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1、目 录1.项目概况11.1.项目规模11.2.设计依据11.2.1.污泥成分及热值11.2.2.辅助燃料11.2.3.焚烧系统基本数据11.2.4.设计制造安装规范、标准11.3.环境保护、劳动卫生和消防设计规范、标准31.4.环保排放标准41.4.1.烟气排放标准41.4.2.废水排放标准51.4.3.恶臭排放标准51.4.4.噪声控制标准62.污泥处理处置技术概述62.1.一般污泥成分62.1.1.有用成分62.1.2.有毒有害成分72.2.污泥评价92.3.污泥处理处置技术分类102.3.1.污泥处理技术分类102.3.2.污泥处置技术分类143.处理方案比较203.1.基本原则203.
2、2.方案选择203.2.1.污泥处理方案比较与选择213.2.2.干化焚烧方案工艺构成243.2.3.本系统方案383.3.热工计算383.3.1.计算基本数据393.3.2.辅助燃料393.3.3.焚烧系统基本数据394.干化焚烧系统工艺流程404.1.工艺流程图404.2.工艺流程说明404.3.各段工艺说明414.3.1.污泥储仓414.3.2.卸料、输送及上料系统414.3.3.干燥系统424.3.4.皮带输送系统424.3.5.辅助燃料系统434.3.6.焚烧系统434.3.7.余热利用系统444.3.8.尾气净化系统444.3.9.电气控制系统464.3.10.自动化控制和安全监控
3、系统474.4.污染物的控制手段及系统优化措施484.4.1.焚烧系统达标排放的措施484.4.2.系统节能措施564.4.3.防腐措施564.4.4.系统设备安全措施575.运营成本估算596.项目实施管理596.1.总述596.2.项目实施组织机构图606.3.项目实施进度606.3.1.设计进度计划606.3.2.制造进度计划616.3.3.设备交货进度计划616.3.4.设备安装计划616.3.5.设备调试计划616.3.6.设备试运行及验收计划616.3.7.进度网络图626.4.项目实施进度保证措施626.4.1.工程设计626.4.2.设备制造636.4.3.设备运输636.4.
4、4.安装636.4.5.调试636.4.6.验收641. 项目概况1.1. 项目规模本项目处理对象为污水处理厂产生的含水80%的污泥，总处理量240吨/日；年运行8000小时，每天24小时连续工作，年处理量80000吨。1.2. 设计依据1.2.1. 污泥成分及热值污泥的成分参照污水厂污泥，主要成分如下：名称碳氢氧氮硫氯灰份水单位%符号CHONSClAMt数值5.990.75.220.30.1307.65801.2.2. 辅助燃料辅助燃料为煤。热值按照5700Kcal/Kg设计。1.2.3. 焚烧系统基本数据本设计指标按生活垃圾焚烧标准，设备应满足如下要求：焚烧炉温度：850；烟气停留时间：2
5、s焚烧效率：99.9%；焚毁去除率：99.99%焚烧残渣的热灼减率：5%1.2.4. 设计制造安装规范、标准中华人民共和国环境保护法中华人民共和国固体废弃物环境污染防治法中华人民共和国大气污染防治法欧盟2000/76/EC标准大气污染物综合排放标准GB/T16297-1996地表水环境质量标准GB38382002城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ302593生活垃圾填埋污染控制标准GB168891997 生活垃圾焚烧污染控制标准GB184852001城镇污水处理厂污泥处置分类（CJ/T 239-2007）城镇污水处理厂污泥泥质（CJ 247-2
