『壹』 上海白龍港污水處理廠的升級改造後簡介
上海白龍港污水處理廠位於浦東新區合慶鎮朝陽村,是上海市污水治理二期工程的一個重要組成部分,
2008年9月升級改造工程全部建成投產,處理規模達200萬立方米/d,是亞洲最大的污水處理廠,也是世界最大的污水處理廠之一,處理能力占上海城市污水處理能力的1/3左右。
上海白龍港污水處理廠背後的事實給人以非常深刻的印象:它每天最多可處理172萬立方米的污水,為271.7 平方公里區域內的 356 萬人口提供服務。白水港地區的強勁增長使日污水處理能力必須加倍,即達到 210 萬立方米。
為滿足以去磷和達到國家 II 級排放標准為目標的污水處理要求,方案的第一步是採用物化結合處理方法,第二步則是執行充氣生物過濾工藝。由於所牽涉的處理廠區域有限,因此採用物化結合處理方法時使用了高效的沉澱池,以便並行執行混合、絮凝和沉澱工藝。
但到2007年,隨著國家對城鎮污水處理廠排放要求進一步提高,而白龍港污水收集片區水量日益增長,白龍港廠的處理工藝、處理規模已難以滿足要求。於是,上海市政府決定再度升級擴建改造,提升處理水平,提高處理能力。
污水升級改造和擴建工程從2006年立項,於2008年建成投入使用,白龍港污水處理廠達到了200萬噸規模,工程總投資為22億元,成為亞洲最大規模的具有脫氮除磷功能的污水處理廠。與污水處理同時上馬的還有80萬噸污泥處理項目,該項目利用部分世行貸款,是亞洲規模最大的污泥消化干化處理工程。
白龍港的擴建善於利用已有條件。其首先從已有的高效沉澱池前每天分流60萬噸,再進入新建的生物反應沉澱池,與高效沉澱池出水混合並一起消毒後,達到國家排放水二級標准。
與先前的擴建相比,200萬噸處理能力不僅規模增大,而且工藝先進。其採取了多模式A/A/O生物反應沉澱池,與傳統模式相比,其能夠擁有更大的處理負荷,並能多次脫氮除磷。
白龍港污水處理廠改造升級採用AAO生物處理工藝,污水由日處理120萬立方米的一級加強處理提升到日處理200萬立方米的二級生化處理,出水水質達國家二級排放標准後,經深水排放系統排入長江口,項目總投資22.22億元,建成後所處理污水佔到上海中心城區污水處理總量的1/3,處理能力躋身於亞洲第一、全球領先的污水處理單體工廠之列。
自改擴建工程試運行以來,升級部分削減化學需氧量15011噸,擴建部分削減化學需氧量3144噸;與原來的一級加強處理工藝相比,多削減化學需氧量5374噸。
『貳』 污水處理廠污泥處置什麼'部門監管
你好!
一是、做好污泥危險特性鑒別工作。要認真落實環保部《關於污版(廢)水處理設施產生權污泥危險特性鑒別有關意見的函》(環函〔2010〕129號)有關要求,對可能具有危險特性的污泥要進行危險屬性鑒別。確定為危險廢物的,按危險廢物進行管理。
二是、做好應急預案制定和演練工作。督促城鎮污水處理廠和污泥處理處置單位按照《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南》等要求制定完善污泥處理處置應急預案,並適時組織應急演練。
三是、加強監察監測。各級住建(水務)、環保部門要加強對污泥產生、運輸、處置情況的現場檢查,加強環境監測,確保污泥處理處置設施規范運行;加強對污泥資源化利用的全過程監管,杜絕產生二次污染。
四是、嚴格環境執法。要嚴肅查處非法傾倒、堆放、丟棄和轉移污泥的違法行為,嚴厲打擊非法轉移、擅自處置造成環境污染和生態環境破壞的涉污泥環境違法犯罪行為。
所以,當地的住建部和環保部門對污泥的處理處置有不可推卸的監管責任和義務!
