有機(jī)無機(jī)復(fù)合(混)肥,由于化肥成分的添加,可適當(dāng)降低施用量。蔬菜和糧食作物在收獲前30~40d不應(yīng)再施用污泥有機(jī)肥料。
2)育苗基質(zhì)
育苗基質(zhì)的應(yīng)用范圍包括:蔬菜育苗、林木育苗、花卉育苗等適宜工廠化操作的容器育苗。
對于以育苗基質(zhì)為途徑的土地利用方式,可將污泥視為營養(yǎng)土使用,建議適量提高污泥添加比例,一般占育苗基質(zhì)體積的50%~70%,特別是林木育苗基質(zhì),可全部采用腐熟污泥作為基質(zhì)原料。
3)園林與公路綠化
園林綠化應(yīng)用對象包括城市綠化帶、公園綠化、行道綠化、公路護(hù)坡、隔離帶及轉(zhuǎn)盤綠化等。
一般園林綠化年度施用量應(yīng)控制在4~8 kg/m2 ,對于公路綠化和樹木類可適當(dāng)提高至8~10 kg/m2 。施用方式以溝施和穴施為主。
4)林地
包括自然形成的森林和人工速生林等。
一般年度施用量控制在6~8 kg/m2 。施用方式以穴施為主。
5)草坪
適用于人工建植的帶土生產(chǎn)和無土生產(chǎn)的草坪。
年度施用量一般應(yīng)控制在5~10 kg/m2,最高不宜超過 12 kg/m2。施用方式以撒施為主。
6)生態(tài)修復(fù)與植被恢復(fù)
適合在礦山廢棄地、退化土地和植被無法生長的沙荒地施用。
年度施用量一般應(yīng)結(jié)合恢復(fù)工程條件而確定,一般不高于3 kg/m2 ,可在施用后的污泥覆蓋層上種植恢復(fù)性植物。施用方式以覆蓋和機(jī)械摻混為主。
5 土地利用的環(huán)境風(fēng)險與管理
對于污泥土地利用,應(yīng)進(jìn)行全過程的風(fēng)險管理與控制。全過程風(fēng)險控制流程,見圖5-1。
圖 5-1 污泥土地利用環(huán)境風(fēng)險控制流程圖
5.1 重金屬與有機(jī)污染物風(fēng)險
污水處理過程中約有 50%的污染物聚集在污泥中,特別是重金屬一直以來成為公眾對污泥擔(dān)憂的問題所在。實(shí)際上,隨著污水處理工藝的提高和時間推移,我國污泥重金屬含量正呈現(xiàn)逐年降低趨勢,污泥土地利用的重金屬風(fēng)險也在逐漸降低。區(qū)域內(nèi)污泥土地利用,應(yīng)結(jié)合土壤重金屬背景信息開展,規(guī)劃和分級適宜污泥土地利用的區(qū)域。同時,通過厭氧消化、好氧發(fā)酵或添加鈍化劑等措施,可以有效降低污泥土地利用的重金屬風(fēng)險。多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)、有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)等有機(jī)污染物通過厭氧消化或好氧發(fā)酵可部分降解,減少土地利用時向土壤和作物的轉(zhuǎn)移。因此,采取有針對性的預(yù)處理措施,可一定程度上降低重金屬和有機(jī)污染物的土地利用風(fēng)險。最重要的是要進(jìn)一步強(qiáng)化源頭控制和管理,嚴(yán)格限制有毒有害的工業(yè)廢水排入市政下水道。
5.2 病原體
污泥中含有大量細(xì)菌、病毒、蛔蟲卵,其中一部分為人畜共患病源,因此在污泥土地利用之前,需進(jìn)行無害化處理。但大部分病蟲害的致死溫度均在 50℃~60℃,與污泥高溫好氧及厭氧發(fā)酵的溫度要求相符合,因此只要經(jīng)過高溫好氧及厭氧發(fā)酵等高溫(55℃,5~7d)處理,污泥中病菌、蟲卵均得以滅殺(活),實(shí)現(xiàn)土地利用病蟲害風(fēng)險最低化。
5.3 雜草
污泥中含有的雜草種籽較多,主要源于生活污水夾雜的果蔬種籽,其外殼堅硬,在污水處理過程中并未失活,因此沉淀在污泥中仍具有潛在發(fā)芽能力。在進(jìn)行污泥土地利用,特別是在草坪和育苗基質(zhì)上應(yīng)用時,應(yīng)考慮由此可能造成的生物風(fēng)險。污泥中的雜草有可能成為入侵草種,影響土地利用效果。
5.4 鹽害
污泥中鹽離子成分復(fù)雜且含量較高,特別是氯化鈉(NaCl)含量達(dá)到普通土壤的 20~40倍,已超過普通作物的鹽分忍耐范圍。因此,在污泥土地利用時,應(yīng)考慮采取輔助措施,如淋洗脫鹽、加大噴灌水量等,降低鹽分含量,減少其應(yīng)用對作物的負(fù)面影響。
5.5對水體的影響
在重要水源地類型的湖庫周圍1km范圍內(nèi),不宜進(jìn)行污泥土地利用。在洪水頻繁爆發(fā)區(qū)域,不建議污泥進(jìn)行土地利用。在飲用水源地周邊和地下水位較高地區(qū),污泥土地利用的施用量應(yīng)遵循減半原則。在水、冰或雪覆蓋地區(qū)進(jìn)行污泥土地利用之前,應(yīng)該確保徑流得到有效控制。禁止在敏感性水體附近區(qū)域內(nèi),超量和過量施用污泥。
5.6 圍擋與覆蓋
污泥土地利用的場地平面與水平面角度不大于15°,在坡度大于15°的坡地上進(jìn)行污泥土
地利用時,應(yīng)在下坡處建立有效圍擋措施,防治污泥溢流和雨水沖刷造成污染。用于生態(tài)修復(fù)和植被恢復(fù)的污泥,在施用后應(yīng)進(jìn)行土壤覆蓋,避免污泥過度積累影響恢復(fù)效果。在園林綠化和林地等途徑進(jìn)行土地利用時,應(yīng)將施用后的污泥翻入土內(nèi),混合覆蓋。
5.7 定期監(jiān)測
污泥進(jìn)行土地利用,應(yīng)委托有資質(zhì)的環(huán)境評價機(jī)構(gòu)對污泥土地利用進(jìn)行土壤、水體和大氣方面的長期定點(diǎn)監(jiān)測,其監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄保存時間不低于6年。監(jiān)測指標(biāo)應(yīng)包括:重金屬(主要為汞、砷、鎘、鉛、鎳、鉻、銅和鋅)、化學(xué)需氧量(COD)、硝態(tài)氮、苯并(α)芘、礦物油和多環(huán)芳烴類(PAHs),還應(yīng)包括蒼蠅密度和大腸桿菌群總數(shù)等。監(jiān)測頻率應(yīng)依據(jù)污泥施用量確定,原則上不低于每季度一次。
5.8 記錄備案
污泥在進(jìn)行土地利用時,污泥產(chǎn)出單位應(yīng)記錄污泥產(chǎn)品去向,同時污泥使用單位應(yīng)定期向污泥監(jiān)管單位匯報,建立和完善污泥土地利用登記制度和跟蹤體系,保證污泥去向和使用有據(jù)可查。對污泥土地利用環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),應(yīng)及時上報當(dāng)?shù)丨h(huán)保主管部門進(jìn)行備案。
6 土地利用成本分析與經(jīng)濟(jì)效益評價
污泥土地利用涉及的成本與經(jīng)濟(jì)效益因不同用途而異,具體可參見表5-1。表中并未考慮污泥無害化和穩(wěn)定化處理成本,若增加此項(xiàng)處理成本,則其投入將相應(yīng)增加 150~250 元/t 污泥(含水率80%);此表也未考慮污泥土地利用后的作物收獲與產(chǎn)品產(chǎn)出收入,同時也不包括因未來物價水平波動可能造成的收支調(diào)整?傮w而言,在條件許可的情況下,相比于污泥其他處置方式,土地利用是比較經(jīng)濟(jì)可行的途徑之一。特別是污泥作為有機(jī)肥料、園林與公路綠化和林地等途徑進(jìn)行土地利用時,其經(jīng)濟(jì)效益較為明顯。它可結(jié)合區(qū)域背景,作為污泥土地利用的推薦途徑。如果將應(yīng)用面積和規(guī)?紤]在內(nèi),草坪和生態(tài)與植被恢復(fù),則是合適的污泥土地利用途徑,其污泥消納量較大,應(yīng)用前景廣泛。
表 5-1 污泥土地利用的成本分析與經(jīng)濟(jì)效益評價 單位:t污泥(含水率 45%~50%)
第二節(jié) 污泥焚燒與協(xié)同處置技術(shù)
污泥焚燒包括單獨(dú)焚燒,以及與工業(yè)窯爐的協(xié)同焚燒。
1 單獨(dú)焚燒
1.1 原理與作用
污泥焚燒是利用污泥中的熱量和外加輔助燃料,通過燃燒實(shí)現(xiàn)污泥徹底無害化處置的過程。單獨(dú)焚燒是指單獨(dú)建設(shè)焚燒設(shè)施對污泥進(jìn)行的焚燒。與工業(yè)窯爐的協(xié)同焚燒是指利用已有的工業(yè)窯爐焚燒污泥。
1.2 應(yīng)用原則
污泥單獨(dú)焚燒應(yīng)與熱干化設(shè)施聯(lián)建,充分利用污泥的熱值和焚燒熱量。單獨(dú)焚燒設(shè)施應(yīng)與人群聚居區(qū)保持足夠的安全距離,符合城鄉(xiāng)建設(shè)總體規(guī)劃。
1.3 工藝與設(shè)備
1)一般工藝流程
污泥焚燒系統(tǒng)通常包括儲運(yùn)系統(tǒng)、干化系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、電氣自控儀表系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)等。污泥焚燒的一般工藝流程,如圖5-2所示。
污泥干化系統(tǒng)和焚燒系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心;儲運(yùn)系統(tǒng)主要包括料倉、污泥泵、污泥輸送機(jī)等;煙氣凈化系統(tǒng)主要包括脫硫塔、自動噴霧系統(tǒng)、活性炭倉、除塵器、堿液系統(tǒng)等;電氣自控儀表系統(tǒng)包括能滿足系統(tǒng)測量控制要求的電氣和控制設(shè)備;輔助系統(tǒng)包括壓縮空氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風(fēng)采暖、消防系統(tǒng)等。對于較小規(guī)模的污泥處理處置設(shè)施,可采用污泥干化焚燒一體化設(shè)備。
2)主要工藝設(shè)備類型與參數(shù)
污泥焚燒爐主要包括流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐和立式多膛焚燒爐。立式多膛焚燒爐的焚燒能力低、污染物排放較難控制;回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐的爐溫控制困難、對污泥發(fā)熱量要求較高;流化床焚燒爐結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、運(yùn)行可靠、燃燒徹底、有機(jī)物破壞去除率高,目前已經(jīng)成為主要的污泥焚燒設(shè)備。
流化床焚燒爐的基本工作原理是,利用爐底布風(fēng)板吹出的熱風(fēng),將污泥懸浮起呈沸騰(流化)狀進(jìn)行燃燒。一般采用惰性床料進(jìn)行蓄熱、流化,再將污泥加入到流化床中與高溫的床料接觸、傳熱進(jìn)行燃燒。流化床污泥焚燒爐通常采用絕熱的爐膛,下部設(shè)有分配氣體的布風(fēng)板,爐膛內(nèi)壁襯耐火材料,并裝有一定量的床料。氣體從布風(fēng)板下部通入,并以一定速度通過布風(fēng)板,使床內(nèi)床料沸騰呈流化狀態(tài)。污泥從爐側(cè)或爐頂加入,在流化床層內(nèi)進(jìn)行干燥、粉碎、氣化等過程后,迅速燃燒。煙氣中夾帶的床料和飛灰,一般用除塵器捕集。床料可返回流化床內(nèi)。
流化床焚燒爐的典型技術(shù)指標(biāo),應(yīng)符合下列要求:(1)污泥處理量應(yīng)滿足設(shè)計要求,波動范圍宜為 65%~125%;(2)流化床焚燒爐密相區(qū)溫度宜為 850℃~950℃;(3)排煙溫度大于180 ℃。
帶式污泥干燥焚燒一體機(jī)是將帶式污泥干化與焚燒鑲嵌同一裝置內(nèi),適用于較小規(guī)模的污泥處理處置。帶式污泥干燥裝置由上、中、下三層排列的輸送帶組成。脫水污泥由螺旋輸送機(jī)送至泥條機(jī),由泥條機(jī)旋轉(zhuǎn)壓制成泥條均勻地鋪設(shè)在上輸送帶,污泥在上輸送帶的尾端被投至中輸送帶上,再由中輸送帶的尾端投到下輸送帶上,然后繼續(xù)向前輸送至出料口。在上輸送帶上方安裝抽風(fēng)裝置,抽吸焚燒爐的熱能和廂體外的干燥空氣,使熱能和空氣從裝置的下部進(jìn)入,穿流整個輸送帶,帶走污泥內(nèi)的水分。用干化后的污泥進(jìn)焚燒爐燃燒。污泥燃燒的熱能輸入干燥廂體用于干燥濕污泥所需的熱能。
1.4 干化焚燒系統(tǒng)的能量平衡和余熱利用
1)污泥的熱值
實(shí)驗(yàn)室測試污泥熱值結(jié)果多為空氣干燥基低位熱值Qad, net(kJ/kg),對于含水率為Mar(%)
的濕污泥,其熱值按照式(5-1)進(jìn)行換算:
2)干化后污泥量
經(jīng)過干化后的污泥量通過式(5-2)計算:
3)熱干化的耗熱量
對于一個熱干化系統(tǒng),其耗熱量按式(5-3)進(jìn)行估算:
4)輔助熱量的計算
污泥焚燒后產(chǎn)生的熱量可以通過式(5-4)計算:
如果焚燒爐產(chǎn)生熱量qgl > 干化系統(tǒng)耗熱量qgh,則不需要輔助燃料;如果焚燒爐產(chǎn)生熱量qgl < 干化系統(tǒng)耗熱量qgh,則需要的輔助熱量為qgh- qgl (kJ/h),根據(jù)輔助燃料的熱值可進(jìn)一步計算輔助燃料的消耗量。
根據(jù)以上計算方法,若脫水污泥含水率80%,干化到含水率40%入爐焚燒,污泥干化機(jī)和污泥焚燒爐的熱效率均為85%,則只有污泥干基低位熱值達(dá)到約13510 kJ/kg(即3227 kcal/kg)才不需要輔助燃料。
5)余熱利用
考慮到整個污泥干化焚燒系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和尾氣處理的要求,焚燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈶?yīng)通過余熱鍋爐進(jìn)行利用,可以加熱水蒸汽、導(dǎo)熱油和空氣等干化熱源和燃燒輔助熱風(fēng)。
1.5 設(shè)計與工藝控制
1)焚燒爐所采用耐火材料的技術(shù)性能應(yīng)滿足焚燒爐燃燒氣氛的要求,質(zhì)量應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),能夠承受焚燒爐工作狀態(tài)的交變熱應(yīng)力;
2)焚燒爐的設(shè)計應(yīng)保證其使用壽命不低于10萬運(yùn)行小時;焚燒爐應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜哂嗵幚砟芰ΓM(jìn)料量應(yīng)可調(diào)節(jié);
3)焚燒爐應(yīng)設(shè)置防爆門或其它防爆設(shè)施;
4)必須配備自動控制和監(jiān)測系統(tǒng),在線顯示運(yùn)行工況和尾氣排放參數(shù);
5)確保焚燒爐出口煙氣中氧氣含量達(dá)到6%~10%(干氣);
6)焚燒爐密相區(qū)溫度宜為850℃~950℃;
7)由于污泥焚燒煙氣中含濕量較大,為有效防止積灰和腐蝕,焚燒爐排煙溫度宜大于180 ℃。
1.6二次污染控制要求
為有效控制二次污染,污泥焚燒泥質(zhì)須滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》CJ/T 290的規(guī)定。焚燒產(chǎn)生的煙氣、爐渣、飛灰及噪聲均應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測與控制。
1)煙氣
污泥焚燒后的煙氣成分與污泥成分密切相關(guān)。常規(guī)污染物主要有NOx、SO2和煙塵等。污泥中的氯含量較生活垃圾更低,污泥焚燒所產(chǎn)生的二噁英通常低于生活垃圾。污泥焚燒后重金屬大多數(shù)都富集在飛灰中。
對SO2的控制,有多種方法可供選擇,主要有爐內(nèi)脫硫,以及濕法、干法和半干法等尾部
脫硫方法。污泥焚燒的脫硫方法可采用“爐內(nèi)脫硫+半干法脫硫”。根據(jù)國外使用經(jīng)驗(yàn),也可以
采取濕法脫硫。
用于煙塵控制的除塵設(shè)備主要有旋風(fēng)除塵器、靜電除塵器和布袋除塵器。污泥焚燒尾氣除塵推薦使用布袋除塵器。
控制污泥焚燒重金屬排放的主要方法有:通過余熱利用系統(tǒng)使煙氣降溫,煙氣中的重金屬自然凝聚成核或冷凝成粒狀物質(zhì),隨后,采用除塵設(shè)備捕集;將尾氣通過濕式洗滌塔,除去其中水溶性的重金屬化合物;通過布袋除塵器可吸附部分重金屬顆粒,另一部分重金屬可噴射活性炭等粉末,吸附重金屬形成較大顆粒后,被除塵設(shè)備捕集。
控制污泥焚燒煙氣中二噁英排放的主要方法有:在燃料中添加化學(xué)藥劑阻止二噁英的生成;在燃燒過程中提高“3T”(湍流Turbulence、溫度Temperature、時間Time)作用效果,通過旋轉(zhuǎn)二次風(fēng)等布置方式使污泥與空氣充分?jǐn)嚢杌旌,維持足夠的燃燒溫度和3 s以上的停留時間,減少二噁英前驅(qū)物的生成;在尾氣處理過程中噴射活性炭粉末等吸附二噁英類物質(zhì)而被除塵設(shè)備捕集;布袋除塵器對二噁英也有一定的吸附作用。
流化床污泥焚燒爐通常不需采用額外的脫硝技術(shù)即可滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的限值。如需進(jìn)一步控制NOx的排放,推薦采用選擇性非催化還原法(SNCR),能達(dá)到30%~70%的脫除效率。
應(yīng)嚴(yán)格控制焚燒工藝過程,并對煙氣必須采取綜合處理措施,其煙氣排放濃度須滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的規(guī)定。
2)爐渣與飛灰
爐渣與飛灰應(yīng)分別收集、貯存、運(yùn)輸,并妥善處置。符合要求的爐渣可進(jìn)行綜合利用。
飛灰應(yīng)按《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》GB 5085.1-3的規(guī)定進(jìn)行鑒定后,妥善處置;屬于危險廢物的,
應(yīng)按危險廢物處置;不屬于危險廢物的,可按一般固體廢物處理。
3)噪聲