6、007）城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质（CJ/T249-2007）城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质（CJ 248-2007）污水综合排放标准GB8978-1996 恶臭污染控制标准GB14554-1993固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法HJ/T76-2001固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法GB/T16157-1996工业固体废物采样制样技术规范HJ/T20-1998工业企业厂界噪声标准GB12348-1990工业企业设计卫生标准TJ36-1979民用建筑设计通则（JGJ37-87） 建筑设计防火规范（GBJ16-87）（2001年版）工业建筑地面设计规范（
7、TJ37-39）工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分）房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001）建筑制图标准（GB/T50104-2001）建筑地基基础设计规范（GB/T50007-2001）建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002、J220-2002）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）混凝土结构设计规范（GB50011-2001）砌体结构设计规范（GB50003-2001）机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50231-1998袋式除尘器安装技术要求与验收规范JB/T8471-1996工业设备及管道绝热工程施工及验收规范GBJ126-1989工业设备、管道防腐蚀工程施
8、工及验收规范HGJ229-91压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范GB50275-98工业自动化仪表工程施工及验收规范GBJ93-86；GBJ131-90电子计算机机房设计规范 GB50174-931.3. 环境保护、劳动卫生和消防设计规范、标准中华人民共和国劳动法建设项目职业安全卫生设施和技术措施验收办法（劳安字（1992）1号）工业企业厂界噪声标准GB12348-90 城市区域噪声标准GB3096-93建筑设计防火规范GBJ16-20011.4. 环保排放标准1.4.1. 烟气排放标准烟气净化排放指标满足生活废物焚烧污染控制标准(GB184852001)的规定。1.4.1.1. 焚烧炉排
9、气筒高度 焚烧量为100吨以下/天，排气筒最低允许高度25m。焚烧量为100-300吨/天，排气筒最低允许高度40m。新建集中式废物焚烧厂焚烧炉排气筒周围半径200m内有建筑物时，排气筒高度须高出最高建筑物3m以上。焚烧炉排气筒按GB/T16157要求，设永久采样孔，安装用于采样和测量的设施。1.4.1.2. 烟气污染物控制限值序号污 染 物排放浓度限值mg/m31烟气黑度林格曼级2烟尘803一氧化碳(CO)1504二氧化硫(SO2)2605氯化氢(HCl)756氮氧化物(以NO2计)4007汞及其化合物(以Hg计)0.28镉及其化合物(以Cd计)0.19铅及其化合物(以Pb计)1.610二口
10、恶英类1.0TEQ ng/m3在测试计算过程中，以11% O2（干气）作为换算基准。换算公式为：式中：c标准状态下被测污染物经换算后的浓度，mg/m3；Os排气中氧气的浓度，%；cs标准状态下被测污染物的浓度，mg/m3。1.4.2. 废水排放标准本工程污水来自污泥干化产生的冷凝水，地面冲洗水和生活污水。因其内没有多少污染物，完全可以达到污水综合排放标准(GB89781996)的要求，直接排入污水处理厂。1.4.3. 恶臭排放标准本项目恶臭排放执行GB14554-93恶臭污染物排放标准厂界标准值中的二级标准，具体指标见下表：恶臭污染物厂界标准值序号控制项目单 位二级新扩改建现有1氨mg/m31