『叄』 上海白龍港污水處理廠的基本內容
上海市白龍港污水處理廠位於浦東新區合慶鄉東側長江岸邊,該處已建白龍港污水處理廠,新廠擴建位於預處理廠北側長江邊,總用地面積120 hm2。 1.1處理廠位置
上海白龍港污水處理廠位於浦東新區合慶鄉東側長江岸邊,該處已建白龍港預處理廠,新廠擴建位於預處理廠北側長江邊,總用地面積120 公頃。
1.2污水收集系統
主要包括市中心區、閔行區及浦東新區,這些地區部分為合流制,部分為分流制。上海污水二期系統已建成輸送管道,預處理廠以及污水排放管,其規模為172萬立方米/d,服務面積271.7 平方公里,人口355.76萬,考慮近期污水系統完善尚待時日,故白龍港污水廠近期處理水量為120萬立方米/d。按照2001年全年污水規劃,本廠遠期處理水量為210萬立方米/d。
1.3處理廠尾水排放點
上海市污水二期工程已建成白龍港污水排放管,直徑4.2 m,距岸1.6 km,分點擴散排放。經處理後尾水達標排入已建污水擴散管,擴散自凈。
業主單位:上海水環境建設有限公司;
設計單位:上海市政工程設計研究院、上海城市建設設計研究院;
施工單位:分9個標 ,部分標段還在競爭性招標中。 近期(本期設計):平均旱流污水量120萬立方米/d;
旱季高峰污水量18.06 立方米/秒,
旱季最小污水量8.33 立方米/秒,
雨季流量21.85 立方米/秒,
現狀污水量80萬~100萬 立方米/d。
按照2001年上海市污水規劃,本廠遠期:污水設計流量為旱季平均210萬 立方米/d,旱季高峰30.6 立方米/秒,雨季流量 33.6 立方米/秒。
2.2污水水質
本系統為部分合流制,部分分流制,進處理廠污水水質與出廠水質見表1。 表1污水處理廠進出水水質 項目 COD(mg/L) BOD(mg/L) SS(mg/L) NH3-N(mg/L) TP(mg/L)
進水 320 130 170 30 5
出水 ≤180 ≤70 ≤40 ≤30 ≤1
2.3 污泥處理及處置目標
採用儲泥池、脫水、衛生填埋,最終作綠化介質土,達到綜合利用目的。
2.4 污水處理主要技術參數
為滿足近期以除磷為目標的污水處理要求,同時考慮遠期達到國家規定的二級排放標准,經方案比較推薦採用近期物化法,遠期再增加曝氣生物濾池工藝。由於處理廠用地面積有限,故物化法選用高效沉澱池布置方案。把混合、絮凝、沉澱3個工序合並在一個構築物內,其主要參數如下。
混合時間:64 s,投葯量PAC 86 mg/L,PAM 0.5 mg/L;絮凝時間:14 min;高效沉澱池:表面負荷17 立方米/(平方米·h),停留時間50 min,污泥迴流比 4%。產生污泥量197 t/d,含水率97%,污泥量6930 立方米/d。
2.5高效沉澱池
高效沉澱池近期設3組,每組6隻池。遠期增加2組。每組處理水量約42萬 立方米/d(見圖2) 。
每組具有獨立反應單元,由混合區、絮凝區、推流反應區、沉澱區及污泥濃縮區組成。單池長25.9 m,寬17 m,水深8.3 m,容積2 407 立方米,停留時間64 min。在沉澱區上部設斜板,單池斜板面積170 平方米,混凝池單池容積140 立方米,尺寸6 m×3.2 m×7.3 m。
混合區配置Ф500混合攪拌機18套,絮凝區配置Ф3600絮凝攪拌機18 套,濃縮區配置Ф17 m濃縮刮泥機18套,剩餘污泥泵18用6備,迴流污泥泵18用6備。另外,設投葯系統,包括混凝劑化解、稀釋、配比及投加,用PLC控制。
2.6污泥處理與處置
近期污泥處理量為197 t/d,經方案比較後採用污泥儲存→脫水→衛生填埋+綜合利用方案 (近期實施物化法)見圖1。
主要污泥處理構築物:
(1)污泥儲存池。分6格,每格13 m×13m,水深4.5 m,每格設潛水攪拌機2台,污泥先進儲存池再進脫水機房。
(2)污泥脫水機房。平面尺寸13.3 m×27 m,二層式,設離心脫水機4用1備,單機容量2 600 kg/h,每天工作20 h,另有投葯設備3套。經離心脫水污泥,含水率約65%,運往污泥填埋場處置。
(3)污泥堆棚。平面尺寸36 m×27 m,可堆脫水泥約7 d。
(4)污泥填埋場。利用廠區圍堤內空白地塊作為污泥填埋場,廠內面積約27 公頃,廠外約16 公頃,廠內及廠外填埋場分別各劃分為6個填埋區域,最大一個填埋區約5.5 公頃 ,用土堤分隔,隔堤上修單行車道,便於運送污泥。填埋場設垂直防滲帷幕,並設垂直與水平滲濾液收集系統及填埋氣收集系統。每單元填滿後採用封場作業。封場作業由45 cm植被層,PVC 防水膜,30 cm排泥層組成。經過約5年堆置,該污泥腐熟化後,重新挖出作綠化用土,空餘體積再埋填污泥,這樣重復循環,達到污泥綜合利用的目的。