焚燒廠的噪聲應(yīng)符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 12348的規(guī)定,對建筑物內(nèi)直接噪聲源控制應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》GB J87的規(guī)定。焚燒廠噪聲控制應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源控制措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點(diǎn)的噪聲控制宜采取以隔音為主,輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。
4)臭氣
焚燒廠惡臭污染物控制與防治應(yīng)符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554的規(guī)定。焚燒生產(chǎn)線運(yùn)行期間,應(yīng)采取有效控制和治理惡臭物質(zhì)的措施。焚燒生產(chǎn)線停止運(yùn)行期間,應(yīng)采取相應(yīng)措施防止惡臭擴(kuò)散到周圍環(huán)境中。
1.7 投資及運(yùn)行成本的評價與分析
投資成本是由系統(tǒng)復(fù)雜程度、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決定的。一般情況下,若干化和焚燒系統(tǒng)均采用國產(chǎn)設(shè)備,干化焚燒項(xiàng)目的投資成本在30~50萬元/ t污泥(含水率80%);若干化設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備,焚燒等其他設(shè)備均采用國產(chǎn)設(shè)備,干化焚燒項(xiàng)目的投資成本在50~70萬元/t污泥(含水率80%)。若采用更多的進(jìn)口設(shè)備,投資成本將增加。
國內(nèi)污泥干化焚燒實(shí)際運(yùn)行的項(xiàng)目較少,采用的設(shè)備和配套的煙氣處理設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)差異較大,因此,目前的運(yùn)行費(fèi)用統(tǒng)計尚不具有典型性。一般而言,若采用進(jìn)口的流化床干化機(jī)和國產(chǎn)的流化床焚燒系統(tǒng),運(yùn)行成本約為170~250元/ t污泥(含水率以80%計,不包括固定資產(chǎn)折舊),其中燃煤和用電的消耗約占55%~65%,導(dǎo)熱油、自來水、石灰石、消石灰、石英砂、活性炭、氮?dú)獾葥p耗費(fèi)用共計約5%。若采用國產(chǎn)的空心漿葉式干化機(jī)和國產(chǎn)的流化床焚燒系統(tǒng),運(yùn)行成本約為120~200元/ t污泥(含水率以80%計,不包括固定資產(chǎn)折舊),其中燃煤和用電的消耗約占65%~70%。
2 污泥的水泥窯協(xié)同處置
2.1 原理與作用
污泥的水泥窯協(xié)同處置是利用水泥窯高溫處置污泥的一種方式。水泥窯中的高溫能將污泥焚燒,并通過一系列物理化學(xué)反應(yīng)使焚燒產(chǎn)物固化在水泥熟料的晶格中,成為水泥熟料的一部分,從而達(dá)到污泥安全處置的目的。
利用水泥窯對污泥進(jìn)行協(xié)同處置,具有以下作用:
有機(jī)物徹底分解,污泥得以徹底的減容、減量和穩(wěn)定化;燃燒后的殘渣成為水泥熟料的一部分,無殘渣飛灰產(chǎn)生,不需要對焚燒灰另行處置;回轉(zhuǎn)窯內(nèi)堿性環(huán)境在一定程度內(nèi)可抑制酸性氣體和重金屬排放;水泥生產(chǎn)過程余熱可用于干化濕污泥;回轉(zhuǎn)窯熱容量大、工作狀態(tài)穩(wěn)定,污泥處理量大。
2.2 應(yīng)用原則
利用水泥窯協(xié)同處置污泥必須建立在社會污泥處置成本最優(yōu)化原則之上,如果在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)上有更好的回收利用方法時,則不要將污泥使用在水泥窯中。同時,污泥的協(xié)同處置應(yīng)保證水泥工業(yè)利用的經(jīng)濟(jì)性。
水泥窯協(xié)同處置污泥應(yīng)確保污染物的排放,不高于采用傳統(tǒng)燃料的污染物排放與污泥單獨(dú)處置污染物排放總和。協(xié)同處置污泥水泥窯產(chǎn)品必須達(dá)到品質(zhì)指標(biāo)要求,并應(yīng)通過浸析試驗(yàn),證明產(chǎn)品對環(huán)境不會造成任何負(fù)面影響。
利用水泥窯協(xié)同處置污泥作為跨行業(yè)的協(xié)同處置方式,應(yīng)保證從產(chǎn)生到處置完成良好的記錄追溯,在全處置過程確保污染物的達(dá)標(biāo)排放和相關(guān)人員健康和安全,確保所有要求符合現(xiàn)有的國家法律、法規(guī)和制度。能夠有效地對廢物協(xié)同處置過程中的投料量和工藝參數(shù)進(jìn)行控制,并確保與地方、國家和國際的廢物管理方案協(xié)調(diào)一致。
2.3 水泥窯協(xié)同處置的主要方式
城鎮(zhèn)污水處理廠污泥可在不同的喂料點(diǎn)進(jìn)入水泥生產(chǎn)過程。常見的喂料點(diǎn)是:窯尾煙室、上升煙道、分解爐、分解爐的三次風(fēng)風(fēng)管進(jìn)口。污泥焚燒殘渣可通過正常的原料喂料系統(tǒng)進(jìn)入,含有低溫?fù)]發(fā)成分(例如烴類)的污泥必須喂入窯系統(tǒng)的高溫區(qū)。
通常,濕污泥經(jīng)過泵送直接入窯尾煙室;利用水泥窯協(xié)同處置干化或半干化后的污泥時,在窯尾分解爐加入;外運(yùn)來的污泥焚燒灰渣,可通過水泥原料配料系統(tǒng)處置。
利用水泥窯廢熱干化污泥,與通常的污泥熱干化系統(tǒng)相同。
2.4 利用水泥窯直接焚燒處置濕污泥
含水率在60%~85%的市政污泥可以利用水泥窯直接進(jìn)行焚燒處置利用水泥窯直接焚燒污泥可在水泥窯窯尾端煙室或上升煙道設(shè)置噴槍。水泥窯應(yīng)進(jìn)行如下改造:(1)窯尾煙室耐火材料改用抗剝落澆注材料;(2)水泥窯窯尾上升煙道增設(shè)壓縮空氣炮,以便清理結(jié)皮;(3)水泥窯窯尾分解爐縮口應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整;(4)對窯尾工藝收塵器進(jìn)行改造;(5)窯內(nèi)通風(fēng)面積擴(kuò)大5%~10%。
2.5 利用水泥窯焚燒處置干化或半干化的污泥
干化或半干化后的污泥發(fā)熱量低、著火點(diǎn)低、燃燒過程形成的飛灰多、燃燒時間短,不適合作為原料配料大規(guī)模利用,應(yīng)當(dāng)盡可能在分解爐、窯尾煙室等高溫部位投入,以保證焚毀效果。
來自干污泥儲存?zhèn)}的污泥經(jīng)皮帶秤計量后,經(jīng)雙道鎖風(fēng)閥門進(jìn)入分解爐,分解爐內(nèi)部增設(shè)污泥撒料盒,在撒料盒下方設(shè)置壓縮空氣進(jìn)行吹堵和干污泥的拋灑分散。如干污泥倉布置離窯尾較遠(yuǎn),也可采用氣動輸送,利用羅茨風(fēng)機(jī)作為動力,經(jīng)管道輸送進(jìn)入分解爐,干污泥燃燒采用單通道噴管即可。
2.6 污泥焚燒灰渣替代水泥生產(chǎn)原料利用
在污泥焚燒灰渣作為替代原料利用之前,應(yīng)仔細(xì)評估硫、氯、堿等物質(zhì)可能引起系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性有害元素總輸入量對系統(tǒng)的影響。這些成分的具體驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)根據(jù)協(xié)同處置污泥性質(zhì)和窯爐具體條件,現(xiàn)場單獨(dú)進(jìn)行確定。
2.7 二次污染控制要求
利用水泥窯直接焚燒濕污泥主要的環(huán)境問題為煙氣的排放。污染物的排放控制應(yīng)符合《生
活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的規(guī)定。
3 污泥的熱電廠協(xié)同處置
3.1 原理與作用
采用熱電廠協(xié)同處置,既可以利用熱電廠余熱作為干化熱源,又可以利用熱電廠已有的焚燒和尾氣處理設(shè)備,節(jié)省投資和運(yùn)行成本。
3.2 應(yīng)用原則
在具備條件的地區(qū),鼓勵污泥在熱力發(fā)電廠鍋爐中與煤混合焚燒;熱電廠協(xié)同處置應(yīng)不對原有電廠的正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響;混燒污泥宜在35 t/h以上的熱電廠(含熱電廠和火電廠)燃煤鍋爐上進(jìn)行。在現(xiàn)有熱電廠協(xié)同處置污泥時,入爐污泥的摻入量不宜超過燃煤量的8%;對于考慮污泥摻燒的新建鍋爐,污泥摻燒量可不受上述限制。
3.3 熱電廠協(xié)同處置的主要方式
熱電廠協(xié)同處置的主要方式有:濕污泥(含水率80%)直接加入鍋爐摻燒,和干化或半干化(含水率40%以下)后的污泥進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐或煤粉爐焚燒。
選用電廠余熱作為干化熱源,與通常熱干化系統(tǒng)相同。
3.4 濕污泥直接摻燒
1)工藝流程
濕污泥直接摻燒的主要工藝流程,見圖5-3。
2)設(shè)計與運(yùn)行控制
濕污泥給入爐膛的位置宜采用爐頂給料;若采用爐膛中部給料,給料器需設(shè)置水冷裝置。濕污泥直接摻燒須對原鍋爐的尾部受熱面進(jìn)行適當(dāng)改造,以防止煙氣中灰分、酸性氣體和濕含量升高導(dǎo)致的受熱面積灰、磨損和腐蝕。
摻燒后焚燒爐膛溫度不得低于850℃。由于煙氣中濕含量增加,為防止尾部積灰和腐蝕,排煙溫度應(yīng)適當(dāng)提高。
3.5 污泥干化后混燒
1)工藝流程
污泥干化后入爐混燒的主要工藝流程,見圖5-4。
2)設(shè)計與運(yùn)行控制
污泥干化后可進(jìn)入電廠原有的輸煤系統(tǒng)。為防止污泥混入后造成原有給煤系統(tǒng)堵塞,污泥需干化至半干化(含水率40%以下),干化后污泥形態(tài)應(yīng)疏松。為防止污泥干化污染原有電廠的煙氣,推薦采用間接式污泥干化設(shè)備。
摻燒后焚燒溫度不得低于850 ℃。
3.6 二次污染控制要求
為有效控制二次污染,污泥焚燒泥質(zhì)須滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》CJ/T 290的規(guī)定。焚燒產(chǎn)生的煙氣、爐渣、飛灰及噪聲均應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測與控制。
1)臭氣
污泥儲存?zhèn)}應(yīng)密閉,并采用微負(fù)壓設(shè)計,將臭氣送入爐膛高溫分解。為防止污泥干化過程中臭氣外泄,干化裝置必須全封閉,污泥干化機(jī)內(nèi)部和污泥干化間需保持微負(fù)壓。干化后污泥應(yīng)密封儲存,以防止由于污泥溫度過高而導(dǎo)致臭氣揮發(fā)。干化后分離出的不可凝氣體(臭氣)須送入爐膛高溫分解。
焚燒廠惡臭污染物控制與防治應(yīng)符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554的規(guī)定。
2)煙氣
對于排放的煙氣,應(yīng)核算大氣污染物排放限值。
熱力發(fā)電廠燃煤鍋爐摻燒污泥時,各種大氣污染物排放限值可通過污泥和煤的煙氣份額進(jìn)行換算,對煙氣中排放的二噁英應(yīng)進(jìn)行總量控制。
3)灰渣
爐渣與飛灰應(yīng)分別收集、貯存、運(yùn)輸,并妥善處置;符合要求的爐渣可進(jìn)行綜合利用。飛灰應(yīng)按《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》GB 5085 進(jìn)行鑒定后,妥善處置。屬于危險廢物的,應(yīng)按危險廢物處置;不屬于危險廢物的,可按一般固體廢物處理。
4)廢水
污泥干化后蒸發(fā)出的水蒸汽和不可凝氣體(臭氣)需進(jìn)行分離。水蒸汽通過冷凝裝置冷凝后處理。焚燒廠的廢水經(jīng)過處理后應(yīng)優(yōu)先回用。當(dāng)廢水需直接排入水體時,其水質(zhì)應(yīng)符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978的規(guī)定。
5)噪聲
焚燒廠的噪聲應(yīng)符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096 和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 12348 的規(guī)定,對建筑物內(nèi)直接噪聲源控制應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》GBJ 87的規(guī)定。焚燒廠噪聲控制應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源控制措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點(diǎn)的噪聲控制宜采取以隔音為主,輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。
3.7 投資與運(yùn)行成本的評價與分析
干化后污泥在熱電廠協(xié)同處置,投資成本是由干化設(shè)備的選型、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決定的。一般情況下,若濕污泥儲存?zhèn)}、污泥泵和干化系統(tǒng)均采用國產(chǎn)設(shè)備,投資成本在10~15萬元/ t 污泥(含水率80%)左右;若干化設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備,投資成本在30~40萬元/ t污泥(含水率80%)左右。
若采用國產(chǎn)的空心漿葉式干化機(jī),運(yùn)行成本約為100~180元/ t 污泥(含水率80%,不包括固定資產(chǎn)折舊),其中電耗約55~60 kWh/污泥(含水率80%)。
4 污泥與生活垃圾混燒
4.1 原理與作用
污泥干化后具有一定熱值,將污泥干化后與生活垃圾混燒,既可以利用垃圾焚燒廠的余熱作為干化熱源,又可以利用垃圾焚燒廠已有的焚燒和尾氣處理設(shè)備,節(jié)省投資和運(yùn)行成本。
4.2 應(yīng)用原則
污泥和生活垃圾混合焚燒,應(yīng)采用干化技術(shù)將污泥含水率降至,與生活垃圾相似的水平,不宜將脫水污泥與生活垃圾直接摻混焚燒。
優(yōu)先考慮采用生活垃圾焚燒余熱干化污泥,不宜選用一次優(yōu)質(zhì)能源作為干化熱源。
4.3 干化后污泥與垃圾混燒
1)工藝流程
混燒污泥的生活垃圾焚燒廠,除建設(shè)滿足國家規(guī)定的生活垃圾焚燒系統(tǒng)外,污泥焚燒的主要工藝流程,見圖5-5。
2)設(shè)計與運(yùn)行控制
采用污泥與生活垃圾混合焚燒,應(yīng)為污泥的輸送和給料配備專門的設(shè)備,不宜與生活垃圾共用。污泥干化推薦采用間接式污泥干化設(shè)備。采用污泥和生活垃圾混合焚燒,應(yīng)選擇流化床焚燒爐進(jìn)行處理。焚燒爐的設(shè)計應(yīng)考慮污泥焚燒飛灰量大,對尾部受熱面和煙氣凈化系統(tǒng)的影響。
混燒的焚燒溫度不得低于850℃。
4.4 二次污染控制要求
污泥與生活垃圾混合焚燒產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣和噪聲均應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測與控制。
1)臭氣
污泥儲存?zhèn)}應(yīng)密閉,并采用微負(fù)壓設(shè)計,將臭氣送入爐膛高溫分解。為防止污泥干化過程中臭氣外泄,干化裝置必須全封閉。污泥干化機(jī)內(nèi)部和污泥干化間需保持微負(fù)壓。干化后污泥應(yīng)密封儲存,以防止由于污泥溫度過高而導(dǎo)致臭氣揮發(fā)。干化后分離出的不可凝氣體(臭氣)須送入爐膛高溫分解。焚燒廠惡臭污染物控制與防治應(yīng)符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554的規(guī)定。
2)焚燒煙氣
最終排入大氣的煙氣中污染物排放限值,應(yīng)取污泥單獨(dú)焚燒污染物排放限值和生活垃圾單獨(dú)焚燒污染物排放限值中的低者。目前參照《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的規(guī)定。
3)灰渣
爐渣與飛灰應(yīng)分別收集、貯存、運(yùn)輸,并妥善處置;符合要求的爐渣可進(jìn)行綜合利用。
飛灰參照《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的規(guī)定進(jìn)行處理。
4)廢水
污泥干化產(chǎn)生的水蒸汽和不可凝氣體(臭氣)需進(jìn)行分離。水蒸汽通過冷凝裝置冷凝后進(jìn)行廢水處理。焚燒廠的廢水經(jīng)過處理后應(yīng)優(yōu)先回用,高濃度的廢液也可采取噴入焚燒爐膛進(jìn)行焚燒處理。經(jīng)處理后的廢水需直接排入水體時,其水質(zhì)應(yīng)符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978的規(guī)定。
5)噪聲
焚燒廠的噪聲應(yīng)符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096 和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 12348 的規(guī)定。對建筑物內(nèi)直接噪聲源控制應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》GBJ 87的規(guī)定。焚燒廠噪聲控制應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源控制措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點(diǎn)的噪聲控制宜采取以隔音為主,輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。