11、.52.02三甲胺mg/m30.080.153硫化氢mg/m30.060.104甲硫醇mg/m30.0070.0105甲硫醚mg/m30.070.156二甲二硫mg/m30.060.137二硫化碳mg/m33.05.08苯乙烯mg/m35.07.09臭气浓度无量纲20301.4.4. 噪声控制标准声环境严格按照工业企业厂界噪声标准(GB123481990)的标准执行。2. 污泥处理处置技术概述2.1. 一般污泥成分 剩余活性污泥主要含有大量水份（含水率约99.299.6），以及其他微生物及其残渣（以有机物为主，约6070）。 污泥成分与污水水质及处理工艺有关，生活污水污泥含有氮、磷等营养物质和
12、有机质，使其具备了制造肥料和作为燃料的基本条件。但是，城市混合污水（含生活污水和工业废水）污泥一般含有重金属离子或有毒有害化学物质，如可吸附性有机卤素(AOX)、阴离子合成洗涤剂(LAS)、多环芳烃(PAH)、多氯联苯(PCB)等。 2.1.1. 有用成分 第1类是肥分，即氮、磷、钾及有机物；第2类是饲料成分，即蛋白质、脂肪与碳水化合物；第3类是能源，即生物能（沼气）、燃烧热值；第4类是建筑材料成分，即无机物、矿物质等。我国城市污水处理厂污泥有用成分统计表第1类肥分总氮(%)磷(以P2O5计%)钾(以K2O计%)有机物(%)初沉污泥 2.03.01.03.00.10.55060活性污泥 3.3
13、7.70.784.30.220.446070消化污泥 1.63.40.60.82530第2类饲料碳水化合物粗蛋白质脂肪初沉污泥26.128.513.814.80.6810.0活性污泥17.630.618.928.20.454.7第3类能源燃烧热值 (kJ/kgDS)沼气炼油 (kg/kg DS)产量(L/kg有机物)发电(kW/m3)初沉污泥37004300 活性污泥350036001.73.12消化污泥1600180080510901.61.9第4类 建材SiO2Fe2O3CaOMgOSO3Al2O317.130.28.612.43.514.70.992.60.812.48.014.9上海市
14、石洞口污水处理厂污泥干化焚烧已投入运行，其检验报告显示脱水污泥干燥基发热量为12020kJ/kg（合2870 kcal/kg）。 2.1.2. 有毒有害成分 污水含有害有毒成分可分为3类。第1类是重金属离子。污泥中重金属离子，主要来源于工业废水。根据我国北京市、上海市、天津市、西安市、兰州市、沈阳市以及黄石市等的城市污水处理厂污泥所含重金属离子列于表。重金属离子HgCdCrPbAsZnCuNi污泥中含量(mg/kgDS)4.63 383.6 24.19.2 54085 240012.4 560300 111955 46030 47.5污泥中的重金属离子可分为两部分，一部分为水溶性的，可被植物吸
15、引；另一部分为非水溶性的，不易被植物吸引。各种重金属对于动、植物的作用各不相同。微量重金属是动、植物必不可少的生长剂，浓度超过一定值后，即产生毒害作用，表现为：(1) 抑制动、植物的生长，可使土壤贫瘠；(2) 在动物的肝桩、骨骼等处积累，诱发水俣、骨骼、神经中枢等疾病；在植物中，特别是在淀粉类块根中积累，然后经食物链进入人体或动物。第2类有害成分是合成有机物。有机物质中的碳水化合物、蛋白质、脂肪是有用物质，但合成有机物主要包括烷基苯磺酸钠（ABS）、甲酚、多氯联苯等难降解合成有机物，易造成二次污染，甚至致癌、致畸、致突变。第3类是寄生虫卵与病菌。主要来源于生活污水。在污水处理的过程中，它们50
16、以上浓集到污泥中。我国城市污水厂污泥中所含细菌总数、大肠菌群、寄生虫卵及肠道致病菌等参见表。泥种类细菌总数(105个/gDS)大肠菌群(105个/gDS)寄生虫卵(10个/gDS)肠道传染病菌析出率初沉污泥471.7200.123.3(活卵率78.3%)100%活性污泥738.018.317.0(活卵率67.8%)66.7%消化污泥38.31.613.9(活卵率60%)02.2. 污泥评价 污水处理厂剩余活性污泥中含有99%以上的水分，其余的1%中含有机物（6070%）、营养物、病原体、重金属离子和毒性有机物，其中有机物成分复杂，易产生异臭。从数量和危害上分析，污泥处理处置重点在于水分、有机物