2.7中水回用
本廠經一級加強處理後的污水,確定2500 立方米/d規模作為中水回用,採用曝氣生物濾池工藝,處理後達到中水水質標准,供廠內使用。 3.1工程造價
初設工程投資概算61586.15萬元,單位處理成本0.28 元/立方米。
3.2工程進度
2001年4月通過「上海市白龍港城市污水處理廠工程總體方案設計徵集」,上海市政工程設計研究院和上海城市建設設計研究院中標,承擔工程設計。
2001年12月編就上海市白龍港城市污水處理工程可行性研究報告。
2002年4月上海市計劃委員會批准可行性研究。
2002年5月編就上海市白龍港污水處理廠初步設計。
2002年6月上海市建設與管理委員會批准初步設計。
2002年6月開始編制施工階段競爭性招標文件。
2002年7月開工,計劃在2003年底試運轉。
2008年9月升級改造工程
『肆』 小型污水處理廠的污泥該怎樣處理
污泥的處理和處置
通常把污水廠污泥的穩定和脫水(一般脫水至含水率達70%~80%)稱作污泥的處理;將污泥的堆肥、填埋、干化和加熱處理及最終利用,稱為污泥的處置。如脫水污泥中有毒有害物質超過農用標准,就要考慮衛生填埋和污泥干化焚燒技術。從國外污泥處理的發展來看,無論在歐洲、日本或美國對污泥用於農田控制越來越嚴,而對污泥進行干化和加熱處理的比例正逐年增加。
1.污泥的處理
污泥穩定處理有好氧穩定和厭氧穩定,好氧穩定有很多優點,但能耗很高,只有當污泥量較少時才採用。污泥厭氧穩定處理通常採用中溫(35℃)厭氧消化方法。國內已有十幾座大型污水處理廠採用此方法,污泥經消化後,有機物含量減少,性能穩定,總體積減少,污泥消化過程中還產生大量沼氣(消化降解1kgCOD可產生350L沼氣)可以回收利用。
但由於消化裝置工藝復雜,一次性投資大,運行有難度。污泥厭氧消化和沼氣利用裝置費用,約占污水處理廠投資和運行費的30%左右,而且大多需進口技術和設備。從調查已建消化池的實際運行看,只有少數達到預期的效果。有管理、設計問題,亦有沼氣利用的經濟性和安全性問題。比較好的如天津市東郊污水處理廠,該廠設計規模為處理城市污水40萬m3/d,污泥日產2460m3(含水率96%),產生沼氣13300m3,供4台248kW發電機發電,日可發電27000度,並與市電並網。
污泥的穩定問題,除了採取污泥厭氧消化外,還應結合污水處理工藝中考慮少產生污泥和穩定泥質的方案。例如污水處理工藝設計中採用延長污水曝氣時間,減少污泥的產量;設計參數中增加污泥泥齡(如泥齡20天以上),盡量使污泥趨向穩定的污水處理工藝。對中小型污水處理廠來說,採用帶有延時曝氣功能處理工藝(如氧化溝等處理工藝)是可取的。有的污水處理工藝投資低(如AB法的A段),而污泥量較多,增加了污泥的處理成本。故應當把污水處理和污泥處理統一考慮,一並計算投資和運行費用。
污泥的穩定並不等於污泥無害,用於農田還需要符合國家標准中關於污泥農用時污染物控制標准限值。見下表。其中對鎘、汞、砷、苯並芘、多氯聯苯的要求是比較高的,應該通過嚴格控制工業廢水源頭的排放,來控制污泥的性質。
國外在污泥穩定方面,除了用生物法(包括中溫消化、高溫消化及利用微生物和某些添加劑)外,還採用了化學法,有的將脫水後的污泥加鹽酸調pH值至2~3,反應60分鍾再加硝酸鈉;有的對脫水污泥添加石灰。後者在歐洲應用較多。
2.污泥的處置
(1)制復合肥
按我國目前的經濟條件,對多數污水廠(特別是大量小型污水廠)來說,污泥用於農田是比較可行和現實的方案。污泥中的氮、磷、鉀和微量元素,對農作物有增產作用;污泥中的有機質、腐殖質是良好的土壤改良劑。污泥經適當濃縮、脫水後運至市郊或鄰近省份作為農肥,是許多污水廠採用的方法。但農田施肥有季節性,不需要泥肥時,污水廠會泥滿為患,影響正常運行。於是一些污水廠支付費用,讓農民把污泥拉走,而不問其去向,這會造成二次污染。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。
北京市環境科學研究院和北京市農業科學院合作,對北京市密雲縣污水處理廠的污泥,通過堆肥加工成復合肥,進行了用於農田的試驗。該廠每天處理15000m3城鎮污水,污泥產量5~6t/d(含水率80%),由於採用酸化—好氧污水處理工藝,污泥質量不錯。添加一定數量的N、P、K做成復合肥(N、P、K的比為1∶09∶04),並直接造粒為污泥顆粒肥。通過在北京市大興縣龐各庄冬小麥田試驗以及在溫室內進行的油菜和玉米苗期盆栽施肥試驗,均取得可喜的結果。由於是製成顆粒狀污泥肥料,便於運輸和貯存。