4.5 成本分析
投資成本是由新增設(shè)備的選型、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決定的。一般情況下,若污泥儲存?zhèn)}、污泥干化機(jī)、污泥輸送和給料設(shè)備等均采用國產(chǎn)設(shè)備,投資成本在10~15萬元/ t 污泥(含水率80%)左右;若干化設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備,投資成本在30~40萬元/ t 污泥(含水率80%)
左右。
若采用干化污泥與生活垃圾混合焚燒,采用國產(chǎn)的空心漿葉式干化機(jī)時,視干化后污泥含固率不同,其運(yùn)行成本約為 100~180 元/ t 污泥(含水率 80%計,不包括固定資產(chǎn)折舊),其中電耗約55~60kWh/ t 污泥(含水率80%)。
第三節(jié) 建材利用技術(shù)
污泥的建材利用主要是指以污泥作為原料制造建筑材料,最終產(chǎn)物是可以用于工程的材料或制品。建材利用的主要方式有:污泥用于水泥熟料的燒制(即水泥窯協(xié)同處理處置)、污泥制陶粒等。污泥用于水泥熟料的燒制詳見本章第二節(jié)《污泥焚燒與協(xié)同處置技術(shù)》的內(nèi)容,本節(jié)主要介紹制陶粒技術(shù)。
1 污泥制陶粒
1.1原理與作用
污泥是一種粘土質(zhì)資源,用來配料生產(chǎn)陶粒(用作輕骨料配制輕骨料混凝土),可在高溫焙燒過程中使污泥得以徹底穩(wěn)定,并固化重金屬,充分利用污泥中的土質(zhì)資源。
1.2 應(yīng)用原則
污泥陶粒不宜用于人居及公共建筑。
污泥陶粒在燒制過程中固化了污泥中的重金屬,應(yīng)當(dāng)限制其中的重金屬含量和浸出毒性。
重金屬浸出限制值可參照表 5-2 的要求執(zhí)行。其他有害物質(zhì)含量應(yīng)符合表 5-3 的規(guī)定。污泥陶粒的技術(shù)要求應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《輕集料及其試驗(yàn)方法 第1部分:輕集料》GB/T17431.1的有關(guān)規(guī)定。
表 5-2 污泥建材利用重金屬浸出限制建議值
檢驗(yàn)項(xiàng)
|
浸出液最高允許濃度,ug/L
|
嚴(yán)格環(huán)境條件(地下水防護(hù)等)
|
特殊環(huán)境(公園、工業(yè)區(qū)等)
|
一般環(huán)境
|
Hg
|
0.2
|
0.5
|
10
|
Cd
|
2.0
|
10
|
50
|
As
|
10
|
10
|
100
|
Cr
|
15
|
30
|
350
|
Pb
|
20
|
40
|
100
|
Cu
|
50
|
100
|
300
|
Zn
|
50
|
100
|
300
|
Ni
|
4
|
50
|
200
|
表 5-3 有害物質(zhì)規(guī)定
項(xiàng)目名稱
|
指標(biāo)規(guī)定
|
備注
|
含泥量,%
|
≤3
|
結(jié)構(gòu)用輕集料≤2
|
泥塊含量,%
|
≤1
|
結(jié)構(gòu)用輕集料≤0.5
|
煮沸質(zhì)量損失,%
|
≤5
|
-
|
燒失量,%
|
≤5
|
-
|
硫化物和硫酸鹽含量(按 SO3計),%
|
≤1.0
|
-
|
有機(jī)物含量
|
不深于標(biāo)準(zhǔn)色
|
如深于標(biāo)準(zhǔn)色,按 GB/T 17431.2中 19.6.3的規(guī)定執(zhí)行
|
氯化物(以氯離子含量計)含量,%
|
≤0.02
|
-
|
放射性
|
符合
|
-
|
1.3 工藝流程與運(yùn)行控制
1)配料
污泥中二氧化硅等成分含量少,有機(jī)質(zhì)含量較高,不宜直接燒制陶粒。因此,要燒制出合格的陶粒制品,應(yīng)根據(jù)不同類型污泥的化學(xué)成份與特性,通過與粘土、粉煤灰、頁巖等其它原料混合配料,使陶粒原料化學(xué)組成滿足表5-4的要求。
表 5-4 陶粒原料的化學(xué)成分要求
化學(xué)成分
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO+MgO
|
K2O+Na2O
|
含量,%
|
48~79
|
8~25
|
3~12
|
1~12
|
0.5~7
|
此外,原料的化學(xué)組成還應(yīng)滿足下式的要求:
有關(guān)陶粒用污泥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范可暫參考現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),如《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 制磚用泥質(zhì)》CJ/T 289等。
2)工藝流程
污泥制陶粒的典型生產(chǎn)工藝流程如下:
原料計量→混碾攪拌→造粒→過篩→進(jìn)窯→烘干→預(yù)熱→焙燒→冷卻→分級→入庫→檢驗(yàn)→出廠
3)運(yùn)行控制
在一般情況下,宜控制污泥含水率不大于80%,并調(diào)整配料用水量;含水率80%的污泥摻量不宜超過30%。
在污泥制陶粒的生產(chǎn)過程中,應(yīng)控制好預(yù)熱和焙燒這兩個關(guān)鍵工序。預(yù)熱可避免直接焙燒導(dǎo)致陶粒炸裂,并可利用污泥中有機(jī)質(zhì)的燃燒熱值;陶粒焙燒工序直接影響陶粒產(chǎn)品的性能,燒制溫度在1100℃~1200℃之間為宜。
1.4 二次污染控制要求
污泥燒制陶粒過程中,污泥中一些重金屬容易造成污染。生產(chǎn)過程中應(yīng)進(jìn)行技術(shù)控制,并制定控制性標(biāo)準(zhǔn);污泥中可能存在其它污染物,如放射性污染物、有機(jī)污染物等,應(yīng)建立安全生產(chǎn)制度并制訂控制性標(biāo)準(zhǔn)。污泥焚燒的煙氣排放控制要求,應(yīng)滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的要求。
1.5 成本評價及分析
利用污泥制陶?梢悦饧佑袡C(jī)質(zhì)材料,減少粘土的用量,且污泥成本低廉;當(dāng)工業(yè)廢料(包括污泥)摻量超過30%時,產(chǎn)品可以享受國家一定的稅收優(yōu)惠政策。目前市場普通陶粒售價為250~300元/m3,污泥陶粒售價可降低5%~10%。因此,利用污泥制陶粒可以降低生產(chǎn)成本,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
第四節(jié) 污泥的填埋
污泥填埋有單獨(dú)填埋、與垃圾合并填埋兩種方式。國外有污泥單獨(dú)填埋場的案例。目前
國內(nèi)主要是與垃圾混合填埋。另外,污泥經(jīng)處理后還可作為垃圾填埋場覆蓋土。
1 應(yīng)用原則
污泥與生活垃圾混合填埋,污泥必須進(jìn)行穩(wěn)定化、衛(wèi)生化處理,并滿足垃圾填埋場填埋土力學(xué)要求;且污泥與生活垃圾的重量比,即混合比例應(yīng)≤8%。
污泥用于垃圾填埋場覆蓋土?xí)r,必須對污泥進(jìn)行改性處理?刹捎檬、水泥基材料、工業(yè)固體廢棄物等對污泥進(jìn)行改性。同時也可通過在污泥中摻入一定比例的泥土或礦化垃圾,混合均勻并堆置4d以上,以提高污泥的承載能力并消除其膨潤持水性。
2 污泥與生活垃圾混合填埋
2.1混合填埋的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
污泥與生活垃圾混合填埋時,必須降低污泥的含水率,同時進(jìn)行改性處理。改性處理可通過摻入礦化垃圾、黏土等調(diào)理劑,以提高其承載力,消除其膨潤持水性。避免雨季時,污泥含水率急劇增加,無法進(jìn)行填埋作業(yè)。混合填埋污泥泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》GB/T 23485和《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 16889要求。
2.2 混合填埋方法及技術(shù)要求
污泥與生活垃圾混合填埋應(yīng)實(shí)行充分混合、單元作業(yè)、定點(diǎn)傾卸、均勻攤鋪、反復(fù)壓實(shí)和及時覆蓋。填埋體的壓實(shí)密度應(yīng)大于1.0 kg/m3。每層污泥壓實(shí)后,應(yīng)采用黏土或人工襯層材料進(jìn)行日覆蓋。黏土覆蓋層厚度應(yīng)為20~30 cm。
混合填埋場在達(dá)到設(shè)計使用壽命后應(yīng)進(jìn)行封場。封場工作應(yīng)在填埋體上覆蓋黏土或其他人工合成材料。黏土的滲透系數(shù)應(yīng)小于1.0×l0-7 cm/s,厚度為20~30 cm,其上再覆蓋 20~30 cm的自然土作為保護(hù)層,并均勻壓實(shí)。填埋場封場后還應(yīng)覆蓋植被,同時在保護(hù)層上鋪設(shè)一層營養(yǎng)土層,其厚度根據(jù)種植植物的根系深淺而確定,一般不應(yīng)小于20 cm,總覆土應(yīng)在 80 cm以上。
填埋場封場應(yīng)充分考慮堆體的穩(wěn)定性與可操作性、地表水徑流、排水防滲、覆蓋層滲透性和填埋氣體對覆蓋層的頂托力等因素,使最終覆蓋層安全長效,填埋場封場坡度宜為5%。
污泥與生活垃圾混合填埋場必須為衛(wèi)生填埋場,具體建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及要求詳見《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》CJJ 17。
3 污泥作為生活垃圾填埋場覆蓋土
3.1 用作覆蓋土的污泥泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
污泥用作覆蓋土的污泥泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 混合填埋用泥質(zhì)》GB/T 23485和《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 16889 要求。
表 5-5 作為垃圾填埋場覆蓋土的污泥基本指標(biāo)
序號
|
控制項(xiàng)目
|
限值
|
1
|
含水率
|
<45%
|
2
|
臭度
|
<2級(六級臭度)
|
3
|
施用后蒼蠅密度
|
<5只/(籠·日)
|
4
|
橫向剪切強(qiáng)度
|
2
|
污泥用作垃圾填埋場終場覆蓋土?xí)r,其泥質(zhì)基本指標(biāo)除滿足表5-5 要求外,還需滿足《城
鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918 中衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)要求,同時不得檢測出傳染性病原菌。
3.2 用作覆蓋土的方法及技術(shù)要求
1) 日覆蓋應(yīng)實(shí)行單元作業(yè),其面積應(yīng)與垃圾填埋場當(dāng)日填埋面積相當(dāng)。
2) 改性污泥應(yīng)進(jìn)行定點(diǎn)傾卸、攤鋪、壓實(shí)。覆蓋層的厚度在經(jīng)過壓實(shí)后的應(yīng)不小于20 cm,壓實(shí)密度應(yīng)大于 1000 kg/m3。
3) 在污泥中摻入泥土或礦化垃圾時應(yīng)保證混合充分,堆置時間不小于4 d,以保證混合材料的承載能力大于50 kPa。
4) 污泥入場用作覆蓋材料前必須對其進(jìn)行監(jiān)測。含有毒工業(yè)制品及其殘物的污泥、含生物危險品和醫(yī)療垃圾的污泥、含有毒藥品的制藥廠污泥及其他嚴(yán)重污染環(huán)境的污泥不能進(jìn)入填埋場作為覆蓋土,未經(jīng)監(jiān)測的污泥嚴(yán)禁入場。
5)其他技術(shù)要求及處理措施詳見《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》CJJ 17。
4 投資與運(yùn)行成本的分析與評價
對于新建垃圾填埋場,總投資為16~26元/m3庫容,按填埋期20年考慮,折合18萬元/ t污泥(垃圾)。運(yùn)行成本為70~80元/ t 污泥(垃圾);如按運(yùn)輸距離在50 km以內(nèi)核算,總成本為100~125元/ t 污泥(垃圾)。
第六章 應(yīng)急處置與風(fēng)險管理
第一節(jié) 污泥的應(yīng)急處置
目前,污泥處理處置設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)普遍滯后于污水處理設(shè)施。在污泥處理處置設(shè)施建成投入使用前,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)急處置措施,嚴(yán)禁將污泥隨意棄置。
1 常用處理處置措施及采用原則
常用的污泥應(yīng)急處置措施為簡易存置。簡易存置措施可分為兩種:(1)在汛期降雨頻繁,且場地開放、無圍擋的條件下,將污泥直接堆置成有序的條垛,采取石灰和塑料薄膜雙重覆蓋的措施,最大限度的降低臭味散失和蒼蠅孳生。(2)在旱季降雨較少,且場地封閉、有圍墻的條件下,將污泥先自然攤曬5~7 d,降低含水率后再堆成條垛存置。攤曬過程中嚴(yán)密覆蓋石灰,堆成條垛后嚴(yán)密覆蓋沙土,以減小臭味散失。
簡易存置后的污泥,經(jīng)檢測后如符合相關(guān)的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),如《城鎮(zhèn)污水處理廠處置 混合填埋用泥質(zhì)》GB/T 23485標(biāo)準(zhǔn)、《城鎮(zhèn)污水處理廠處置 土地改良用泥質(zhì)》CJ/T 290標(biāo)準(zhǔn)等,則可采用混合填埋、土地改良等方式進(jìn)行最終處置,避免長期堆放。經(jīng)檢測后如無法滿足相關(guān)的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),則應(yīng)在污泥處理處置設(shè)施建成投產(chǎn)后,再將存置污泥回運(yùn),進(jìn)行規(guī)范處置。
污泥應(yīng)急處置措施僅限于污泥處理處置設(shè)施建成以前使用,一旦設(shè)施建成,必須立刻停止使用。
污泥應(yīng)急處置的場地應(yīng)選擇在遠(yuǎn)離人群集聚區(qū)、農(nóng)業(yè)種植區(qū)和環(huán)境敏感區(qū)域。當(dāng)場地面積緊張、降雨頻繁時,宜采用第(1)種操作方式;當(dāng)場地面積寬敞,降雨較少時,宜采用第(2)種操作方式。
2 簡易存置方式(一)的操作及管理控制要點(diǎn)
2.1操作模式
1)在臨時場地中規(guī)劃好用于卸泥的區(qū)域,利用挖掘機(jī)依次挖出多條平行淺溝,溝深約0.5m、寬約 3~5m;
2)將挖出來的土方均勻堆置在淺溝兩側(cè),壓實(shí)后形成等高的擋墻;
3)引導(dǎo)運(yùn)泥車將污泥依次卸入指定的淺溝內(nèi),形成條垛;
4)在條垛表面均勻覆蓋生石灰,厚度約1~2 cm,覆蓋必須徹底,不許有污泥外露;
5)使用塑料薄膜將整個條垛嚴(yán)密覆蓋,并將四邊壓緊,防止臭味外泄和蒼蠅接觸;
6)定期在薄膜表面噴灑滅蠅藥劑,進(jìn)一步控制蒼蠅孳生。
2.2管理控制要點(diǎn)
1)淺溝之間至少留出0.5m的間隔,以便后續(xù)操作。
2)壓實(shí)后的擋墻務(wù)必確保強(qiáng)度,防止堆置的污泥擠塌外溢。
3)在進(jìn)行撒灰覆膜操作時應(yīng)注意鋪撒全面、覆蓋嚴(yán)密,勿留死角。
4)每日進(jìn)行場地巡查,發(fā)現(xiàn)薄膜損壞及時修補(bǔ),避免污泥外露。
5)每日監(jiān)測場地蒼蠅密度,發(fā)現(xiàn)顯著增加時立刻停止進(jìn)泥,并在全場范圍內(nèi)進(jìn)行集中、連續(xù)的噴藥,直至蒼蠅密度恢復(fù)正常后再開始進(jìn)泥。
6)在揭膜將污泥取出時,需選擇風(fēng)量較大,氣壓較高的天氣進(jìn)行。揭膜人應(yīng)站在上風(fēng)口往下風(fēng)口順序揭膜,防止有毒氣體瞬間釋放致使操作人員中毒。
7)堆置后的污泥裝車外運(yùn)時,須嚴(yán)格控制操作面積,做到隨揭膜隨裝車,裝車完畢立刻重新嚴(yán)密覆蓋,避免污泥外露。
3 簡易存置方式(二)的操作及管理控制要點(diǎn)
3.1操作模式
1)在場地中事先規(guī)劃好用于卸泥的區(qū)域,一般為長方形;
2)引導(dǎo)污泥運(yùn)輸車將污泥均勻、有序的卸入指定的區(qū)域內(nèi),利用機(jī)械設(shè)備將污泥均勻攤開至5~10 cm厚,;
3)在污泥表面均勻覆蓋生石灰,厚度約1~2 mm,覆蓋必須徹底,不許有污泥外露;
4)自然晾曬5~7 d,污泥含水率降至60%左右后,利用機(jī)械設(shè)備集中收攏,在指定位置堆成條垛;
5)條垛表面嚴(yán)密覆蓋沙土,厚度約3~5 cm;
6)定期對操作場地噴灑滅蠅藥劑。
3.2管理控制要點(diǎn)
1)污泥卸入場地后需立刻攤開,避免長期堆放產(chǎn)生臭味。
2)晾曬至含水率滿足要求后,需立即堆成條垛,提高場地利用率。
3)將污泥收攏堆垛的過程中,要嚴(yán)格控制操作面積,減少臭味釋放。
4)每日監(jiān)測場地蒼蠅密度,發(fā)現(xiàn)顯著增加時立刻停止進(jìn)泥,并在全場范圍內(nèi)進(jìn)行集中、連續(xù)的噴藥,直至蒼蠅密度恢復(fù)正常后再開始進(jìn)泥。
5)存置后的污泥裝車外運(yùn)時,須嚴(yán)格控制作業(yè)面積,逐個條垛依次操作。
第二節(jié) 污泥處理處置的風(fēng)險分析與管理
1 安全風(fēng)險分析與管理