17、、重金属，如处置不当容易产生二次污染。污泥中的大量水分是影响污泥处理经济性的重要因素，污泥含空隙水（70%）、毛细水（20%）、吸附水和内部水（10%），污泥浓缩、脱水是比较经济的减少水分的方法，但是其脱水效果有限，目前也有一些改善污泥脱水性能的研究报道，如改进絮凝剂、加热、冰冻、电渗透等方法，但大多数停留在实验研究阶段，尚未形成大规模工程应用。 毛细水空隙水吸附水内部水污泥完全烘干后便失去了所有水分，干态污泥与褐煤有许多相似之处，可充当低档燃料使用。但是污泥来源于污水处理过程，污泥本身含有大量水分，为消除污泥水分、获得干态污泥，必须采取各种措施并消耗大量能源，消耗的能源远大于干态污泥含有的热
18、能。为了使脱水污泥能在锅炉中直接燃烧，一般都需添加适量辅助燃料（煤、油、气）稳燃。 2.3. 污泥处理处置技术分类 2.3.1. 污泥处理技术分类 污泥处理是对污泥进行稳定化、减量化处理的过程，一般包括浓缩（调理）、脱水、稳定（厌氧消化、好氧消化、堆肥）和干化、焚烧等。污泥浓缩、脱水、干化主要是降低污泥水分，干固体没有发生减量变化；污泥稳定主要是分解降低干固体中有机物数量，水分没有变化；污泥焚烧完全消除有机物和水份，是最彻底的稳定化、减量化。污泥浓缩、脱水是降低污泥水分的最基础和经济的传统工艺。干化、焚烧都需要消耗外来热源和较高的设备投资、运行成本较高，焚烧可以回收高温烟气中的部分热量，用于发
19、电或干化污泥。由于污泥中水分性质的不同，污泥要求越干，单位热能消耗越高。 2.3.1.1. 污泥浓缩 污泥浓缩主要是去除污泥颗粒间的空隙水，浓缩后的污泥含水率95%98%，污泥仍然可保持流体的特性。我国过去的一些污水厂常采用重力浓缩池进行污泥浓缩，兼顾污泥匀质、调节，重力浓缩电耗低、无药耗，运行成本低；随着脱氮除磷要求的提高，重力浓缩时间长、易释磷、增加污水处理的磷负荷，因此，新建污水厂大部分采用机械浓缩，有些小型污水厂采用更简便的浓缩脱水一体机。2.3.1.2. 污泥机械脱水 污泥机械脱水主要是去除污泥颗粒间的毛细水，以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质形成滤液，而
20、污泥固体被截留在介质上形成滤饼。机械脱水后的污泥含水率70%80%，呈泥饼状，脱水效率较高。机械脱水设备主要有真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机、卧螺沉降离心机、螺旋压榨机等。采用污泥填埋时，污泥脱水可大大地减少污泥的堆积场地、节约运输过程中发生的费用；在对污泥进行堆肥处理时，污泥脱水能保证堆肥顺利进行（堆肥过程中一般要求污泥有较低的含水率）；如若进行污泥焚烧，污泥脱水可大大减少能耗。但是，污泥成份复杂、比重较小、颗粒较细并往往是胶态状况，决定了其不易脱水的特点，所以到目前为至，污泥脱水的效率还是非常有限。带式压滤机电耗低，板框压滤机滤饼含水率低，卧螺沉降离心机对污泥流量波动的适应性强、密闭性
21、能好、处理量大、占地小。螺旋压榨机的滤饼含水率低，设备连续运行、可靠性和稳定性高。2.3.1.3. 污泥干化 污泥干化主要是去除污泥颗粒间的吸附水和内部水，干化后的污泥呈泥饼或粒状。 自然干化由于占用较多土地，而且受气候条件影响大、散发臭味，在污水厂污泥处理中已不采用。 污泥体积随其含水率变化 含水率与污泥热值热力干化主要是利用热能进一步去除脱水污泥中的水分，是污泥与热媒之间的传热过程。热力干化分为全干化（含固率大于90%）、半干化（含固率小于90%）。 污泥在含水率大致5060%范围时，污泥流变学特征发生显著变化，污泥的粘滞性较强而导致输送性能很差。在干化过程中，污泥逐步失去水分而形成颗粒状
22、，在低含水率时具有较大的表面积。当污泥逐步形成颗粒时，表面比内部干燥，内部水的蒸发越加困难，随着含水率的降低，蒸发效率也逐渐降低。 根据污泥与热媒之间的传热方式，污泥干化分为对流干化、传导干化和热辐射干化。在污泥干化行业主要采用对流和传导两种方式，这两种传热方式的蒸发效率与污泥在干化机内的运动方式和程度都有关系，污泥与热媒之间相对运动较剧烈的干化机蒸发效率较高。另外，对流形式的干化机由于热媒与蒸发出的臭味水汽一同排出干化机，需要较大的除臭量。 2.3.1.4. 污泥稳定 污泥稳定是指去除污泥中的有机物质或将污泥中的不稳定有机物质转化为较稳定物质，使污泥的有机物含量减少40以上，不再散发异味，即