(2)衛生填埋
上海市對污水廠的污泥處置提出「處理一點,填埋一點,利用一點」的原則,上海市水務局組織對污泥處理、處置和利用的專題研究,提出污泥用作農田、衛生填埋和污泥焚燒點的布局和具體的分期實施方案,防止產生二次污染。這無疑是正確的舉措。
上海白龍港大型污水廠,按衛生填埋要求建設污泥填埋場,根據污泥性質、含水率及力學特性等因素進行設計。填埋廠使用期為七年,填埋場底部設有盲管將滲濾液再回到污水廠處理。此法佔地大,運行工作量大,遇雨季污泥更難以壓實,到使用期限後仍需另選場址。對大型污水廠採用污泥衛生填埋,是不得已的權宜之計。衛生填埋場的造價不低,國外對衛生填埋場還要有沼氣安全收集系統,對分層復蓋的泥土和排水、綠化有專門的要求。鑒於地價上升和填埋場有臭味,近幾年來,無論歐盟國家或美國、日本,污泥衛生填埋的比例越來越小,美國已有的填埋場還將逐步關閉。
有些城市(如成都市)擬將污水廠污泥運至城市垃圾填埋場一並處置,這存在兩個實際問題:一是管理體制上的問題。垃圾的中轉站和填埋場的布點、設計和投資,屬環衛局管理,而污水廠的污泥屬市政系統管理,設計垃圾填埋場使用年限和布點距離未考慮接納污水廠污泥;二是脫水污泥含水率過高。運往垃圾填埋場的污泥,要求含水率不大於30%,而目前污水廠的脫水污泥含水率在70%~80%,這類污泥不易碾壓填埋,除非將污泥作適當干化或加石灰、絮凝劑處理。無論作何種填埋,污泥宜採取高幹度脫水方案。
(3)干化、焚燒
國內近幾年在一些大城市已建和正建一批城市垃圾焚燒場。但污水廠的污泥作焚燒處置,只有上海市石洞口污水處理廠(設計規模為40萬m3/d)設有污泥焚燒爐裝置,計劃今年年底投產。焚燒爐採用國外技術在國內製造,污泥的干化和焚燒設備總投資為人民幣8000萬元,費用並不算高。
由於污泥干化和污泥焚燒相結合比單污泥焚燒一次性投資少,處理成本低,故污泥干化往往是焚燒的前處理。北京市清河污水廠二期工程和天津市咸陽路污水廠,擬先建污泥干化裝置。污泥干化可使污泥含水率控制在10%~40%,減少了污泥的體積和重量,降低了運輸費和填埋費,而且污泥的臭味大為減少。
干化裝置分直接干化和間接干化,其能量消耗與污泥成份和水分有關。間接干化(利用沼氣通過熱交換器)一般推薦用立式干化裝置,並選用流化床工藝。干化與焚燒串聯工藝中,干化的程度取決於污泥的熱值和回收焚燒爐的熱能,使干化的能量盡量平衡,不另外添加燃料。上海石洞口設計污泥的干化和焚燒,污泥熱值高,能源平衡有餘。污泥流化床焚燒爐,溫度在800℃以上,爐內有砂粒循環使用,外排氣體要適當處理。污泥焚燒爐遠比垃圾焚燒爐的工藝簡單得多,且污泥焚燒不會產生二惡英。下圖是法國巴黎塞納河旁Colombes污水處理廠的污泥焚燒爐和焚燒灰的除塵裝置。
如脫水污泥與垃圾一並焚燒,國外的經驗是每噸垃圾添加15%~20%含水率為30%的污泥。污泥的干化和焚燒,可能將是一些大城市大型污水處理廠的發展方向。當然,由於國外對焚燒爐排塵有嚴格的要求,除了採用電除塵,還要降溫加溫,加酸加鹼,達到無煙塵的排放。
(4)填埋與焚燒的比較
上海和浙江一些單位作過污泥衛生填埋及焚燒處置的方案比較。其主要工藝流程為:
原污泥→濃縮→消化→脫水→衛生填埋
原污泥→濃縮→(消化)→脫水→焚燒→焚燒灰填埋
對於焚燒處理工藝,為了避免消化後污泥熱值減少,也可以不作污泥消化處置。上述兩個工藝的經濟性比較結果,無論採用國產設備或進口設備,二者的處置工程費用基本相同。按國產設備對污泥進行處置,運行費用折成污泥干固體,處理總成本約為800元/t。以10000m3/d污水廠產生2噸DS計,每噸污泥處理成本約為016元,與國內大型污水處理廠污水處理成本(不計折舊和還貸利息)03~045元/m3相比,需增加成本35%~50%,這與國外的實例相當。
既然污泥的衛生填埋與污泥的焚燒其工程費和運行成本大致相當,那麼,從污泥無害化和減量化看,焚燒方案有明顯的優點。這亦是國外(特別是西歐和日本)污泥焚燒發展較快的原因。荷蘭的污泥是100%採用焚燒處置的。焚燒後少量的泥灰可用於混凝土、磚瓦製品、路基路面的骨料和工程建設的回填土。
『伍』 上海浦東的白龍港污水處理廠,待遇怎麼樣請問誰知道嗎我是即將畢業的學生!謝謝
和各個污水廠比是很不錯的
『陸』 污水處理廠污泥處置方式有哪些選擇
污泥含水率不高的情況下可以運至填埋場直接衛生填埋;要是生化池裡的活性污泥那種含有有益回微答生物的污泥可以作為土壤改良劑應用於農田、菜地、果園、草地、市政綠化、育苗基質及嚴重擾動的土地修復與重建等地方;也可以將污泥經過干化後可直接拉走焚燒,防止污染;現在還有污泥熱化學處理這一工藝處理污泥,城市污泥低溫熱解通過在催化劑作用下無氧加熱乾燥污泥至一定溫度,熱分解作用將污泥轉化為油、反應水、不凝性氣體和炭4種可燃產物。