1.1安全風(fēng)險因素分析
污泥處理處置過程中,除機(jī)械傷害、觸電事故等常見安全風(fēng)險外,還存在一些特殊的安全風(fēng)險,包括:
1)污泥中含有較豐富的有機(jī)質(zhì),在匯集、管道輸送過程中,由于有機(jī)質(zhì)的腐敗,其中部分硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,在某些場合如通風(fēng)不良,硫化氫積聚,造成空氣中硫化氫濃度過高,危害作業(yè)(巡檢)人員的健康。
2)濕污泥在儲存過程中發(fā)生厭氧消化,生成甲烷等易燃?xì)怏w,如不及時排除,在濕污泥儲存?zhèn)}中積累,有燃燒爆炸的危險。
3)干污泥在長期儲存過程中,被空氣中的氧緩慢氧化導(dǎo)致溫度升高,溫度升高反過來又促使氧化加快,當(dāng)溫度升到自燃溫度(約180 ℃)之后就會引起干污泥自燃。
1.2安全風(fēng)險管理措施
1)通風(fēng)和防暑
為防范生產(chǎn)場合有害氣體和高溫,需采取以下通風(fēng)和防暑降溫措施:在生產(chǎn)廠房采取自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)等通風(fēng)換氣措施,中央控制室和值班室等設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)。污泥焚燒爐爐壁和管道系統(tǒng)必須具有良好的耐溫隔熱功能,外表溫度低于60 ℃。
2)防爆
脫水污泥儲存設(shè)施和干污泥料倉均有一定量的尾氣排出,當(dāng)兩條線的排出尾氣匯入排出總管后,應(yīng)避免尾氣直接排放,污染環(huán)境。在工藝設(shè)計中,在可能有燃爆性氣體的室內(nèi)設(shè)自然通風(fēng)及機(jī)械通風(fēng)設(shè)施,使燃爆性氣體的濃度低于其爆炸下限。
污泥消化池頂部、沼氣凈化房、沼氣柜等構(gòu)筑物內(nèi)的電氣和儀表、照明燈具應(yīng)選用隔曝型。電纜采用鎧裝電纜支架明敷或橋架敷設(shè),絕緣線穿鋼管敷設(shè)。
3)防火
在正常生產(chǎn)情況下,污泥處理處置設(shè)施一般不易發(fā)生火災(zāi),只有在操作失誤、違反規(guī)程、管理不當(dāng)及其他非常生產(chǎn)情況或意外事故狀態(tài)下,才可能由各種因素導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。因此,為了防止火災(zāi)的發(fā)生,或減少火災(zāi)發(fā)生造成的損失,根據(jù)“預(yù)防為主,消防結(jié)合”的方針,在設(shè)計上應(yīng)根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016 采取防范措施。
2 環(huán)境風(fēng)險分析與管理
2.1環(huán)境風(fēng)險因素分析
污泥處理處置工程可使污泥予以妥善處置,但對工程周圍環(huán)境也會產(chǎn)生一定的影響。
1)重金屬和有機(jī)污染物
工業(yè)廢水含量高的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥可能含有較多的重金屬離子或有毒有害化學(xué)物質(zhì),如可吸附性有機(jī)鹵素(AOX)、陰離子合成洗滌劑(LAS)、多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)、多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)等。
2)病原微生物和寄生蟲卵
未經(jīng)處理的污泥中含有較多的病原微生物和寄生蟲卵。在污泥的應(yīng)用中,它們可通過各種途徑傳播,污染土壤、空氣、水源,并通過皮膚接觸、呼吸和食物鏈危及人畜健康,也能在一定程度上加速植物病害的傳播。
3)臭氣
污泥處理處置很多環(huán)節(jié)都會有較強(qiáng)的臭氣產(chǎn)生。污水處理廠內(nèi)產(chǎn)生臭氣的主要設(shè)施有污泥調(diào)蓄池、污泥濃縮脫水機(jī)房、污泥液調(diào)節(jié)池、污泥干化等設(shè)施。污泥填埋、污泥土地利用等廠外處置環(huán)節(jié)也會有臭氣產(chǎn)生。在污泥運(yùn)輸和儲存過程中,也不可避免會有臭味散發(fā)到大氣中,勢必會影響周圍地區(qū)。
2.2環(huán)境風(fēng)險管理措施
1)污泥重金屬和有機(jī)污染物的控制
應(yīng)加強(qiáng)污泥中重金屬等有毒有害物質(zhì)的源頭控制和源頭減量。監(jiān)督工業(yè)廢水按規(guī)定在企業(yè)內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理,去除重金屬和其他有毒有害物質(zhì),達(dá)到《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ 3082標(biāo)準(zhǔn)的要求。污泥土地利用尤其應(yīng)密切注意污泥中的重金屬含量,要根據(jù)農(nóng)用土壤背景值,嚴(yán)格確定污泥的施用量和施用期限。
2)病原微生物和寄生蟲卵的控制
首先,應(yīng)加強(qiáng)污泥的穩(wěn)定化處理,使得污泥中的大腸菌群數(shù)等指標(biāo)滿足《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918等標(biāo)準(zhǔn)的要求,其次,為了保護(hù)公眾的健康以及減少疾病傳播的潛在危險,需建立一系列的操作規(guī)范和制度,如在污泥與公眾可能接觸的場合需設(shè)置警示標(biāo)志等。
3)臭味對環(huán)境的影響及緩解措施
一般來說污泥散發(fā)的臭味在下風(fēng)向100 m內(nèi),對人的感覺影響明顯。在300 m以外,則臭
味已嗅聞不到。因此,必須滿足300 m的隔距,才能有居住區(qū)。另外,為改善廠區(qū)工人的操作
條件,污泥接受倉在車輛卸泥完成后應(yīng)及時封閉,防止臭氣逸出。
附錄
編制依據(jù)
1、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策(試行)》
2、《城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 27
3、《室外排水設(shè)計規(guī)范》GB 50014
4、《城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行、維護(hù)及其安全技術(shù)規(guī)程》
5、《化學(xué)品生產(chǎn)單位受限空間作業(yè)安全規(guī)范》AQ 3028
6、《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB 50058
7、《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》GB 50160
8、《糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 7959
9、《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1
10、《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》GBZ2
11、《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554
12、《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978
13、《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096
14、《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 12348
15、《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 16889
16、《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》CJJ 17
17、《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918
18、《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(建標(biāo)[2001]101號)
19、《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485
20、《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》GB 5085
21、《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 4915
22、《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18484
23、《廢物焚燒2000/76/EC指令》
24、《輕集料及其試驗(yàn)方法 第一部分:輕集料》GB/T 17431.1
25、《燒結(jié)普通磚》GB 5101
26、《燒結(jié)多孔磚》GB 13544
27、《燒結(jié)空心磚》GB 13545
28、《固化類路面基層和底基層技術(shù)規(guī)程》CJJ/T 80
29、《土壤固化劑》CJ/T 3073
30、《危險廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18598
31、美國《污泥利用處置標(biāo)準(zhǔn)》
32、歐盟《污泥農(nóng)用指導(dǎo)規(guī)程》
33、英國《污泥農(nóng)業(yè)土地利用指南》
34、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 5750
35、《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》HJ/T 164
36、《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 15618
37、《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》HJ/T 166
38、《安全色》GB 2893
39、《安全標(biāo)志》GB 2894
40、《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 13223
41、《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ 3082
42、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》GB24188
43、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質(zhì)》GB/T 23486
44、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 混合填埋用泥質(zhì)》GB/T 23485
45、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》GB24602
46、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 土地改良用泥質(zhì)》GB24600
47、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 制磚用泥質(zhì)》CJ/T289
48、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 農(nóng)用泥質(zhì)》CJ/T309
49、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016
50、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 分類》GB/T23484
3 石灰穩(wěn)定工藝與系統(tǒng)組成
3.1工藝流程
3.2系統(tǒng)組成
1)輸送系統(tǒng)(包括濕泥及成品污泥輸送)
一般可選擇螺旋輸送機(jī)或帶式輸送機(jī),應(yīng)采用全封閉結(jié)構(gòu),以防止污泥散發(fā)的臭氣排放到大氣中,影響操作環(huán)境,危害操作人員的健康。
2)石灰倉儲與計量給料系統(tǒng)
石灰料倉用來暫時儲存罐車運(yùn)送來的石灰粉料。設(shè)有破拱裝置、倉頂布袋除塵器、料位器等。
計量給料系統(tǒng)應(yīng)確保在混合反應(yīng)器開啟后,石灰能持續(xù)、定量輸送至混合反應(yīng)器內(nèi)。主要由進(jìn)料斗、進(jìn)料料位監(jiān)測和出料裝置、計量投加裝置等組成。
3)干化混合反應(yīng)系統(tǒng)
作為石灰干化穩(wěn)定工藝的核心設(shè)備,其運(yùn)行表現(xiàn)直接影響整個項(xiàng)目效果。目前一般選擇傳統(tǒng)臥式混合攪拌反應(yīng)器,主要由混合圓筒、工作軸、攪拌元件、在線監(jiān)測裝置等組成。
4)廢氣收集及處理系統(tǒng)
污泥石灰穩(wěn)定工藝中,廢氣主要特點(diǎn)是高溫、高濕、高粉塵濃度、低有毒氣體濃度。它的主成分為水蒸氣、石灰粉塵、氨氣,溫度約為 30℃~50℃。針對該類廢氣,一般選擇濕式噴淋塔或增加凈化單元可滿足處理需求。
4 設(shè)計與運(yùn)行控制
1)石灰摻混比例
根據(jù)污泥含水率、石灰活性及最終處置方式差異,石灰摻混比例可在30%以內(nèi)調(diào)整。不同加鈣量的脫水效果,見表4-5。
表 4-5 加鈣處理后污泥溫度、pH值及含固量變化(原始污泥含固率 22.7%)
編號
|
石灰與污泥的重量比(%)
|
溫度(℃)(處理后 30分鐘測量)
|
在相應(yīng)時間后的含固率(%)
|
pH值
|
50小時
|
12.5
|
1
|
2
|
28
|
30.8
|
12.6
|
12.5
|
2
|
4.6
|
30
|
35.9
|
12.6
|
12.6
|
3
|
6.9
|
43
|
39.2
|
12.6
|
12.6
|
4
|
9
|
45
|
48.1
|
12.6
|
12.6
|
5
|
11
|
58
|
51.7
|
12.6
|
12.6
|
6
|
14.4
|
59
|
54.8
|
pH值
|
12.6
|
2)混合物料的后續(xù)反應(yīng)
石灰—污泥在快速混合后反應(yīng)仍將不同程度地持續(xù)數(shù)小時至數(shù)天,設(shè)計中應(yīng)優(yōu)化工藝條件有利于污泥的后續(xù)反應(yīng)及水蒸汽的蒸發(fā),可以通過設(shè)計混合物料堆置設(shè)施(一般為 5~10d混合物料的堆置空間)為其進(jìn)一步的反應(yīng)提供有利條件,但要考慮粉塵及有毒有害氣體的控制。
5 投資及運(yùn)行成本的評價與分析
相對污泥熱干化、焚燒等處置方式,污泥石灰穩(wěn)定工藝基建投資較低,根據(jù)規(guī)模及混合設(shè)備選型不同,固定資產(chǎn)投資約為2~4萬元/t 污泥(含水率80%)。
目前國內(nèi)工程實(shí)例較少,工藝直接運(yùn)行費(fèi)用主要由石灰、電、人工、設(shè)備維護(hù)等費(fèi)用組成。根據(jù)石灰摻混比例不同,單噸運(yùn)行成本約為50~150元,其中,石灰消耗可占到總運(yùn)行費(fèi)用的70%~90%。
第六節(jié) 其他技術(shù)
1 污泥熱解處理技術(shù)
污泥熱解技術(shù)是指污泥中有機(jī)質(zhì)在缺氧條件下加熱到一定溫度裂解,轉(zhuǎn)化為燃油、燃?xì)、污泥碳和水的技術(shù)。根據(jù)污泥熱解溫度和產(chǎn)物的不同,污泥熱解處理技術(shù)可以分為污泥氣化技術(shù)、污泥油化技術(shù)和污泥炭化技術(shù)三大類。
污泥熱解技術(shù)具有污泥中能量有效回收利用、溫室氣體排放減少、重金屬得以固化、避免二噁英的產(chǎn)生、占地少、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。
2 污泥水熱處理技術(shù)
水熱處理技術(shù)是將污泥加熱,在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機(jī)物水解,破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu),改善脫水性能和厭氧消化性能的技術(shù),也稱熱調(diào)質(zhì)。
水熱處理技術(shù)按照處理過程是否通入氧化劑,把水熱處理分成熱處理(也稱為熱水解)和濕式氧化兩種。熱處理沒有氧化劑通入,而濕式氧化需要向反應(yīng)器內(nèi)通入氧化劑。水熱處理按照反應(yīng)溫度和壓力的不同,又分為低壓、中壓、高壓氧化以及超臨界氧化。按照添加催化劑與否,分為催化氧化和非催化氧化。
水熱處理技術(shù)可與多種污泥處理、處置技術(shù)直接對接、聯(lián)合使用。經(jīng)過水熱處理后的污泥脫水性能大幅度提高,經(jīng)機(jī)械脫水可獲得低含水率的泥餅,為污泥的處理和處置提供了基礎(chǔ);水熱處理后污泥可進(jìn)行高效率的厭氧消化,將污泥中的有機(jī)質(zhì)充分轉(zhuǎn)化為沼氣;同時,針對水熱處理上清液可引入水處理的高效厭氧工藝中,整體提高污泥處理系統(tǒng)效率;污泥中病原微生物在高溫高壓環(huán)境下被徹底殺滅。
第五章 污泥處置方式及相關(guān)技術(shù)
第一節(jié) 污泥土地利用
1 原理與作用