23、使污泥在以后较长时间堆置后，其主要成份也不再发生明显的变化。污泥稳定方法主要采用厌氧消化、好氧消化和堆肥等方法。厌氧消化是在无氧条件下，污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程。为了减少工程投资，通常将活性污泥浓缩后再进行消化，在密闭的消化池的缺氧条件下，一部分菌体逐渐转化为厌氧菌或兼性菌，降解有机污染物，污泥逐渐被消化掉，同时放出热量和甲烷气。经过厌氧消化可使污泥中部分有机物质转化为甲烷，同时可消灭恶臭及各种病原菌和寄生虫，使污泥达到安全稳定的程度。在污泥厌氧消化工艺中，以中温消化(3335)最为常用。在欧洲和北美洲的污水处理厂，污泥厌氧消化的成功案例较多。在我国，杭州四堡污水处理厂、
24、北京高碑店污水处理厂、天津东郊污水厂采用中温厌氧消化。上海市白龙港污水处理厂的污泥也准备采用中温厌氧消化。我国建设部、国家环保局、科技部2000年颁布的城市污水处理及污染防治技术政策指出：日处理能力在10万m3以上的污水二级处理设施产生的污泥，宜采取厌氧消化工艺进行处理，产生的沼气应综合利用。污泥好氧消化的基本原理就是对污泥进行长时间的曝气，污泥中的微生物处于内源呼吸而自身氧化阶段，此时细胞质被氧化成CO2、H2O、NO3得到稳定。好氧消化的动力消耗较高，适用于小型污水厂和活性污泥。大部分污泥堆肥是在有氧的条件下进行，利用嗜温菌、嗜热菌的作用，使污泥中有机物分解成为CO2、H2O，达到杀菌、稳
25、定及提高肥分的作用。为了使堆肥有良好的通风环境，通常采用膨胀剂与污泥混合，以增加空隙度、调节污泥含水率和C/N比。堆肥时间大约需一个月。因此，污泥堆肥适用于小型、周边环境不敏感的污水厂。2.3.1.5. 污泥焚烧污泥焚烧是利用焚烧炉高温氧化污泥中的有机物，使污泥完全矿化为少量灰烬的处置方式。以焚烧技术为核心的污泥处理方法是最彻底的处理方法，是发达国家开始普遍采用的处理方法。污泥焚烧主要可分为两大类：一类是将脱水污泥直接送焚烧炉焚烧，另一类是将脱水污泥干化后再焚烧。污泥焚烧设备主要有回转焚烧炉、立式多段焚烧炉、流化床式焚烧炉等，过去国外常用立式多段炉，最近常用流化床焚烧炉。 焚烧处理污泥的优点是
26、占用场地小，处理快速、量大，减量明显，灰渣中的重金属不易浸出，也可用作建筑材料或铺路等。国内已开始意识到焚烧的优点，各地均在积极探索和因地制宜应用。 2.3.2. 污泥处置技术分类 污泥处置是对污泥的最终消纳方式，一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用等。 分类范围备注1 土地利用农用农用肥料、农田土壤改良材料园林绿化利用造林育苗和城市绿化的肥料土地改良盐碱地、沙化地和废弃矿场的土壤改良材料2 填埋单独填埋在专门填埋污泥的填埋场进行填埋处置混合填埋在城市生活垃圾填埋场进行混合填埋（含填埋场覆盖材料利用）特殊填埋填地和填海造地的材料3 建筑材料利用用作水泥添加料制水泥的部分原料制砖制砖的部分原料制
27、轻质骨料制轻质骨料（陶粒等）的部分原料制其他建筑材料制生化纤维板等其他建筑材料的部分原料2.3.2.1. 土地利用 污泥的土地利用是将污泥作为肥料或土壤改良材料，用于园林、绿化、林业或农业等场合的处置方式。污泥土地利用需要具备的一个重要的条件是：其所含的有害成份不超过环境所能承受的容量范围。 污泥由于来源于各种不同成份和性质的污水，不可避免地含有一些有害成份，如各种病原菌、重金属和有机污染物等，这都在一定程度上限制了污泥在土地利用方面的发展。因此，污泥土地利用需要充分考虑污泥的类型及质量、施用地的选择，并且一般需要经过一定的处理，来降低污泥中易腐化发臭的有机物，减少污泥的体积和数量，杀死病原体