『柒』 污水處理廠污泥未能及時處置怎麼處置
1、污泥特點:污泥中含有大量病原菌、寄生蟲(卵)、以及鉻、汞等重金屬和多氯聯苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物。一般來說,污泥要作土地處置必須經無毒無害化處理,否則,污泥中的有毒有害物質會導致土壤或水體的二次污染。因此各國對土地利用的污泥標准要求越來越嚴格。
2、常用的污泥處置方法有:焚燒、污泥農用、土地衛生填埋、製作建材、海洋處置等幾種方法。污泥焚燒是最徹底的處理方法,基本上可以達到減容化、無害化和資源化的目的。一般污泥經焚燒處理後,其體積可以減少85%~95%,質量減少70%~80%。高溫焚燒還可以消滅污泥中的有害病菌和有害物質。
3、污泥焚燒主要可分為兩大類:一類是將脫水污泥直接用焚燒爐焚燒;另一類是將脫水污泥先干化再焚燒。
污泥焚燒要求污泥有較高的熱值,因此污泥一般不進行消化處理。一般當污泥不符合衛生要求,有毒物質含量高,不能作為農副業利用時,或污泥自身的燃燒熱值高,可以自燃並可利用燃燒熱量發電時,可考慮採用污泥焚燒。焚燒所需熱量,主要靠污泥含有的有機物燃燒,如污泥所含有的有機物燃燒所產生的熱能。焚燒最大優點是可以迅速和較大程度地使污泥減容,並且在惡劣的天氣條件下不需存儲設備,能夠滿足越來越嚴格的環境要求和充分地處理不適宜於資源化利用的部分污泥。污泥的焚燒處置不僅是一種有效降低污泥體積的方法,設計良好的焚燒爐不但能夠自動運行,還能夠提供多餘的能量和電力,因此幾乎所有的發達國家均期望通過焚燒處置污泥來解決日益增長的污泥量和以前通過填理處置的部分污泥。
4、污泥農用必須做到以下幾點:首先,嚴格控制污水廠污泥的有毒有害物質及病原微生物,使其達到國家標准;其次,應特別注意污泥中重金屬的含量,根據其土壤背景值等情況,嚴格按照計算得到的污泥施用量進行施用;再次,一般來說農田使用污泥數量都有一定限度,當達到這一限度時,污泥的農用就應停止一段時間再繼續進行;最後,農田利用應在安全施用量之下控制使用,同時整個利用區需要建立嚴密的使用、管理、監測和監控體系,還必須時刻關注區域內的土壤、地下水、地表水、作物等相關因子的狀態和變化,並根據發生的變化做出相應的調整,以保持污泥農用的安全性,保持農業的可持續發展。因此, 污泥中含有豐富的各種微量元素,施用於農田能夠改良土壤結構、增加土壤肥力、促進作物的生長。
『捌』 城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策的規劃建設
2.1 污泥處理處置規劃應納入國家和地方城鎮污水處理設施建設規劃。污泥回處理處置規劃應符合城鄉規答劃,並結合當地實際與環境衛生、園林綠化、土地利用等相關專業規劃相協調。
2.2 污泥處理處置應統一規劃,合理布局。污泥處理處置設施宜相對集中設置,鼓勵將若干城鎮污水處理廠的污泥集中處理處置。
2.3應根據城鎮污水處理廠的規劃污泥產生量,合理確定污泥處理處置設施的規模;近期建設規模,應根據近期污水量和進水水質確定,充分發揮設施的投資和運行效益。
2.4 城鎮污水處理廠新建、改建和擴建時,污泥處理處置設施應與污水處理設施同時規劃、同時建設、同時投入運行。污泥處理必須滿足污泥處置的要求,達不到規定要求的項目不能通過驗收;目前污泥處理設施尚未滿足處置要求的,應加快整改、建設,確保污泥安全處置。
2.5 城鎮污水處理廠建設應統籌兼顧污泥處理處置,減少污泥產生量,節約污泥處理處置費用。對於污泥未妥善處理處置的,可按照有關規定核減城鎮污水處理廠對主要污染物的削減量。
2.6 嚴格控制污泥中的重金屬和有毒有害物質。工業廢水必須按規定在企業內進行預處理,去除重金屬和其他有毒有害物質,達到國家、地方或者行業規定的排放標准。
『玖』 污水處理廠的活性污泥做危廢鑒定都要做哪些項目
看是什麼污水處理廠了,
先查閱「危險廢物名錄」,看看污泥來源是不是回某些特定工業的污泥。答
如果不在名錄上,就不是危廢,可以填埋處置
如果必須鑒定,可以參考危險廢物浸出標准GB 5085-2007。
檢測單位沒法給你出不是危廢的鑒定證書,因為危險廢物浸出標准GB 5085-2007裡面有7個分冊,檢查項目多了去了。
環保局不懂,就是為了免責或者刁難。
如果你們的環評裡面沒有對這塊做規定,建議你們直接賣了,如果他們處罰,讓他們拿出依據來證明這是危廢。