經(jīng)無害化和穩(wěn)定化處理后的污泥及污泥產(chǎn)品,以有機(jī)肥、基質(zhì)、腐殖土、營養(yǎng)土等形式可用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林綠化和土壤改良等方面,使污泥中的有機(jī)質(zhì)及氮磷等營養(yǎng)資源得以充分利用,同時污泥也可得以有效處置。
2 應(yīng)用原則
污泥必須經(jīng)過厭氧消化、好氧發(fā)酵等穩(wěn)定化及無害化處理后,才能進(jìn)行土地利用。
未經(jīng)穩(wěn)定化處理的污泥進(jìn)行農(nóng)用時,可造成燒苗現(xiàn)象。污泥經(jīng)穩(wěn)定化及無害化處理后,有機(jī)污染物得到部分降解,重金屬活性得到鈍化,通過無害化過程產(chǎn)生的熱量將污泥中大腸桿菌、病原菌和蟲卵等滅殺,雜草種子滅活,降低了污泥在進(jìn)行土地利用時的衛(wèi)生和環(huán)境風(fēng)險,并提高了植保安全性。
3 泥質(zhì)要求
1)養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)
以有機(jī)肥料形式用于農(nóng)業(yè)用途(包括農(nóng)田、果園和牧草地等)的污泥,其氮磷鉀(N+P2O5+K2O)含量應(yīng)不低于20 g/kg,有機(jī)質(zhì)含量不低于200 g/kg。以基質(zhì)形式用于農(nóng)業(yè)用途(包括草坪基質(zhì)、容器育苗基質(zhì)、苗木基質(zhì)等)的污泥,其氮磷鉀總量不低于40 g/kg,有機(jī)質(zhì)含量不低于240 g/kg。用于園林綠化和林地用途的污泥,其氮磷鉀總量不低于30 g/kg,有機(jī)質(zhì)含量不低于 200 g/kg。用于土壤改良和植被恢復(fù)途徑的污泥,其養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)含量,原則上不做要求。
2)重金屬
用于農(nóng)業(yè)用途的污泥重金屬限值須符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 農(nóng)用泥質(zhì)》CJ/T309標(biāo)準(zhǔn)的要求,可分為A級和B 級污泥。A級污泥要求較為嚴(yán)格,可用于蔬菜和糧食作物等食物鏈作物和纖維作物、飼料作物、油料作物等非食物鏈作物;B 級污泥對重金屬限量適度放寬,但只能用于纖維作物、飼料作物、油料作物等非食物鏈作物。用于園林綠化和林地的污泥重金屬限值須符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》GB/T 23486標(biāo)準(zhǔn)的要求。
用于沙荒地、鹽堿地和礦山廢棄地土壤改良的污泥重金屬含量應(yīng)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥
處置 土地改良用泥質(zhì)》CJ/T 291標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3)物理性質(zhì)
用于農(nóng)業(yè)用途的污泥,粒徑不應(yīng)高于10 mm,無粒徑大于5 mm的雜物。用于育苗基質(zhì)的污泥其容重應(yīng)低于0.8 g/cm3 ,總孔隙度和持水孔隙度分別不低于60%和40%,電導(dǎo)率小于3 ms/cm,pH應(yīng)在 6.0~8.0 之間。
4)腐熟度
以種子發(fā)芽指數(shù)作為污泥腐熟度的量化指標(biāo)。用于農(nóng)業(yè)用途的污泥種子發(fā)芽指數(shù)不低于60%。園林綠化和林地用途的污泥種子發(fā)芽指數(shù)不低于 50%。用于基質(zhì)途徑的污泥其種子發(fā)芽指數(shù)不低于75%。
5)衛(wèi)生指標(biāo)
進(jìn)行土地利用處置的污泥蛔蟲卵死亡率應(yīng)不低于95%,糞大腸菌群值不低于0.01。
4 土地利用的方式與方法
4.1 依據(jù)土地周圍環(huán)境條件并結(jié)合處理方法選擇具體的操作方式
濕污泥直接進(jìn)行土地利用時,有耕作層施用、深層施用等操作方式。當(dāng)用于污泥處置的土地遠(yuǎn)離人群,周圍環(huán)境不敏感時,可在耕作層直接施用。如周圍環(huán)境敏感,污泥在土地上攤鋪后,應(yīng)及時深翻至耕作層以下,避免惡臭污染。國外有的城市還將未經(jīng)脫水的泥漿直接注入耕作層。好氧發(fā)酵的污泥施用條件較好,一般可在耕作層直接施用。
4.2 依據(jù)應(yīng)用對象對養(yǎng)分的需求特性合理確定污泥施用量
污泥中的氮磷鉀無機(jī)養(yǎng)分主要以有機(jī)態(tài)類型存在,因此污泥的養(yǎng)分釋放特性以長效和緩釋為主。同時,污泥有機(jī)態(tài)養(yǎng)分中又以易礦化態(tài)類型為主,在施用后速效養(yǎng)分釋放較其他有機(jī)物料更為迅速,因此又兼具速效性。在進(jìn)行土地利用時,建議考慮應(yīng)用對象的養(yǎng)分需求特性,對于生長周期較長,特別是需要貯藏養(yǎng)分(如果樹、林地等)的應(yīng)用對象,適當(dāng)提高污泥用量與添加比例。而對于生長周期較短的作物,適當(dāng)降低污泥用量。涉及移栽環(huán)節(jié)的作物,在移栽后應(yīng)適當(dāng)增加污泥用量,保證緩苗的養(yǎng)分需求。以基質(zhì)形式開展土地利用,適當(dāng)提高污泥添加比例,甚至可全量使用污泥,以保證滿足育苗期的充足養(yǎng)分需求。
4.3 不同應(yīng)用對象的一般施用量
1)農(nóng)用為主的有機(jī)肥料
以有機(jī)肥料形式進(jìn)行污泥農(nóng)業(yè)應(yīng)用,其應(yīng)用對象包括林木、果樹、花卉,在一定的限制條件下,也可用于麥谷類糧食作物等,一般作為基肥(底肥)進(jìn)行應(yīng)用,也可作為追肥施用。
施用量應(yīng)根據(jù)作物養(yǎng)分需求、土壤養(yǎng)分供應(yīng)特性和土壤環(huán)境容量綜合確定,一般作物年度施用量范圍控制在4~8 kg/m2。對于由污泥制成的有機(jī)無機(jī)復(fù)合(混)肥,由于化肥成分的添加,可適當(dāng)降低施用量。蔬菜和糧食作物在收獲前30~40d不應(yīng)再施用污泥有機(jī)肥料。
2)育苗基質(zhì)
育苗基質(zhì)的應(yīng)用范圍包括:蔬菜育苗、林木育苗、花卉育苗等適宜工廠化操作的容器育苗。
對于以育苗基質(zhì)為途徑的土地利用方式,可將污泥視為營養(yǎng)土使用,建議適量提高污泥添加比例,一般占育苗基質(zhì)體積的50%~70%,特別是林木育苗基質(zhì),可全部采用腐熟污泥作為基質(zhì)原料。
3)園林與公路綠化
園林綠化應(yīng)用對象包括城市綠化帶、公園綠化、行道綠化、公路護(hù)坡、隔離帶及轉(zhuǎn)盤綠化等。
一般園林綠化年度施用量應(yīng)控制在4~8 kg/m2 ,對于公路綠化和樹木類可適當(dāng)提高至8~10 kg/m2 。施用方式以溝施和穴施為主。
4)林地
包括自然形成的森林和人工速生林等。
一般年度施用量控制在6~8 kg/m2 。施用方式以穴施為主。
5)草坪
適用于人工建植的帶土生產(chǎn)和無土生產(chǎn)的草坪。
年度施用量一般應(yīng)控制在5~10 kg/m2,最高不宜超過 12 kg/m2。施用方式以撒施為主。
6)生態(tài)修復(fù)與植被恢復(fù)
適合在礦山廢棄地、退化土地和植被無法生長的沙荒地施用。
年度施用量一般應(yīng)結(jié)合恢復(fù)工程條件而確定,一般不高于3 kg/m2 ,可在施用后的污泥覆蓋層上種植恢復(fù)性植物。施用方式以覆蓋和機(jī)械摻混為主。
5 土地利用的環(huán)境風(fēng)險與管理
對于污泥土地利用,應(yīng)進(jìn)行全過程的風(fēng)險管理與控制。全過程風(fēng)險控制流程,見圖5-1。
圖 5-1 污泥土地利用環(huán)境風(fēng)險控制流程圖
5.1 重金屬與有機(jī)污染物風(fēng)險
污水處理過程中約有 50%的污染物聚集在污泥中,特別是重金屬一直以來成為公眾對污泥擔(dān)憂的問題所在。實(shí)際上,隨著污水處理工藝的提高和時間推移,我國污泥重金屬含量正呈現(xiàn)逐年降低趨勢,污泥土地利用的重金屬風(fēng)險也在逐漸降低。區(qū)域內(nèi)污泥土地利用,應(yīng)結(jié)合土壤重金屬背景信息開展,規(guī)劃和分級適宜污泥土地利用的區(qū)域。同時,通過厭氧消化、好氧發(fā)酵或添加鈍化劑等措施,可以有效降低污泥土地利用的重金屬風(fēng)險。多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)、有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)等有機(jī)污染物通過厭氧消化或好氧發(fā)酵可部分降解,減少土地利用時向土壤和作物的轉(zhuǎn)移。因此,采取有針對性的預(yù)處理措施,可一定程度上降低重金屬和有機(jī)污染物的土地利用風(fēng)險。最重要的是要進(jìn)一步強(qiáng)化源頭控制和管理,嚴(yán)格限制有毒有害的工業(yè)廢水排入市政下水道。
5.2 病原體
污泥中含有大量細(xì)菌、病毒、蛔蟲卵,其中一部分為人畜共患病源,因此在污泥土地利用之前,需進(jìn)行無害化處理。但大部分病蟲害的致死溫度均在 50℃~60℃,與污泥高溫好氧及厭氧發(fā)酵的溫度要求相符合,因此只要經(jīng)過高溫好氧及厭氧發(fā)酵等高溫(55℃,5~7d)處理,污泥中病菌、蟲卵均得以滅殺(活),實(shí)現(xiàn)土地利用病蟲害風(fēng)險最低化。
5.3 雜草
污泥中含有的雜草種籽較多,主要源于生活污水夾雜的果蔬種籽,其外殼堅硬,在污水處理過程中并未失活,因此沉淀在污泥中仍具有潛在發(fā)芽能力。在進(jìn)行污泥土地利用,特別是在草坪和育苗基質(zhì)上應(yīng)用時,應(yīng)考慮由此可能造成的生物風(fēng)險。污泥中的雜草有可能成為入侵草種,影響土地利用效果。
5.4 鹽害
污泥中鹽離子成分復(fù)雜且含量較高,特別是氯化鈉(NaCl)含量達(dá)到普通土壤的 20~40倍,已超過普通作物的鹽分忍耐范圍。因此,在污泥土地利用時,應(yīng)考慮采取輔助措施,如淋洗脫鹽、加大噴灌水量等,降低鹽分含量,減少其應(yīng)用對作物的負(fù)面影響。
5.5對水體的影響
在重要水源地類型的湖庫周圍1km范圍內(nèi),不宜進(jìn)行污泥土地利用。在洪水頻繁爆發(fā)區(qū)域,不建議污泥進(jìn)行土地利用。在飲用水源地周邊和地下水位較高地區(qū),污泥土地利用的施用量應(yīng)遵循減半原則。在水、冰或雪覆蓋地區(qū)進(jìn)行污泥土地利用之前,應(yīng)該確保徑流得到有效控制。禁止在敏感性水體附近區(qū)域內(nèi),超量和過量施用污泥。
5.6 圍擋與覆蓋
污泥土地利用的場地平面與水平面角度不大于15°,在坡度大于15°的坡地上進(jìn)行污泥土
地利用時,應(yīng)在下坡處建立有效圍擋措施,防治污泥溢流和雨水沖刷造成污染。用于生態(tài)修復(fù)和植被恢復(fù)的污泥,在施用后應(yīng)進(jìn)行土壤覆蓋,避免污泥過度積累影響恢復(fù)效果。在園林綠化和林地等途徑進(jìn)行土地利用時,應(yīng)將施用后的污泥翻入土內(nèi),混合覆蓋。
5.7 定期監(jiān)測
污泥進(jìn)行土地利用,應(yīng)委托有資質(zhì)的環(huán)境評價機(jī)構(gòu)對污泥土地利用進(jìn)行土壤、水體和大氣方面的長期定點(diǎn)監(jiān)測,其監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄保存時間不低于6年。監(jiān)測指標(biāo)應(yīng)包括:重金屬(主要為汞、砷、鎘、鉛、鎳、鉻、銅和鋅)、化學(xué)需氧量(COD)、硝態(tài)氮、苯并(α)芘、礦物油和多環(huán)芳烴類(PAHs),還應(yīng)包括蒼蠅密度和大腸桿菌群總數(shù)等。監(jiān)測頻率應(yīng)依據(jù)污泥施用量確定,原則上不低于每季度一次。
5.8 記錄備案
污泥在進(jìn)行土地利用時,污泥產(chǎn)出單位應(yīng)記錄污泥產(chǎn)品去向,同時污泥使用單位應(yīng)定期向污泥監(jiān)管單位匯報,建立和完善污泥土地利用登記制度和跟蹤體系,保證污泥去向和使用有據(jù)可查。對污泥土地利用環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),應(yīng)及時上報當(dāng)?shù)丨h(huán)保主管部門進(jìn)行備案。
6 土地利用成本分析與經(jīng)濟(jì)效益評價
污泥土地利用涉及的成本與經(jīng)濟(jì)效益因不同用途而異,具體可參見表5-1。表中并未考慮污泥無害化和穩(wěn)定化處理成本,若增加此項(xiàng)處理成本,則其投入將相應(yīng)增加 150~250 元/t 污泥(含水率80%);此表也未考慮污泥土地利用后的作物收獲與產(chǎn)品產(chǎn)出收入,同時也不包括因未來物價水平波動可能造成的收支調(diào)整?傮w而言,在條件許可的情況下,相比于污泥其他處置方式,土地利用是比較經(jīng)濟(jì)可行的途徑之一。特別是污泥作為有機(jī)肥料、園林與公路綠化和林地等途徑進(jìn)行土地利用時,其經(jīng)濟(jì)效益較為明顯。它可結(jié)合區(qū)域背景,作為污泥土地利用的推薦途徑。如果將應(yīng)用面積和規(guī)?紤]在內(nèi),草坪和生態(tài)與植被恢復(fù),則是合適的污泥土地利用途徑,其污泥消納量較大,應(yīng)用前景廣泛。
表 5-1 污泥土地利用的成本分析與經(jīng)濟(jì)效益評價 單位:t污泥(含水率 45%~50%)
第二節(jié) 污泥焚燒與協(xié)同處置技術(shù)
污泥焚燒包括單獨(dú)焚燒,以及與工業(yè)窯爐的協(xié)同焚燒。
1 單獨(dú)焚燒
1.1 原理與作用
污泥焚燒是利用污泥中的熱量和外加輔助燃料,通過燃燒實(shí)現(xiàn)污泥徹底無害化處置的過程。單獨(dú)焚燒是指單獨(dú)建設(shè)焚燒設(shè)施對污泥進(jìn)行的焚燒。與工業(yè)窯爐的協(xié)同焚燒是指利用已有的工業(yè)窯爐焚燒污泥。
1.2 應(yīng)用原則
污泥單獨(dú)焚燒應(yīng)與熱干化設(shè)施聯(lián)建,充分利用污泥的熱值和焚燒熱量。單獨(dú)焚燒設(shè)施應(yīng)與人群聚居區(qū)保持足夠的安全距離,符合城鄉(xiāng)建設(shè)總體規(guī)劃。
1.3 工藝與設(shè)備
1)一般工藝流程
污泥焚燒系統(tǒng)通常包括儲運(yùn)系統(tǒng)、干化系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、電氣自控儀表系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)等。污泥焚燒的一般工藝流程,如圖5-2所示。
污泥干化系統(tǒng)和焚燒系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心;儲運(yùn)系統(tǒng)主要包括料倉、污泥泵、污泥輸送機(jī)等;煙氣凈化系統(tǒng)主要包括脫硫塔、自動噴霧系統(tǒng)、活性炭倉、除塵器、堿液系統(tǒng)等;電氣自控儀表系統(tǒng)包括能滿足系統(tǒng)測量控制要求的電氣和控制設(shè)備;輔助系統(tǒng)包括壓縮空氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風(fēng)采暖、消防系統(tǒng)等。對于較小規(guī)模的污泥處理處置設(shè)施,可采用污泥干化焚燒一體化設(shè)備。
2)主要工藝設(shè)備類型與參數(shù)
污泥焚燒爐主要包括流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐和立式多膛焚燒爐。立式多膛焚燒爐的焚燒能力低、污染物排放較難控制;回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐的爐溫控制困難、對污泥發(fā)熱量要求較高;流化床焚燒爐結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、運(yùn)行可靠、燃燒徹底、有機(jī)物破壞去除率高,目前已經(jīng)成為主要的污泥焚燒設(shè)備。
流化床焚燒爐的基本工作原理是,利用爐底布風(fēng)板吹出的熱風(fēng),將污泥懸浮起呈沸騰(流化)狀進(jìn)行燃燒。一般采用惰性床料進(jìn)行蓄熱、流化,再將污泥加入到流化床中與高溫的床料接觸、傳熱進(jìn)行燃燒。流化床污泥焚燒爐通常采用絕熱的爐膛,下部設(shè)有分配氣體的布風(fēng)板,爐膛內(nèi)壁襯耐火材料,并裝有一定量的床料。氣體從布風(fēng)板下部通入,并以一定速度通過布風(fēng)板,使床內(nèi)床料沸騰呈流化狀態(tài)。污泥從爐側(cè)或爐頂加入,在流化床層內(nèi)進(jìn)行干燥、粉碎、氣化等過程后,迅速燃燒。煙氣中夾帶的床料和飛灰,一般用除塵器捕集。床料可返回流化床內(nèi)。
流化床焚燒爐的典型技術(shù)指標(biāo),應(yīng)符合下列要求:(1)污泥處理量應(yīng)滿足設(shè)計要求,波動范圍宜為 65%~125%;(2)流化床焚燒爐密相區(qū)溫度宜為 850℃~950℃;(3)排煙溫度大于180 ℃。
帶式污泥干燥焚燒一體機(jī)是將帶式污泥干化與焚燒鑲嵌同一裝置內(nèi),適用于較小規(guī)模的污泥處理處置。帶式污泥干燥裝置由上、中、下三層排列的輸送帶組成。脫水污泥由螺旋輸送機(jī)送至泥條機(jī),由泥條機(jī)旋轉(zhuǎn)壓制成泥條均勻地鋪設(shè)在上輸送帶,污泥在上輸送帶的尾端被投至中輸送帶上,再由中輸送帶的尾端投到下輸送帶上,然后繼續(xù)向前輸送至出料口。在上輸送帶上方安裝抽風(fēng)裝置,抽吸焚燒爐的熱能和廂體外的干燥空氣,使熱能和空氣從裝置的下部進(jìn)入,穿流整個輸送帶,帶走污泥內(nèi)的水分。用干化后的污泥進(jìn)焚燒爐燃燒。污泥燃燒的熱能輸入干燥廂體用于干燥濕污泥所需的熱能。