28、，降低有害成份的危险性。污泥土地利用可能会造成土壤、植物系统重金属污染，这是污泥土地利用中最主要的环境问题。污泥中存在相当数量的病原微生物和寄生虫卵，也能在一定程度上加速植物病害的传播。生活污水的污泥经消化、脱水后可作园林、市政绿化利用；也可制肥进入市场作为花草培植的复合肥。而一般城市污水含有2040%的工业废水，重金属含量超标概率高，污泥的土地利用带有一定风险性。一些工厂排放的污水中含有一定的有机污染物，如聚氯二酚、多环芳烃以及农药的残留物。这些物质在污水和污泥的处理过程中会得到一定程度的降解，但一般难以完全除去，在污泥的使用时还需考虑其可能产生的危害。虽然从污泥肥料的栽培、绿地应用以及市场
29、分析来看，污泥利用价值和应用前景是很广阔的，但污泥的腐熟过程耗时较长，成本相当高，用污泥来生产有机肥或人工栽培介质时，其处理成本也不低。 污泥天天排放而土地利用却是有季节性的，这种矛盾使得污泥必须找地方贮存，这既增加了管理与场地费用，同时污泥又得不到及时处置。即使如此，仍然不能排除污泥土地利用的可能性，根据有关研究成果表明：(1) 污泥中含有对土壤植物生态系统有益的多种化学组分；(2) 土壤植物生态系统对污泥中的一些污染物质有一定的同化和稳定化作用；(3) 污泥的基本矿物质组成与土壤有较大的相似性；(4) 污泥经一定的处理后，具有接近土壤的土力学特性等。说明在一定条件下，一定性质的污泥及数量可
30、以适用土地利用。当污水污泥用于园林绿化介质土时，应该满足下列准入条件： (1) 比较疏松，无大结块；应用于中心城区的要求无臭味，在郊区林带应用的要求无明显的恶臭。(2) 有机质含量在250 g/kg以上。(3) PH在5.57.8之间。(4) 水分含量30。(5) 总养分(N+P2O5+K2O)含量60g/kg。(6) 通气孔隙度15。(7) 粒度：用于草坪，其粒度10mm，含量10；用于树木，其粒度20mm，含量20。(8) 病原体：蠕虫卵死亡率95，不能检出沙门氏菌等具有传染性的疾病。当污水污泥用于滩涂盐碱地改良土时，要求使用各项指标好的污泥，特别是污染物含量低、发芽指数在70%以上的优质
31、污泥，禁止将未经稳定的污泥直接用于滩涂土改良。使用量不能超过10%，做好采用少量多次；应避开潮汛和梅雨季节。显然，污泥用于土地利用必须经过稳定化、减量化、无害化处理，即使如此，污泥的产量也无法与土地所需要的污泥量在时间上匹配，因此通过土地利用途径能够消耗的污泥量是非常有限的。 2.3.2.2. 填埋 污泥填埋是指运用一定工程措施将污泥埋于天然或人工开挖坑地内的安全处置方式。填埋处置场投资较省、建设期短。 污泥填埋必须满足相应的填埋操作条件，考虑病原体和其他污染物扩散、渗漏等问题，另外填埋的技术要求也越来越高，发达国家已规定较低的污泥有机物含量，当填埋场较远时，其运费也很可观，运输途中也会产生污
32、染。另外，污泥填埋场的作业环境较差，容易引起二次污染。所以，污泥填埋是污泥处置的初级阶段。一般应用在土地资源丰富、污泥量较少地区。采用填埋方式处置的污泥绝大部分是未经稳定化处理的脱水污泥，含水率高、臭气严重、承压能力差，因此，单独填埋污泥在运行管理过程存在一些问题。主要表现如下：(1) 污泥承压极低，无法承受普通填埋作业机械，无法进行正常摊铺、压实和覆盖等填埋作业。(2) 污泥渗透系数小，雨天无法排水，大量降水渗入填埋场内，导致脱水污泥含水率增加，污泥发生流变，承压进一步下降。(3) 污泥填埋容易产生臭气、蚊蝇、导气井堵塞等系列环境问题。目前采用较多的是污泥与其他固体废弃物混合填埋的方式。污泥
33、填埋比较经济，是污泥处置的初级阶段，一般脱水污泥含水率高，承压能力差，无法适应填埋作业机械的摊铺、压实和覆盖，填埋高度受到限制。因此目前一般要求进入填埋场的污泥含水率要小于60%，但是一般的污泥浓缩、脱水都达不到这个要求，污泥与其他废弃物混合填埋可以改善填埋性能、满足填埋作业要求。2.3.2.3. 建材利用 污泥建材利用是指将污泥作为制作建筑材料的部分原料的处置方式，它可以广泛应用于制砖、水泥、陶粒、活性炭、熔融轻质材料以及生化纤维板的制作。在日本已经有许多工程实例。上海石洞口污泥焚烧厂已运行多年，其焚烧灰分根据危险废物鉴别标准（GB5085.1.2.3-1996）检测，证明不属于危险废物。污