『拾』 污水處理廠的污泥處置費用問題
城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析
——以北京市為例
張義安,高 定,陳同斌*,鄭國砥,李艷霞
中國科學院地理科學與資源研究所環境修復中心,北京 100101
摘要:以北京市為例,估算不同電價及運輸距離下填埋、焚燒及堆肥等方式的城市污泥處理處置成本,在此基礎上討論各種處理處置方案的前景,展望北京市污泥處理處置出路。污泥填埋在一定時期內還將是主要處理處置方式,但所佔比例將逐漸下降;堆肥是經濟上較為可行的處理處置方式,適合大力推廣;隨著經濟實力與技術水平提高,焚燒法可以適用於個別特殊地點。同時,分析了政府補貼對污泥處理處置效益的影響。
關鍵詞:城市污泥;處理處置成本;填埋;焚燒;堆肥
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1672-2175(2006)02-0234-05
城市污泥是污水處理的副產物,以含水率97%計算,體積占處理污水的0.3%~0.5%[1],深度處理產泥量還將增加50%~100%。目前我國每年排放的干污泥大約1.3×106 t,並以大約10%的速率在增加。
北京市全區域規劃污水排放量為330×104 m3/d,其中2003年市區污水排放量約為230×104 m3/d[2]。規劃建設14座污水處理廠,2015年污水處理能力預計將超過320×104 m3/d,處理率將超過90%。到2008年,北京市將新增9座中水處理廠,深度處理能力將由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d,屆時每年產生含水率 80% 城市污泥超過80×104 m3。北京市最大的污水處理廠——高碑店污水處理廠污泥外運運輸費用佔到全廠運行費用的1/3[3]。
城市污泥的大量產生,已引起日益嚴峻的二次污染,並成為城市污水處理行業瓶頸。污泥處理處置率低,其中非常重要的一個原因就是投資和運行成本方面的限制。但到目前為止,還未見關於不同污泥處理處置方案的經濟分析,導致不同單位和設計人員在方案的選擇上存在較大的盲目性。本文以北京為例,對幾種典型的城市污泥處理處置方式進行經濟分析,以便為城市污泥處理處置技術的選擇提供參考依據。
1 城市污泥處理處置成本估算
1.1 估算方法
以1 t干污泥(DS)為計算基準,綜合成本=運行成本+設備折價成本。運行成本以目前較為成熟的處理處置方式進行估算。
北京市污泥機械脫水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚燒、運輸、填埋等3個流程;設備折價成本取15 a使用年限,年折舊7%,社會利率10%,即年折價17%,設備年工作時數以8000 h計。因此,設備折價=設備價格×指數×0.17/8000。
1.2 估算細則
(1)單位成本
填埋:生活垃圾衛生填埋的成本約60~70 ¥/t,污泥填埋時按照壓實生活垃圾∶土∶污泥容重比為0.8∶1∶1,污泥填埋成本為48~56 ¥/t,取52¥/t。
干化:乾燥能耗與脫水量成正比。燃氣加熱效率85%、鍋爐熱效率70%、過程熱損失5%時,水的蒸發能耗為150 (kW•h)/t,每小時去除1 t水的設備投資為180×104¥[4]。
焚燒:目前多採用流化床技術,每h焚燒1 t干化污泥的設備成本為528×104¥,污泥按干質量減量60%。焚燒的運行費用24¥/t,煙氣處理消耗NaOH量約為37 kg/t,折價約128¥/t [5]。
電價:北京市工業電價高峰期、平段區、低谷期分別為0.278、0.488、0.725¥/(kW•h)。按不同補貼方案,將電價設定為0.30、0.60¥/(kW•h)。
運費:北京市運輸價格在0.45~0.65¥/(t•km)之間,污泥為特殊固體廢物,需特殊箱式貨車運送,價格處於高端。另外,近年運輸價格有上漲趨勢。因此,運費取0.65 ¥/(t•km)。
此外,干化及焚燒均按設備成本添加30%物耗人工管理費及土建配套費。
(2)污泥含水率
污泥的有機質和水分含量較高,填埋存在一系列問題,當前主要關心的是土力學性能,當含水率高於68% 時需按m(土)∶m(污泥)=0.4~0.6的比例混入土 [6-8]。含水率降低時污泥性狀存在突變,因此填埋脫水目標設定為80%、30%。