1.4 干化焚燒系統(tǒng)的能量平衡和余熱利用
1)污泥的熱值
實(shí)驗(yàn)室測試污泥熱值結(jié)果多為空氣干燥基低位熱值Qad, net(kJ/kg),對于含水率為Mar(%)
的濕污泥,其熱值按照式(5-1)進(jìn)行換算:
2)干化后污泥量
經(jīng)過干化后的污泥量通過式(5-2)計算:
3)熱干化的耗熱量
對于一個熱干化系統(tǒng),其耗熱量按式(5-3)進(jìn)行估算:
4)輔助熱量的計算
污泥焚燒后產(chǎn)生的熱量可以通過式(5-4)計算:
如果焚燒爐產(chǎn)生熱量qgl > 干化系統(tǒng)耗熱量qgh,則不需要輔助燃料;如果焚燒爐產(chǎn)生熱量qgl < 干化系統(tǒng)耗熱量qgh,則需要的輔助熱量為qgh- qgl (kJ/h),根據(jù)輔助燃料的熱值可進(jìn)一步計算輔助燃料的消耗量。
根據(jù)以上計算方法,若脫水污泥含水率80%,干化到含水率40%入爐焚燒,污泥干化機(jī)和污泥焚燒爐的熱效率均為85%,則只有污泥干基低位熱值達(dá)到約13510 kJ/kg(即3227 kcal/kg)才不需要輔助燃料。
5)余熱利用
考慮到整個污泥干化焚燒系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和尾氣處理的要求,焚燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈶?yīng)通過余熱鍋爐進(jìn)行利用,可以加熱水蒸汽、導(dǎo)熱油和空氣等干化熱源和燃燒輔助熱風(fēng)。
1.5 設(shè)計與工藝控制
1)焚燒爐所采用耐火材料的技術(shù)性能應(yīng)滿足焚燒爐燃燒氣氛的要求,質(zhì)量應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),能夠承受焚燒爐工作狀態(tài)的交變熱應(yīng)力;
2)焚燒爐的設(shè)計應(yīng)保證其使用壽命不低于10萬運(yùn)行小時;焚燒爐應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜哂嗵幚砟芰,進(jìn)料量應(yīng)可調(diào)節(jié);
3)焚燒爐應(yīng)設(shè)置防爆門或其它防爆設(shè)施;
4)必須配備自動控制和監(jiān)測系統(tǒng),在線顯示運(yùn)行工況和尾氣排放參數(shù);
5)確保焚燒爐出口煙氣中氧氣含量達(dá)到6%~10%(干氣);
6)焚燒爐密相區(qū)溫度宜為850℃~950℃;
7)由于污泥焚燒煙氣中含濕量較大,為有效防止積灰和腐蝕,焚燒爐排煙溫度宜大于180 ℃。
1.6二次污染控制要求
為有效控制二次污染,污泥焚燒泥質(zhì)須滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》CJ/T 290的規(guī)定。焚燒產(chǎn)生的煙氣、爐渣、飛灰及噪聲均應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測與控制。
1)煙氣
污泥焚燒后的煙氣成分與污泥成分密切相關(guān)。常規(guī)污染物主要有NOx、SO2和煙塵等。污泥中的氯含量較生活垃圾更低,污泥焚燒所產(chǎn)生的二噁英通常低于生活垃圾。污泥焚燒后重金屬大多數(shù)都富集在飛灰中。
對SO2的控制,有多種方法可供選擇,主要有爐內(nèi)脫硫,以及濕法、干法和半干法等尾部
脫硫方法。污泥焚燒的脫硫方法可采用“爐內(nèi)脫硫+半干法脫硫”。根據(jù)國外使用經(jīng)驗(yàn),也可以
采取濕法脫硫。
用于煙塵控制的除塵設(shè)備主要有旋風(fēng)除塵器、靜電除塵器和布袋除塵器。污泥焚燒尾氣除塵推薦使用布袋除塵器。
控制污泥焚燒重金屬排放的主要方法有:通過余熱利用系統(tǒng)使煙氣降溫,煙氣中的重金屬自然凝聚成核或冷凝成粒狀物質(zhì),隨后,采用除塵設(shè)備捕集;將尾氣通過濕式洗滌塔,除去其中水溶性的重金屬化合物;通過布袋除塵器可吸附部分重金屬顆粒,另一部分重金屬可噴射活性炭等粉末,吸附重金屬形成較大顆粒后,被除塵設(shè)備捕集。
控制污泥焚燒煙氣中二噁英排放的主要方法有:在燃料中添加化學(xué)藥劑阻止二噁英的生成;在燃燒過程中提高“3T”(湍流Turbulence、溫度Temperature、時間Time)作用效果,通過旋轉(zhuǎn)二次風(fēng)等布置方式使污泥與空氣充分?jǐn)嚢杌旌希S持足夠的燃燒溫度和3 s以上的停留時間,減少二噁英前驅(qū)物的生成;在尾氣處理過程中噴射活性炭粉末等吸附二噁英類物質(zhì)而被除塵設(shè)備捕集;布袋除塵器對二噁英也有一定的吸附作用。
流化床污泥焚燒爐通常不需采用額外的脫硝技術(shù)即可滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的限值。如需進(jìn)一步控制NOx的排放,推薦采用選擇性非催化還原法(SNCR),能達(dá)到30%~70%的脫除效率。
應(yīng)嚴(yán)格控制焚燒工藝過程,并對煙氣必須采取綜合處理措施,其煙氣排放濃度須滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的規(guī)定。
2)爐渣與飛灰
爐渣與飛灰應(yīng)分別收集、貯存、運(yùn)輸,并妥善處置。符合要求的爐渣可進(jìn)行綜合利用。
飛灰應(yīng)按《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》GB 5085.1-3的規(guī)定進(jìn)行鑒定后,妥善處置;屬于危險廢物的,
應(yīng)按危險廢物處置;不屬于危險廢物的,可按一般固體廢物處理。
3)噪聲
焚燒廠的噪聲應(yīng)符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 12348的規(guī)定,對建筑物內(nèi)直接噪聲源控制應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》GB J87的規(guī)定。焚燒廠噪聲控制應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源控制措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點(diǎn)的噪聲控制宜采取以隔音為主,輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。
4)臭氣
焚燒廠惡臭污染物控制與防治應(yīng)符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554的規(guī)定。焚燒生產(chǎn)線運(yùn)行期間,應(yīng)采取有效控制和治理惡臭物質(zhì)的措施。焚燒生產(chǎn)線停止運(yùn)行期間,應(yīng)采取相應(yīng)措施防止惡臭擴(kuò)散到周圍環(huán)境中。
1.7 投資及運(yùn)行成本的評價與分析
投資成本是由系統(tǒng)復(fù)雜程度、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決定的。一般情況下,若干化和焚燒系統(tǒng)均采用國產(chǎn)設(shè)備,干化焚燒項(xiàng)目的投資成本在30~50萬元/ t污泥(含水率80%);若干化設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備,焚燒等其他設(shè)備均采用國產(chǎn)設(shè)備,干化焚燒項(xiàng)目的投資成本在50~70萬元/t污泥(含水率80%)。若采用更多的進(jìn)口設(shè)備,投資成本將增加。
國內(nèi)污泥干化焚燒實(shí)際運(yùn)行的項(xiàng)目較少,采用的設(shè)備和配套的煙氣處理設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)差異較大,因此,目前的運(yùn)行費(fèi)用統(tǒng)計尚不具有典型性。一般而言,若采用進(jìn)口的流化床干化機(jī)和國產(chǎn)的流化床焚燒系統(tǒng),運(yùn)行成本約為170~250元/ t污泥(含水率以80%計,不包括固定資產(chǎn)折舊),其中燃煤和用電的消耗約占55%~65%,導(dǎo)熱油、自來水、石灰石、消石灰、石英砂、活性炭、氮?dú)獾葥p耗費(fèi)用共計約5%。若采用國產(chǎn)的空心漿葉式干化機(jī)和國產(chǎn)的流化床焚燒系統(tǒng),運(yùn)行成本約為120~200元/ t污泥(含水率以80%計,不包括固定資產(chǎn)折舊),其中燃煤和用電的消耗約占65%~70%。
2 污泥的水泥窯協(xié)同處置
2.1 原理與作用
污泥的水泥窯協(xié)同處置是利用水泥窯高溫處置污泥的一種方式。水泥窯中的高溫能將污泥焚燒,并通過一系列物理化學(xué)反應(yīng)使焚燒產(chǎn)物固化在水泥熟料的晶格中,成為水泥熟料的一部分,從而達(dá)到污泥安全處置的目的。
利用水泥窯對污泥進(jìn)行協(xié)同處置,具有以下作用:
有機(jī)物徹底分解,污泥得以徹底的減容、減量和穩(wěn)定化;燃燒后的殘渣成為水泥熟料的一部分,無殘渣飛灰產(chǎn)生,不需要對焚燒灰另行處置;回轉(zhuǎn)窯內(nèi)堿性環(huán)境在一定程度內(nèi)可抑制酸性氣體和重金屬排放;水泥生產(chǎn)過程余熱可用于干化濕污泥;回轉(zhuǎn)窯熱容量大、工作狀態(tài)穩(wěn)定,污泥處理量大。
2.2 應(yīng)用原則
利用水泥窯協(xié)同處置污泥必須建立在社會污泥處置成本最優(yōu)化原則之上,如果在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)上有更好的回收利用方法時,則不要將污泥使用在水泥窯中。同時,污泥的協(xié)同處置應(yīng)保證水泥工業(yè)利用的經(jīng)濟(jì)性。
水泥窯協(xié)同處置污泥應(yīng)確保污染物的排放,不高于采用傳統(tǒng)燃料的污染物排放與污泥單獨(dú)處置污染物排放總和。協(xié)同處置污泥水泥窯產(chǎn)品必須達(dá)到品質(zhì)指標(biāo)要求,并應(yīng)通過浸析試驗(yàn),證明產(chǎn)品對環(huán)境不會造成任何負(fù)面影響。
利用水泥窯協(xié)同處置污泥作為跨行業(yè)的協(xié)同處置方式,應(yīng)保證從產(chǎn)生到處置完成良好的記錄追溯,在全處置過程確保污染物的達(dá)標(biāo)排放和相關(guān)人員健康和安全,確保所有要求符合現(xiàn)有的國家法律、法規(guī)和制度。能夠有效地對廢物協(xié)同處置過程中的投料量和工藝參數(shù)進(jìn)行控制,并確保與地方、國家和國際的廢物管理方案協(xié)調(diào)一致。
2.3 水泥窯協(xié)同處置的主要方式
城鎮(zhèn)污水處理廠污泥可在不同的喂料點(diǎn)進(jìn)入水泥生產(chǎn)過程。常見的喂料點(diǎn)是:窯尾煙室、上升煙道、分解爐、分解爐的三次風(fēng)風(fēng)管進(jìn)口。污泥焚燒殘渣可通過正常的原料喂料系統(tǒng)進(jìn)入,含有低溫?fù)]發(fā)成分(例如烴類)的污泥必須喂入窯系統(tǒng)的高溫區(qū)。
通常,濕污泥經(jīng)過泵送直接入窯尾煙室;利用水泥窯協(xié)同處置干化或半干化后的污泥時,在窯尾分解爐加入;外運(yùn)來的污泥焚燒灰渣,可通過水泥原料配料系統(tǒng)處置。
利用水泥窯廢熱干化污泥,與通常的污泥熱干化系統(tǒng)相同。
2.4 利用水泥窯直接焚燒處置濕污泥
含水率在60%~85%的市政污泥可以利用水泥窯直接進(jìn)行焚燒處置利用水泥窯直接焚燒污泥可在水泥窯窯尾端煙室或上升煙道設(shè)置噴槍。水泥窯應(yīng)進(jìn)行如下改造:(1)窯尾煙室耐火材料改用抗剝落澆注材料;(2)水泥窯窯尾上升煙道增設(shè)壓縮空氣炮,以便清理結(jié)皮;(3)水泥窯窯尾分解爐縮口應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整;(4)對窯尾工藝收塵器進(jìn)行改造;(5)窯內(nèi)通風(fēng)面積擴(kuò)大5%~10%。
2.5 利用水泥窯焚燒處置干化或半干化的污泥
干化或半干化后的污泥發(fā)熱量低、著火點(diǎn)低、燃燒過程形成的飛灰多、燃燒時間短,不適合作為原料配料大規(guī)模利用,應(yīng)當(dāng)盡可能在分解爐、窯尾煙室等高溫部位投入,以保證焚毀效果。
來自干污泥儲存?zhèn)}的污泥經(jīng)皮帶秤計量后,經(jīng)雙道鎖風(fēng)閥門進(jìn)入分解爐,分解爐內(nèi)部增設(shè)污泥撒料盒,在撒料盒下方設(shè)置壓縮空氣進(jìn)行吹堵和干污泥的拋灑分散。如干污泥倉布置離窯尾較遠(yuǎn),也可采用氣動輸送,利用羅茨風(fēng)機(jī)作為動力,經(jīng)管道輸送進(jìn)入分解爐,干污泥燃燒采用單通道噴管即可。
2.6 污泥焚燒灰渣替代水泥生產(chǎn)原料利用
在污泥焚燒灰渣作為替代原料利用之前,應(yīng)仔細(xì)評估硫、氯、堿等物質(zhì)可能引起系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性有害元素總輸入量對系統(tǒng)的影響。這些成分的具體驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)根據(jù)協(xié)同處置污泥性質(zhì)和窯爐具體條件,現(xiàn)場單獨(dú)進(jìn)行確定。
2.7 二次污染控制要求
利用水泥窯直接焚燒濕污泥主要的環(huán)境問題為煙氣的排放。污染物的排放控制應(yīng)符合《生
活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的規(guī)定。
3 污泥的熱電廠協(xié)同處置
3.1 原理與作用
采用熱電廠協(xié)同處置,既可以利用熱電廠余熱作為干化熱源,又可以利用熱電廠已有的焚燒和尾氣處理設(shè)備,節(jié)省投資和運(yùn)行成本。
3.2 應(yīng)用原則
在具備條件的地區(qū),鼓勵污泥在熱力發(fā)電廠鍋爐中與煤混合焚燒;熱電廠協(xié)同處置應(yīng)不對原有電廠的正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響;混燒污泥宜在35 t/h以上的熱電廠(含熱電廠和火電廠)燃煤鍋爐上進(jìn)行。在現(xiàn)有熱電廠協(xié)同處置污泥時,入爐污泥的摻入量不宜超過燃煤量的8%;對于考慮污泥摻燒的新建鍋爐,污泥摻燒量可不受上述限制。
3.3 熱電廠協(xié)同處置的主要方式
熱電廠協(xié)同處置的主要方式有:濕污泥(含水率80%)直接加入鍋爐摻燒,和干化或半干化(含水率40%以下)后的污泥進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐或煤粉爐焚燒。
選用電廠余熱作為干化熱源,與通常熱干化系統(tǒng)相同。
3.4 濕污泥直接摻燒
1)工藝流程
濕污泥直接摻燒的主要工藝流程,見圖5-3。
2)設(shè)計與運(yùn)行控制
濕污泥給入爐膛的位置宜采用爐頂給料;若采用爐膛中部給料,給料器需設(shè)置水冷裝置。濕污泥直接摻燒須對原鍋爐的尾部受熱面進(jìn)行適當(dāng)改造,以防止煙氣中灰分、酸性氣體和濕含量升高導(dǎo)致的受熱面積灰、磨損和腐蝕。
摻燒后焚燒爐膛溫度不得低于850℃。由于煙氣中濕含量增加,為防止尾部積灰和腐蝕,排煙溫度應(yīng)適當(dāng)提高。
3.5 污泥干化后混燒
1)工藝流程
污泥干化后入爐混燒的主要工藝流程,見圖5-4。
2)設(shè)計與運(yùn)行控制
污泥干化后可進(jìn)入電廠原有的輸煤系統(tǒng)。為防止污泥混入后造成原有給煤系統(tǒng)堵塞,污泥需干化至半干化(含水率40%以下),干化后污泥形態(tài)應(yīng)疏松。為防止污泥干化污染原有電廠的煙氣,推薦采用間接式污泥干化設(shè)備。
摻燒后焚燒溫度不得低于850 ℃。
3.6 二次污染控制要求
為有效控制二次污染,污泥焚燒泥質(zhì)須滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》CJ/T 290的規(guī)定。焚燒產(chǎn)生的煙氣、爐渣、飛灰及噪聲均應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測與控制。
1)臭氣
污泥儲存?zhèn)}應(yīng)密閉,并采用微負(fù)壓設(shè)計,將臭氣送入爐膛高溫分解。為防止污泥干化過程中臭氣外泄,干化裝置必須全封閉,污泥干化機(jī)內(nèi)部和污泥干化間需保持微負(fù)壓。干化后污泥應(yīng)密封儲存,以防止由于污泥溫度過高而導(dǎo)致臭氣揮發(fā)。干化后分離出的不可凝氣體(臭氣)須送入爐膛高溫分解。
焚燒廠惡臭污染物控制與防治應(yīng)符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554的規(guī)定。
2)煙氣
對于排放的煙氣,應(yīng)核算大氣污染物排放限值。
熱力發(fā)電廠燃煤鍋爐摻燒污泥時,各種大氣污染物排放限值可通過污泥和煤的煙氣份額進(jìn)行換算,對煙氣中排放的二噁英應(yīng)進(jìn)行總量控制。
3)灰渣
爐渣與飛灰應(yīng)分別收集、貯存、運(yùn)輸,并妥善處置;符合要求的爐渣可進(jìn)行綜合利用。飛灰應(yīng)按《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》GB 5085 進(jìn)行鑒定后,妥善處置。屬于危險廢物的,應(yīng)按危險廢物處置;不屬于危險廢物的,可按一般固體廢物處理。
4)廢水