34、泥灰及粘土的主要成分均为SiO2，这一特性成为污泥可做制砖材料的基础。另一方面污泥灰中Fe2O3和P2O5含量远高于粘土，P2O5、SiO2的含量与砖块的熔融温度具有一定的相关性，P2O5含量越高，SiO2的含量越低，砖块熔融温度就越低。此外，焚烧灰中铁盐和钙盐的含量会改变砖的压缩张力。含铁的焚烧灰使瓷砖变得更坚硬，含钙的焚烧灰使之变得更软。由于污泥中含有的无机成分与粘土成分较为接近，这说明使用污泥焚烧灰制砖是基本可行的。 污泥焚烧灰的基本成分为CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3，在制造水泥时，污泥焚烧灰加入一定量的石灰或石灰石，经煅烧即可制成灰渣波特兰水泥。利用污泥焚烧灰为原料生产的水
35、泥，与普通硅酸盐水泥相比，在颗粒度、比重、波索来反应性能等方面基本相似，而在稳固性、膨胀密度、固化时间方面较好。污泥除了可以用来生产砖块、水泥外，还可用来生产陶瓷、轻质骨料等。从经济角度看，污泥建材利用不但具有实用价值还具有经济效益。 至于污泥中的重金属等有毒有害物质，研究表明，污泥制成建材后，一部分会随灰渣进入建材而被固化其中，重金属失去游离性，因此，通常不会随浸出液渗透到环境中，从而不会对环境造成较大的危害。 因此，从技术角度看，污泥建材利用是可行的；从经济角度看，利用污泥制造砖块、水泥成本较低，支出与收入比较容易获得平衡；从环境影响分析看，污泥高温制作过程中，能消除有机污染物污染，能使重
36、金属等有毒有害物质固定于其中，而不易被浸出。3. 处理方案比较3.1. 基本原则(1) 贯彻国家关于环境保护的基本国策、执行国家的相关法规、政策、规范和标准，体现节能减排和可持续发展的科学发展观。(2) 污泥处理处置遵循我国生活垃圾处理处置技术政策，符合国家有关规范和标准工作。通过多方案技术经济比较，提出本项目的工艺方案，确保项目的长期、稳定、高效、安全运行。(3) 满足污泥处置要求，贯彻落实“稳定化、减量化、无害化、资源化”，因地制宜，根据工程特点，合理选择污泥处理工艺，努力做到技术可行、经济合理、运行可靠、管理简便。(4) 积极稳妥地采用新工艺、新技术、新材料和新设备，关键系统及设备采用成
37、熟技术和产品。(5) 在满足工艺、交通、消防、绿化和环保等要求的基础上，尽可能地减少工程占地面积，为长远发展留有余地。(6) 充分考虑利用污泥资源、节约能源、少耗能源，降低运行成本。(7) 在安全稳妥处理处置污泥的同时，注重环境保护，避免造成环境二次污染。(8) 对污泥的收集、运输、接收、检验、贮存、处理、处置全过程实行监控。3.2. 方案选择湿污泥含水率约有80%左右，一般有直接焚烧和干化后焚烧两种方法。此外，我国个别地区采用进入发电厂与煤混烧之方案。下面简要介绍一下各种处理手段的优势与劣势。3.2.1. 污泥处理方案比较与选择3.2.1.1. 发电厂污泥混合焚烧电厂锅炉处置废弃物属于混烧范
38、畴，在国外有专门的法律予以管辖，而我国尚没有类似的立法，多沿用生活垃圾焚烧标准，这一引用很不科学。而欧美等发达国家为控制火电厂对环境的污染，均以热量单位来衡量有害物质的排放量。以汞污染为例，目前我国用于火力发电的循环流化床汞捕集率为10%左右。由于燃煤热值远远高于污泥，而排放污染物浓度远远低于污泥，将少量比例的污泥加入煤中混烧，凭借燃煤产生大量烟气的稀释作用，如果单以烟气中的汞浓度来衡量，其排放是“达标”的。但如以欧洲的混烧排放减量规定计算，焚烧时的实际汞捕集率要达到98%以上，这一减量率几乎是不可能实现的，这就是电厂混烧污泥这一低成本的污泥处置方案在欧美很少被实际利用的原因。这里可以看到在政
39、策上的一个误区：一方面，我国由于燃煤占能源的极大比例，如果对燃煤做出减排规定，会导致能源成本上升，从而对经济发展不利，因此尽管燃煤的污染已形成较大威胁，对燃煤的使用只能采取宽容态度；另一方面，在鼓励废弃物热能利用的同时，却未对被焚烧的废物条件做出适当规定（如污染物浓度、热值、烟气含氧量等），导致热值贡献率极低甚至是负值的污泥也能在电厂锅炉上焚烧，同时污泥以数倍于燃煤的速率向大气中排放污染物，这一政策缺失，无论从经济上还是环境上都令人担忧。目前，相关部门已经认识到我国混烧法规缺失对环境保护造成的影响，因此我国有关混烧法规的缺失很可能是暂时的。3.2.1.2. 污泥直接焚烧直接焚烧工艺可焚烧80%