含水率是污泥焚燒處理中的一個關鍵因素。有機質含量高、含水率低利於維持自燃,降低污泥含水率對降低污泥焚燒設備及處理費用至關重要。一般將污泥含水率降至與揮發物含量之比小於3.5時,可形成自燃[9]。北京市污泥有機物含量在45% 以下,因此使污泥維持自燃焚燒的水分含量應小於61.2%。朱南文總結了幾種國外污泥熱乾燥技術,可以將污泥乾燥至10%含水率[10]。污泥焚燒綜合成本隨乾燥程度動態變化,干化程度越高,干化能耗升高,焚燒設備及運行費用隨之下降。簡化起見,本文以污泥保持熱量平衡燃燒為估算前提,不再進行高水分下加入重油的成本估算。因此污泥焚燒的干化目標定為:60%和10%。
表1 北京市填埋場概況[11]及離污水處理廠的最近距離
Table 1 Description of landfill sites and wastewater treatment plants
填埋場 填埋場位置 處理規模/(t•d-1) 預計關閉時間 最近的污水處理廠 最近直線距離/km 1)
北神樹 通縣次渠鄉 980 2006 高碑店 20
安定 大興區安定鄉 700 2006 小紅門 36
六里屯 海淀區永豐屯鄉 1500 2017 清河 15
高安屯 朝陽區樓梓庄鄉 1000 2018 高碑店 15
阿蘇衛 昌平區小湯山鄉 2000 2012 清河、北小河 40
焦家坡 門頭溝區永定鎮 600 2011 盧溝橋 15
1) 最近距離數據為作者實測
綜上所述,污泥的處理處置方式計有:堆肥,分別乾燥至含水80%、30% 時填埋,乾燥至含水
60%、10%時焚燒。
1.3 填埋成本
填埋成本=能耗成本+運輸成本+填埋場成本+設備折價成本
能耗成本=[1/(1-η0)-1/(1-ηe)]×150×α×Pele
運輸成本=0.65×L /(1-ηe)
填埋場成本=βPf /(1-ηe)
設備折價=[1/(1-η0)-1/(1-ηe)]×180×α× 0.17×104/8000
其中,η0、ηe分別為處理處置始、末的含水率;Pele為電價,¥/(kW•h);L為運輸距離,km;α為土建及人工配套費指數,1.3;β為體積系數,含水率≥68%時在1.4~1.6之間,取1.5,含水率<68%時取1;Pf為填埋場填埋價格,40~60¥/t,取52¥/t。
污泥填埋運輸距離:北京市現有填埋場容量不足以滿足生活垃圾處置需求,即使規劃中的填埋場建成之後,富餘填埋能力也很有限,污泥填埋需另外覓地新建填埋場。隨著城市發展及填埋場地質條件要求,運輸距離也將越來越遠,參照表1,污泥
填埋的運輸距離將在40 km以上,因此在估算今後的填埋成本時,分別取50、100 km作為近期及遠期填埋場運輸距離。
1.4 堆肥成本及收益
城市污泥經過堆肥無害化處理之後進行土地利用,是國際上普遍採用的處理處置方式。強制通風靜態垛堆肥處理是泥堆肥主流技術,其處理成本與污泥初始含水率、處理規模、堆肥廠與污水處理廠之間距離以及設備原產地等因素相關。堆肥廠宜建在污水處理廠周圍,運輸成本計為0,堆肥成本主要由鼓風、烘乾、篩分能耗,調理劑及設備折價成本組成。目前,堆肥產品的市場銷售價格為350~500¥/t,扣除15%含水率後取500¥/t DS。
利用CTB堆肥自動控制系統[12,13]進行強制通風靜態垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥廠的應用結果表明,當污泥含水率不高於80%時,鼓風能耗在40~60 (kW•h)/t DS之間,取60 (kW•h)/t DS。CTB調理劑價格為300 ¥/t,損耗率一般為5% [14]。經過10~14 d堆肥,污泥干物質減量30%,含水45%。採用熱乾燥技術烘乾至含水15%,脫水負荷0.45 t/t DS;調理劑在烘乾前篩分後自然晾乾,需篩分能耗;篩分負荷共9.3 t/t DS,篩分能力1 t/h,功率3 kW。全程能耗95 (kW•h)/t DS,考慮到未知能耗,取100 (kW•h)/t DS。
設備折價:處理干污泥能力為 0.3×104 t/a的污泥堆肥廠設備投資約700萬¥,設備折價182 ¥/t DS(含佔地成本),取200¥/t DS。
1.5 焚燒成本
考慮到焚燒廢氣排放等問題,外運30 km以上焚燒為佳,取30 km;焚燒按干物質減量60%,燒余物需運至填埋場填埋,運輸距離取50 km。參考表3可知,乾燥至10%焚燒成本較乾燥至60%低。乾燥程度越高,焚燒廠佔地面積也越小,因此焚燒前以干化至10%為宜。
1.6 干化農用成本
未經穩定化處理污泥存在施用安全危險,考慮到干化的穩定效果較差,安全性有限,不再估算。
2 討論與分析
2.1 處理成本和經濟效益
表2 處理處置1 t城市污泥(干質量)所需的成本及其效益