污泥干化后蒸發(fā)出的水蒸汽和不可凝氣體(臭氣)需進(jìn)行分離。水蒸汽通過冷凝裝置冷凝后處理。焚燒廠的廢水經(jīng)過處理后應(yīng)優(yōu)先回用。當(dāng)廢水需直接排入水體時,其水質(zhì)應(yīng)符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978的規(guī)定。
5)噪聲
焚燒廠的噪聲應(yīng)符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096 和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 12348 的規(guī)定,對建筑物內(nèi)直接噪聲源控制應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》GBJ 87的規(guī)定。焚燒廠噪聲控制應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源控制措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點(diǎn)的噪聲控制宜采取以隔音為主,輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。
3.7 投資與運(yùn)行成本的評價與分析
干化后污泥在熱電廠協(xié)同處置,投資成本是由干化設(shè)備的選型、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決定的。一般情況下,若濕污泥儲存?zhèn)}、污泥泵和干化系統(tǒng)均采用國產(chǎn)設(shè)備,投資成本在10~15萬元/ t 污泥(含水率80%)左右;若干化設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備,投資成本在30~40萬元/ t污泥(含水率80%)左右。
若采用國產(chǎn)的空心漿葉式干化機(jī),運(yùn)行成本約為100~180元/ t 污泥(含水率80%,不包括固定資產(chǎn)折舊),其中電耗約55~60 kWh/污泥(含水率80%)。
4 污泥與生活垃圾混燒
4.1 原理與作用
污泥干化后具有一定熱值,將污泥干化后與生活垃圾混燒,既可以利用垃圾焚燒廠的余熱作為干化熱源,又可以利用垃圾焚燒廠已有的焚燒和尾氣處理設(shè)備,節(jié)省投資和運(yùn)行成本。
4.2 應(yīng)用原則
污泥和生活垃圾混合焚燒,應(yīng)采用干化技術(shù)將污泥含水率降至,與生活垃圾相似的水平,不宜將脫水污泥與生活垃圾直接摻混焚燒。
優(yōu)先考慮采用生活垃圾焚燒余熱干化污泥,不宜選用一次優(yōu)質(zhì)能源作為干化熱源。
4.3 干化后污泥與垃圾混燒
1)工藝流程
混燒污泥的生活垃圾焚燒廠,除建設(shè)滿足國家規(guī)定的生活垃圾焚燒系統(tǒng)外,污泥焚燒的主要工藝流程,見圖5-5。
2)設(shè)計與運(yùn)行控制
采用污泥與生活垃圾混合焚燒,應(yīng)為污泥的輸送和給料配備專門的設(shè)備,不宜與生活垃圾共用。污泥干化推薦采用間接式污泥干化設(shè)備。采用污泥和生活垃圾混合焚燒,應(yīng)選擇流化床焚燒爐進(jìn)行處理。焚燒爐的設(shè)計應(yīng)考慮污泥焚燒飛灰量大,對尾部受熱面和煙氣凈化系統(tǒng)的影響。
混燒的焚燒溫度不得低于850℃。
4.4 二次污染控制要求
污泥與生活垃圾混合焚燒產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣和噪聲均應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測與控制。
1)臭氣
污泥儲存?zhèn)}應(yīng)密閉,并采用微負(fù)壓設(shè)計,將臭氣送入爐膛高溫分解。為防止污泥干化過程中臭氣外泄,干化裝置必須全封閉。污泥干化機(jī)內(nèi)部和污泥干化間需保持微負(fù)壓。干化后污泥應(yīng)密封儲存,以防止由于污泥溫度過高而導(dǎo)致臭氣揮發(fā)。干化后分離出的不可凝氣體(臭氣)須送入爐膛高溫分解。焚燒廠惡臭污染物控制與防治應(yīng)符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554的規(guī)定。
2)焚燒煙氣
最終排入大氣的煙氣中污染物排放限值,應(yīng)取污泥單獨(dú)焚燒污染物排放限值和生活垃圾單獨(dú)焚燒污染物排放限值中的低者。目前參照《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的規(guī)定。
3)灰渣
爐渣與飛灰應(yīng)分別收集、貯存、運(yùn)輸,并妥善處置;符合要求的爐渣可進(jìn)行綜合利用。
飛灰參照《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的規(guī)定進(jìn)行處理。
4)廢水
污泥干化產(chǎn)生的水蒸汽和不可凝氣體(臭氣)需進(jìn)行分離。水蒸汽通過冷凝裝置冷凝后進(jìn)行廢水處理。焚燒廠的廢水經(jīng)過處理后應(yīng)優(yōu)先回用,高濃度的廢液也可采取噴入焚燒爐膛進(jìn)行焚燒處理。經(jīng)處理后的廢水需直接排入水體時,其水質(zhì)應(yīng)符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978的規(guī)定。
5)噪聲
焚燒廠的噪聲應(yīng)符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096 和《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 12348 的規(guī)定。對建筑物內(nèi)直接噪聲源控制應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》GBJ 87的規(guī)定。焚燒廠噪聲控制應(yīng)優(yōu)先采取噪聲源控制措施。廠區(qū)內(nèi)各類地點(diǎn)的噪聲控制宜采取以隔音為主,輔以消聲、隔振、吸音的綜合治理措施。
4.5 成本分析
投資成本是由新增設(shè)備的選型、設(shè)備國產(chǎn)化率等因素決定的。一般情況下,若污泥儲存?zhèn)}、污泥干化機(jī)、污泥輸送和給料設(shè)備等均采用國產(chǎn)設(shè)備,投資成本在10~15萬元/ t 污泥(含水率80%)左右;若干化設(shè)備采用進(jìn)口設(shè)備,投資成本在30~40萬元/ t 污泥(含水率80%)
左右。
若采用干化污泥與生活垃圾混合焚燒,采用國產(chǎn)的空心漿葉式干化機(jī)時,視干化后污泥含固率不同,其運(yùn)行成本約為 100~180 元/ t 污泥(含水率 80%計,不包括固定資產(chǎn)折舊),其中電耗約55~60kWh/ t 污泥(含水率80%)。
第三節(jié) 建材利用技術(shù)
污泥的建材利用主要是指以污泥作為原料制造建筑材料,最終產(chǎn)物是可以用于工程的材料或制品。建材利用的主要方式有:污泥用于水泥熟料的燒制(即水泥窯協(xié)同處理處置)、污泥制陶粒等。污泥用于水泥熟料的燒制詳見本章第二節(jié)《污泥焚燒與協(xié)同處置技術(shù)》的內(nèi)容,本節(jié)主要介紹制陶粒技術(shù)。
1 污泥制陶粒
1.1原理與作用
污泥是一種粘土質(zhì)資源,用來配料生產(chǎn)陶粒(用作輕骨料配制輕骨料混凝土),可在高溫焙燒過程中使污泥得以徹底穩(wěn)定,并固化重金屬,充分利用污泥中的土質(zhì)資源。
1.2 應(yīng)用原則
污泥陶粒不宜用于人居及公共建筑。
污泥陶粒在燒制過程中固化了污泥中的重金屬,應(yīng)當(dāng)限制其中的重金屬含量和浸出毒性。
重金屬浸出限制值可參照表 5-2 的要求執(zhí)行。其他有害物質(zhì)含量應(yīng)符合表 5-3 的規(guī)定。污泥陶粒的技術(shù)要求應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《輕集料及其試驗(yàn)方法 第1部分:輕集料》GB/T17431.1的有關(guān)規(guī)定。
表 5-2 污泥建材利用重金屬浸出限制建議值
檢驗(yàn)項(xiàng)
|
浸出液最高允許濃度,ug/L
|
嚴(yán)格環(huán)境條件(地下水防護(hù)等)
|
特殊環(huán)境(公園、工業(yè)區(qū)等)
|
一般環(huán)境
|
Hg
|
0.2
|
0.5
|
10
|
Cd
|
2.0
|
10
|
50
|
As
|
10
|
10
|
100
|
Cr
|
15
|
30
|
350
|
Pb
|
20
|
40
|
100
|
Cu
|
50
|
100
|
300
|
Zn
|
50
|
100
|
300
|
Ni
|
4
|
50
|
200
|
表 5-3 有害物質(zhì)規(guī)定
項(xiàng)目名稱
|
指標(biāo)規(guī)定
|
備注
|
含泥量,%
|
≤3
|
結(jié)構(gòu)用輕集料≤2
|
泥塊含量,%
|
≤1
|
結(jié)構(gòu)用輕集料≤0.5
|
煮沸質(zhì)量損失,%
|
≤5
|
-
|
燒失量,%
|
≤5
|
-
|
硫化物和硫酸鹽含量(按 SO3計),%
|
≤1.0
|
-
|
有機(jī)物含量
|
不深于標(biāo)準(zhǔn)色
|
如深于標(biāo)準(zhǔn)色,按 GB/T 17431.2中 19.6.3的規(guī)定執(zhí)行
|
氯化物(以氯離子含量計)含量,%
|
≤0.02
|
-
|
放射性
|
符合
|
-
|
1.3 工藝流程與運(yùn)行控制
1)配料
污泥中二氧化硅等成分含量少,有機(jī)質(zhì)含量較高,不宜直接燒制陶粒。因此,要燒制出合格的陶粒制品,應(yīng)根據(jù)不同類型污泥的化學(xué)成份與特性,通過與粘土、粉煤灰、頁巖等其它原料混合配料,使陶粒原料化學(xué)組成滿足表5-4的要求。
表 5-4 陶粒原料的化學(xué)成分要求
化學(xué)成分
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO+MgO
|
K2O+Na2O
|
含量,%
|
48~79
|
8~25
|
3~12
|
1~12
|
0.5~7
|
此外,原料的化學(xué)組成還應(yīng)滿足下式的要求:
有關(guān)陶粒用污泥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范可暫參考現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),如《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 制磚用泥質(zhì)》CJ/T 289等。
2)工藝流程
污泥制陶粒的典型生產(chǎn)工藝流程如下:
原料計量→混碾攪拌→造粒→過篩→進(jìn)窯→烘干→預(yù)熱→焙燒→冷卻→分級→入庫→檢驗(yàn)→出廠
3)運(yùn)行控制
在一般情況下,宜控制污泥含水率不大于80%,并調(diào)整配料用水量;含水率80%的污泥摻量不宜超過30%。
在污泥制陶粒的生產(chǎn)過程中,應(yīng)控制好預(yù)熱和焙燒這兩個關(guān)鍵工序。預(yù)熱可避免直接焙燒導(dǎo)致陶粒炸裂,并可利用污泥中有機(jī)質(zhì)的燃燒熱值;陶粒焙燒工序直接影響陶粒產(chǎn)品的性能,燒制溫度在1100℃~1200℃之間為宜。
1.4 二次污染控制要求
污泥燒制陶粒過程中,污泥中一些重金屬容易造成污染。生產(chǎn)過程中應(yīng)進(jìn)行技術(shù)控制,并制定控制性標(biāo)準(zhǔn);污泥中可能存在其它污染物,如放射性污染物、有機(jī)污染物等,應(yīng)建立安全生產(chǎn)制度并制訂控制性標(biāo)準(zhǔn)。污泥焚燒的煙氣排放控制要求,應(yīng)滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485的要求。
1.5 成本評價及分析
利用污泥制陶?梢悦饧佑袡C(jī)質(zhì)材料,減少粘土的用量,且污泥成本低廉;當(dāng)工業(yè)廢料(包括污泥)摻量超過30%時,產(chǎn)品可以享受國家一定的稅收優(yōu)惠政策。目前市場普通陶粒售價為250~300元/m3,污泥陶粒售價可降低5%~10%。因此,利用污泥制陶?梢越档蜕a(chǎn)成本,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
第四節(jié) 污泥的填埋
污泥填埋有單獨(dú)填埋、與垃圾合并填埋兩種方式。國外有污泥單獨(dú)填埋場的案例。目前
國內(nèi)主要是與垃圾混合填埋。另外,污泥經(jīng)處理后還可作為垃圾填埋場覆蓋土。
1 應(yīng)用原則
污泥與生活垃圾混合填埋,污泥必須進(jìn)行穩(wěn)定化、衛(wèi)生化處理,并滿足垃圾填埋場填埋土力學(xué)要求;且污泥與生活垃圾的重量比,即混合比例應(yīng)≤8%。
污泥用于垃圾填埋場覆蓋土?xí)r,必須對污泥進(jìn)行改性處理?刹捎檬、水泥基材料、工業(yè)固體廢棄物等對污泥進(jìn)行改性。同時也可通過在污泥中摻入一定比例的泥土或礦化垃圾,混合均勻并堆置4d以上,以提高污泥的承載能力并消除其膨潤持水性。
2 污泥與生活垃圾混合填埋
2.1混合填埋的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
污泥與生活垃圾混合填埋時,必須降低污泥的含水率,同時進(jìn)行改性處理。改性處理可通過摻入礦化垃圾、黏土等調(diào)理劑,以提高其承載力,消除其膨潤持水性。避免雨季時,污泥含水率急劇增加,無法進(jìn)行填埋作業(yè);旌咸盥裎勰嗄噘|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》GB/T 23485和《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 16889要求。
2.2 混合填埋方法及技術(shù)要求
污泥與生活垃圾混合填埋應(yīng)實(shí)行充分混合、單元作業(yè)、定點(diǎn)傾卸、均勻攤鋪、反復(fù)壓實(shí)和及時覆蓋。填埋體的壓實(shí)密度應(yīng)大于1.0 kg/m3。每層污泥壓實(shí)后,應(yīng)采用黏土或人工襯層材料進(jìn)行日覆蓋。黏土覆蓋層厚度應(yīng)為20~30 cm。
混合填埋場在達(dá)到設(shè)計使用壽命后應(yīng)進(jìn)行封場。封場工作應(yīng)在填埋體上覆蓋黏土或其他人工合成材料。黏土的滲透系數(shù)應(yīng)小于1.0×l0-7 cm/s,厚度為20~30 cm,其上再覆蓋 20~30 cm的自然土作為保護(hù)層,并均勻壓實(shí)。填埋場封場后還應(yīng)覆蓋植被,同時在保護(hù)層上鋪設(shè)一層營養(yǎng)土層,其厚度根據(jù)種植植物的根系深淺而確定,一般不應(yīng)小于20 cm,總覆土應(yīng)在 80 cm以上。
填埋場封場應(yīng)充分考慮堆體的穩(wěn)定性與可操作性、地表水徑流、排水防滲、覆蓋層滲透性和填埋氣體對覆蓋層的頂托力等因素,使最終覆蓋層安全長效,填埋場封場坡度宜為5%。
污泥與生活垃圾混合填埋場必須為衛(wèi)生填埋場,具體建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及要求詳見《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》CJJ 17。
3 污泥作為生活垃圾填埋場覆蓋土
3.1 用作覆蓋土的污泥泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
污泥用作覆蓋土的污泥泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 混合填埋用泥質(zhì)》GB/T 23485和《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 16889 要求。
表 5-5 作為垃圾填埋場覆蓋土的污泥基本指標(biāo)
序號
|
控制項(xiàng)目
|
限值
|
1
|
含水率
|
<45%
|
2
|
臭度
|
<2級(六級臭度)
|
3
|
施用后蒼蠅密度
|
<5只/(籠·日)
|
4
|
橫向剪切強(qiáng)度
|
2
|
污泥用作垃圾填埋場終場覆蓋土?xí)r,其泥質(zhì)基本指標(biāo)除滿足表5-5 要求外,還需滿足《城
鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918 中衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)要求,同時不得檢測出傳染性病原菌。
3.2 用作覆蓋土的方法及技術(shù)要求
1) 日覆蓋應(yīng)實(shí)行單元作業(yè),其面積應(yīng)與垃圾填埋場當(dāng)日填埋面積相當(dāng)。
2) 改性污泥應(yīng)進(jìn)行定點(diǎn)傾卸、攤鋪、壓實(shí)。覆蓋層的厚度在經(jīng)過壓實(shí)后的應(yīng)不小于20 cm,壓實(shí)密度應(yīng)大于 1000 kg/m3。
3) 在污泥中摻入泥土或礦化垃圾時應(yīng)保證混合充分,堆置時間不小于4 d,以保證混合材料的承載能力大于50 kPa。
4) 污泥入場用作覆蓋材料前必須對其進(jìn)行監(jiān)測。含有毒工業(yè)制品及其殘物的污泥、含生物危險品和醫(yī)療垃圾的污泥、含有毒藥品的制藥廠污泥及其他嚴(yán)重污染環(huán)境的污泥不能進(jìn)入填埋場作為覆蓋土,未經(jīng)監(jiān)測的污泥嚴(yán)禁入場。
5)其他技術(shù)要求及處理措施詳見《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》CJJ 17。
4 投資與運(yùn)行成本的分析與評價