40、含水率的污泥，处理简单，速度快，燃烧后减容效果显著，残渣中不燃成分和灰分为原体积的20%10%。但为了保证污泥的稳定燃烧，并对污泥含水率的波动具有一定的适应性，需掺入大量辅助燃料（煤或油），因此运行成本很高。且燃烧效率和热效率低，热利用率低于80%。同时直接焚烧所排放的大量含水尾气不能适应越来越严格的环保标准，需要增加辅助处理设施，后期的处理压力大、处理成本高。总体说直接焚烧工艺水平要求高，运行费用昂贵，设备使用寿命在1015年。此方案在发达国家有一定市场，但由于处理成本过高，不适于我国国情。3.2.1.3. 污泥干化焚烧污泥干化焚烧是国外污泥处理采用的主要方法之一。焚烧干化污泥的工艺技术要求
41、相对于焚烧湿污泥简单得多。干化焚烧法使污泥彻底无害化和最大限度的减量化，部分回收热能。而且适于处理污染严重的污泥，比如：重金属含量或化学污染物超标的污泥。另外，与直接焚烧相比，干化焚烧不需或只需添加少量辅助燃料，运行成本明显降低。污泥干化焚烧分为污泥全干化焚烧和污泥半干化焚烧两种，详细介绍如下：3.2.1.3.1. 污泥全干化焚烧污泥全干化焚烧是将污泥干化至含固率90%以上（含水率小于10%）后进行焚烧，焚烧烟气进行能量回收和处理，回收的能源用于污泥干化，干化热量的不足部分使用外加辅助燃料进行补充。 从理论上分析，全干化要求的污泥含水率低于10%，干化要求高，单位干化能耗高，但干化后污泥相当于
42、劣质煤、热值高、可以充作燃料燃烧，在焚烧炉中正常燃烧不需外加燃料，并且产生高温烟气，通过烟气热交换系统可以回收部分热量用于污泥干化，这个过程等于是在焚烧炉中燃烧燃料（干污泥）再通过烟气热交换系统换取热量用于污泥的干化，在燃烧和热交换过程中会带来热量的损失，输入总热量越大，总损失越大。此外，由于是全干化污泥，在系统中易产生粉尘，存在自燃的趋势，所以全干化系统要求完全密闭的惰性环境，系统内要密切控制氧含量、粉尘浓度、温度、污泥散发的可燃性气体，在储存和运输过程中同样要保持惰性环境。因此，全干化系统在安全上对设备材质、系统安装、运行管理的要求高。 3.2.1.3.2. 污泥半干化焚烧污泥半干化焚烧是
43、将污泥干化后含固率控制在90%以下，然后再送入焚烧炉进行焚烧。污泥半干化焚烧基于对焚烧炉的热量自平衡，即焚烧炉在正常焚烧污泥时不需要外加辅助燃料。焚烧炉排出的第一段烟气用来加热进入焚烧炉的流化空气，第二段烟气用来制取蒸汽用于半干化污泥。干化热量的不足部分使用外加辅助燃料。由于污泥只是达到预干程度，因此在干化过程中不产生粉尘、污泥不会自燃、安全性较好，热源与污泥不直接接触，蒸发气体经冷凝处理后送入后续流化床焚烧炉的流化空气系统。 综合污泥全干化焚烧和半干化焚烧的特性，本方案选用污泥半干化焚烧方案。污泥焚烧工艺比较工艺方案污泥混合焚烧直接焚烧干化焚烧热效率高于80%低于80%高于80%使用年限15
44、年以上1015年15年以上尾气处理增大环境污染背景值，需要增加辅助设施处理排放的有害气体尾气处理设施负荷大，工艺要求高，易产生雨烟尾气处理相对简单，不会产生雨烟整体工艺技术水平要求一般高一般运行成本低高中等优点初期投资少，只需设备改造可直接焚烧含水率在75%80%的污泥，占地面积小，系统操作简便，运行稳定具有燃烧效率高、工艺适应范围广、预处理系统简单，运行稳定，节省能量缺点需大量的煤或油燃料，增加温室气体的排放，不能适用于越来越严格的环境法规，增大环境污染背景值需要大量的辅助燃料，热效率低，处理成本高需增加干化设备综上所述，本方案选择污泥半干化焚烧工艺，对含水80%污泥进行预干化后焚烧处理。3.2.2. 干化焚烧方案工艺构成3.2.2.1. 干化方案3.2.2.1.1. 干化方案比较干化是污泥深度脱水的一种形式，其应用的能量（推动力）主要是热能，即用热能将污泥中的水汽化。目前应用比较成熟的的工艺为热力干化，热力干化是一种通过对污泥进行加热，将污泥中的水分蒸发出来并带走，从而达到干化污泥的目的。主要有直接加热转鼓干化技术、间接加热转鼓干化技术、离心干化技术、间接式多盘干燥技术、流化床污泥干化技术以及间接加热桨叶式干燥技术。(1) 直接加热转鼓干化技术工作原理为脱水后的污泥从污