對于新建垃圾填埋場,總投資為16~26元/m3庫容,按填埋期20年考慮,折合18萬元/ t污泥(垃圾)。運(yùn)行成本為70~80元/ t 污泥(垃圾);如按運(yùn)輸距離在50 km以內(nèi)核算,總成本為100~125元/ t 污泥(垃圾)。
第六章 應(yīng)急處置與風(fēng)險管理
第一節(jié) 污泥的應(yīng)急處置
目前,污泥處理處置設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)普遍滯后于污水處理設(shè)施。在污泥處理處置設(shè)施建成投入使用前,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)急處置措施,嚴(yán)禁將污泥隨意棄置。
1 常用處理處置措施及采用原則
常用的污泥應(yīng)急處置措施為簡易存置。簡易存置措施可分為兩種:(1)在汛期降雨頻繁,且場地開放、無圍擋的條件下,將污泥直接堆置成有序的條垛,采取石灰和塑料薄膜雙重覆蓋的措施,最大限度的降低臭味散失和蒼蠅孳生。(2)在旱季降雨較少,且場地封閉、有圍墻的條件下,將污泥先自然攤曬5~7 d,降低含水率后再堆成條垛存置。攤曬過程中嚴(yán)密覆蓋石灰,堆成條垛后嚴(yán)密覆蓋沙土,以減小臭味散失。
簡易存置后的污泥,經(jīng)檢測后如符合相關(guān)的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),如《城鎮(zhèn)污水處理廠處置 混合填埋用泥質(zhì)》GB/T 23485標(biāo)準(zhǔn)、《城鎮(zhèn)污水處理廠處置 土地改良用泥質(zhì)》CJ/T 290標(biāo)準(zhǔn)等,則可采用混合填埋、土地改良等方式進(jìn)行最終處置,避免長期堆放。經(jīng)檢測后如無法滿足相關(guān)的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),則應(yīng)在污泥處理處置設(shè)施建成投產(chǎn)后,再將存置污泥回運(yùn),進(jìn)行規(guī)范處置。
污泥應(yīng)急處置措施僅限于污泥處理處置設(shè)施建成以前使用,一旦設(shè)施建成,必須立刻停止使用。
污泥應(yīng)急處置的場地應(yīng)選擇在遠(yuǎn)離人群集聚區(qū)、農(nóng)業(yè)種植區(qū)和環(huán)境敏感區(qū)域。當(dāng)場地面積緊張、降雨頻繁時,宜采用第(1)種操作方式;當(dāng)場地面積寬敞,降雨較少時,宜采用第(2)種操作方式。
2 簡易存置方式(一)的操作及管理控制要點(diǎn)
2.1操作模式
1)在臨時場地中規(guī)劃好用于卸泥的區(qū)域,利用挖掘機(jī)依次挖出多條平行淺溝,溝深約0.5m、寬約 3~5m;
2)將挖出來的土方均勻堆置在淺溝兩側(cè),壓實(shí)后形成等高的擋墻;
3)引導(dǎo)運(yùn)泥車將污泥依次卸入指定的淺溝內(nèi),形成條垛;
4)在條垛表面均勻覆蓋生石灰,厚度約1~2 cm,覆蓋必須徹底,不許有污泥外露;
5)使用塑料薄膜將整個條垛嚴(yán)密覆蓋,并將四邊壓緊,防止臭味外泄和蒼蠅接觸;
6)定期在薄膜表面噴灑滅蠅藥劑,進(jìn)一步控制蒼蠅孳生。
2.2管理控制要點(diǎn)
1)淺溝之間至少留出0.5m的間隔,以便后續(xù)操作。
2)壓實(shí)后的擋墻務(wù)必確保強(qiáng)度,防止堆置的污泥擠塌外溢。
3)在進(jìn)行撒灰覆膜操作時應(yīng)注意鋪撒全面、覆蓋嚴(yán)密,勿留死角。
4)每日進(jìn)行場地巡查,發(fā)現(xiàn)薄膜損壞及時修補(bǔ),避免污泥外露。
5)每日監(jiān)測場地蒼蠅密度,發(fā)現(xiàn)顯著增加時立刻停止進(jìn)泥,并在全場范圍內(nèi)進(jìn)行集中、連續(xù)的噴藥,直至蒼蠅密度恢復(fù)正常后再開始進(jìn)泥。
6)在揭膜將污泥取出時,需選擇風(fēng)量較大,氣壓較高的天氣進(jìn)行。揭膜人應(yīng)站在上風(fēng)口往下風(fēng)口順序揭膜,防止有毒氣體瞬間釋放致使操作人員中毒。
7)堆置后的污泥裝車外運(yùn)時,須嚴(yán)格控制操作面積,做到隨揭膜隨裝車,裝車完畢立刻重新嚴(yán)密覆蓋,避免污泥外露。
3 簡易存置方式(二)的操作及管理控制要點(diǎn)
3.1操作模式
1)在場地中事先規(guī)劃好用于卸泥的區(qū)域,一般為長方形;
2)引導(dǎo)污泥運(yùn)輸車將污泥均勻、有序的卸入指定的區(qū)域內(nèi),利用機(jī)械設(shè)備將污泥均勻攤開至5~10 cm厚,;
3)在污泥表面均勻覆蓋生石灰,厚度約1~2 mm,覆蓋必須徹底,不許有污泥外露;
4)自然晾曬5~7 d,污泥含水率降至60%左右后,利用機(jī)械設(shè)備集中收攏,在指定位置堆成條垛;
5)條垛表面嚴(yán)密覆蓋沙土,厚度約3~5 cm;
6)定期對操作場地噴灑滅蠅藥劑。
3.2管理控制要點(diǎn)
1)污泥卸入場地后需立刻攤開,避免長期堆放產(chǎn)生臭味。
2)晾曬至含水率滿足要求后,需立即堆成條垛,提高場地利用率。
3)將污泥收攏堆垛的過程中,要嚴(yán)格控制操作面積,減少臭味釋放。
4)每日監(jiān)測場地蒼蠅密度,發(fā)現(xiàn)顯著增加時立刻停止進(jìn)泥,并在全場范圍內(nèi)進(jìn)行集中、連續(xù)的噴藥,直至蒼蠅密度恢復(fù)正常后再開始進(jìn)泥。
5)存置后的污泥裝車外運(yùn)時,須嚴(yán)格控制作業(yè)面積,逐個條垛依次操作。
第二節(jié) 污泥處理處置的風(fēng)險分析與管理
1 安全風(fēng)險分析與管理
1.1安全風(fēng)險因素分析
污泥處理處置過程中,除機(jī)械傷害、觸電事故等常見安全風(fēng)險外,還存在一些特殊的安全風(fēng)險,包括:
1)污泥中含有較豐富的有機(jī)質(zhì),在匯集、管道輸送過程中,由于有機(jī)質(zhì)的腐敗,其中部分硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,在某些場合如通風(fēng)不良,硫化氫積聚,造成空氣中硫化氫濃度過高,危害作業(yè)(巡檢)人員的健康。
2)濕污泥在儲存過程中發(fā)生厭氧消化,生成甲烷等易燃?xì)怏w,如不及時排除,在濕污泥儲存?zhèn)}中積累,有燃燒爆炸的危險。
3)干污泥在長期儲存過程中,被空氣中的氧緩慢氧化導(dǎo)致溫度升高,溫度升高反過來又促使氧化加快,當(dāng)溫度升到自燃溫度(約180 ℃)之后就會引起干污泥自燃。
1.2安全風(fēng)險管理措施
1)通風(fēng)和防暑
為防范生產(chǎn)場合有害氣體和高溫,需采取以下通風(fēng)和防暑降溫措施:在生產(chǎn)廠房采取自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)等通風(fēng)換氣措施,中央控制室和值班室等設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)。污泥焚燒爐爐壁和管道系統(tǒng)必須具有良好的耐溫隔熱功能,外表溫度低于60 ℃。
2)防爆
脫水污泥儲存設(shè)施和干污泥料倉均有一定量的尾氣排出,當(dāng)兩條線的排出尾氣匯入排出總管后,應(yīng)避免尾氣直接排放,污染環(huán)境。在工藝設(shè)計中,在可能有燃爆性氣體的室內(nèi)設(shè)自然通風(fēng)及機(jī)械通風(fēng)設(shè)施,使燃爆性氣體的濃度低于其爆炸下限。
污泥消化池頂部、沼氣凈化房、沼氣柜等構(gòu)筑物內(nèi)的電氣和儀表、照明燈具應(yīng)選用隔曝型。電纜采用鎧裝電纜支架明敷或橋架敷設(shè),絕緣線穿鋼管敷設(shè)。
3)防火
在正常生產(chǎn)情況下,污泥處理處置設(shè)施一般不易發(fā)生火災(zāi),只有在操作失誤、違反規(guī)程、管理不當(dāng)及其他非常生產(chǎn)情況或意外事故狀態(tài)下,才可能由各種因素導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。因此,為了防止火災(zāi)的發(fā)生,或減少火災(zāi)發(fā)生造成的損失,根據(jù)“預(yù)防為主,消防結(jié)合”的方針,在設(shè)計上應(yīng)根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016 采取防范措施。
2 環(huán)境風(fēng)險分析與管理
2.1環(huán)境風(fēng)險因素分析
污泥處理處置工程可使污泥予以妥善處置,但對工程周圍環(huán)境也會產(chǎn)生一定的影響。
1)重金屬和有機(jī)污染物
工業(yè)廢水含量高的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥可能含有較多的重金屬離子或有毒有害化學(xué)物質(zhì),如可吸附性有機(jī)鹵素(AOX)、陰離子合成洗滌劑(LAS)、多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)、多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)等。
2)病原微生物和寄生蟲卵
未經(jīng)處理的污泥中含有較多的病原微生物和寄生蟲卵。在污泥的應(yīng)用中,它們可通過各種途徑傳播,污染土壤、空氣、水源,并通過皮膚接觸、呼吸和食物鏈危及人畜健康,也能在一定程度上加速植物病害的傳播。
3)臭氣
污泥處理處置很多環(huán)節(jié)都會有較強(qiáng)的臭氣產(chǎn)生。污水處理廠內(nèi)產(chǎn)生臭氣的主要設(shè)施有污泥調(diào)蓄池、污泥濃縮脫水機(jī)房、污泥液調(diào)節(jié)池、污泥干化等設(shè)施。污泥填埋、污泥土地利用等廠外處置環(huán)節(jié)也會有臭氣產(chǎn)生。在污泥運(yùn)輸和儲存過程中,也不可避免會有臭味散發(fā)到大氣中,勢必會影響周圍地區(qū)。
2.2環(huán)境風(fēng)險管理措施
1)污泥重金屬和有機(jī)污染物的控制
應(yīng)加強(qiáng)污泥中重金屬等有毒有害物質(zhì)的源頭控制和源頭減量。監(jiān)督工業(yè)廢水按規(guī)定在企業(yè)內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理,去除重金屬和其他有毒有害物質(zhì),達(dá)到《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ 3082標(biāo)準(zhǔn)的要求。污泥土地利用尤其應(yīng)密切注意污泥中的重金屬含量,要根據(jù)農(nóng)用土壤背景值,嚴(yán)格確定污泥的施用量和施用期限。
2)病原微生物和寄生蟲卵的控制
首先,應(yīng)加強(qiáng)污泥的穩(wěn)定化處理,使得污泥中的大腸菌群數(shù)等指標(biāo)滿足《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918等標(biāo)準(zhǔn)的要求,其次,為了保護(hù)公眾的健康以及減少疾病傳播的潛在危險,需建立一系列的操作規(guī)范和制度,如在污泥與公眾可能接觸的場合需設(shè)置警示標(biāo)志等。
3)臭味對環(huán)境的影響及緩解措施
一般來說污泥散發(fā)的臭味在下風(fēng)向100 m內(nèi),對人的感覺影響明顯。在300 m以外,則臭
味已嗅聞不到。因此,必須滿足300 m的隔距,才能有居住區(qū)。另外,為改善廠區(qū)工人的操作
條件,污泥接受倉在車輛卸泥完成后應(yīng)及時封閉,防止臭氣逸出。
附錄
編制依據(jù)
1、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策(試行)》
2、《城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 27
3、《室外排水設(shè)計規(guī)范》GB 50014
4、《城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行、維護(hù)及其安全技術(shù)規(guī)程》
5、《化學(xué)品生產(chǎn)單位受限空間作業(yè)安全規(guī)范》AQ 3028
6、《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB 50058
7、《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》GB 50160
8、《糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 7959
9、《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1
10、《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》GBZ2
11、《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 14554
12、《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978
13、《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096
14、《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 12348
15、《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 16889
16、《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》CJJ 17
17、《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918
18、《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(建標(biāo)[2001]101號)
19、《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18485
20、《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》GB 5085
21、《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 4915
22、《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18484
23、《廢物焚燒2000/76/EC指令》
24、《輕集料及其試驗(yàn)方法 第一部分:輕集料》GB/T 17431.1
25、《燒結(jié)普通磚》GB 5101
26、《燒結(jié)多孔磚》GB 13544
27、《燒結(jié)空心磚》GB 13545
28、《固化類路面基層和底基層技術(shù)規(guī)程》CJJ/T 80
29、《土壤固化劑》CJ/T 3073
30、《危險廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18598
31、美國《污泥利用處置標(biāo)準(zhǔn)》
32、歐盟《污泥農(nóng)用指導(dǎo)規(guī)程》
33、英國《污泥農(nóng)業(yè)土地利用指南》
34、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 5750
35、《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》HJ/T 164
36、《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 15618
37、《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》HJ/T 166
38、《安全色》GB 2893
39、《安全標(biāo)志》GB 2894
40、《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 13223
41、《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ 3082
42、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》GB24188
43、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質(zhì)》GB/T 23486
44、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 混合填埋用泥質(zhì)》GB/T 23485
45、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》GB24602
46、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 土地改良用泥質(zhì)》GB24600
47、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 制磚用泥質(zhì)》CJ/T289
48、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 農(nóng)用泥質(zhì)》CJ/T309
49、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016
50、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 分類》GB/T23484
內(nèi)容參考:http://max.book118.com/html/2016/0506/42114646.shtm