Table 2 Comparison of the estimated cost and benefit of sewage sludge treated and/or disposed by different ways
填 埋
干化 運輸 填埋 綜合成本/¥
目標 能耗/¥ 設備折價/¥ 距離/km 運費/¥ 填土比例 費用/¥
80% 0 0 50 163 50% 390 5531),5532)
30% 2091),4182) 178 50 46 0 74 5071),7162)
80% 0 0 100 325 50% 390 7151),7152)
30% 2091),4182) 178 100 93 0 74 5541),7632)
焚燒
干化 焚 燒 燒余物 綜合成本/¥
目標 能耗/¥ 設備折價/¥ 運行/¥ 設備折價/¥ NaOH/¥ 運費/¥ 填埋/¥
60% 1461),2932) 124 60 365 128 13 20 8561),10022)
10% 2281),4552) 193 27 162 128 13 20 7711),9982)
堆 肥
能耗/¥ 設備折價/¥ 調理劑損耗/¥ 總成本/¥ 銷售/¥ 總效益/¥
391),782) 200 75 3141),3532) 410 961),572)
1) 電價取0.30 ¥/(kW·h);2) 電價取0.60 ¥/(kW·h)
各種處理方式處理成本估算過程及結果如表2所示。由表2可知,污泥處理處置以堆肥方式成本
最低,約300~350¥/t DS;填埋方式約500~760¥/t DS。焚燒方式成本最高,約800~1000¥/t DS。堆肥成本低於填埋方式,顯著低於焚燒方式,隨運輸距離增加填埋成本顯著高於堆肥成本。此外,污泥焚燒處理一次性投資大,運行維護費用最高。
各種處理方式中,污泥填埋沒有資源回收,效益為零;考慮到污泥熱值水平,回收焚燒熱能可能性較低,對凈效益影響不大;污泥干化可以起到脫水的效果,但穩定化的效果有限,加之干化過程中容易產生爆炸和肥效緩慢等問題,不宜提倡;在產品銷售良好情況下,按電價不同,堆肥處理可以盈利50~100¥/t DS。
2.2 各種處理處置技術的優缺點
現有的大部分填埋場設計建造標准低、缺乏污染控制措施,存在穩定性差等問題,導致散發氣體和臭味,污染地下水,不能保證填埋垃圾的安全,只是延緩污染但沒有最終消除污染。一些國家為了把上述問題降低到最小程度,制定了待處理污泥物理特性的最低標准,使污泥填埋的處理成本大大增加。例如德國要求填埋污泥干基含量不低於35%。為避免污泥中有機物分解造成的地下水污染,1992年德國發布了《城市廢棄物控制和處置技術綱要》,要求從2005年起,任何被填埋處理的物質其有機物含量不超過5% [15],這意味著污泥即便是經過乾燥也不滿足填埋的要求。污泥填埋面臨填埋場地、公眾及法規等多重壓力,填埋成本將逐步升高,近年來國外污泥填埋處理方式比例越來越小[6]。
是否推廣堆肥處理城市污泥,首先應切實評估施用污泥堆肥的潛在環境風險。杜兵等[16]研究表明,同國外相比北京市某典型污水處理廠酚類、酞酸酯類、多環芳烴類均處於污染程度較低的水平。堆肥處理的持續高溫可以確保殺滅病菌,保證污泥的農用安全。陳同斌等[17]對中國城市污泥的重金屬含量及其變化趨勢的研究結果表明,我國城市污泥中平均含量普遍較低,金屬含量基本未超過農用標准[18],且呈現逐漸下降的趨勢。近年相關研究也證明:科學合理地進行城市污泥農用不會造成土壤和農產品的重金屬污染問題[19]。我國城市污泥的土地利用重金屬環境風險並不像人們想像的那樣嚴重。
焚燒減量最為顯著,含水80%的污泥焚燒後減容率超過90%。然而,污泥含有多種有機物,焚燒時會產生大量有害物質,如二惡英、二氧化硫、鹽酸等,受國內焚燒技術的限制,二惡英污染問題尚未很好解決,重金屬煙霧與燃燒灰燼也可能造成二次污染。此外,焚燒浪費了污泥中的營養物質。對比三種處理處置方式,污泥焚燒佔地面積最小,但綜合成本最高,設備維護要求高,環保風險較大,這些不利之處都限制了污泥焚燒技術的廣泛應用。
綜上所述,堆肥處理實現污泥的資源化利用,科學合理施用下可以保證衛生安全及重金屬安全,同時較為經濟可行,是污泥處理處置技術的主要發展方向。但是,從市場銷售的角度來看,污泥堆肥產品的銷售渠道有待改善。各種處理方式優缺點概括於表3(下頁)。
2.3 電價影響及政府補貼
電價影響到污泥處理處置成本。電價從0.60¥/(kW•h)降低到0.30 ¥/(kW•h),各種處理方式的綜合成本分別降低40~230 ¥/t DS。如電價取至用電低谷期電價或者更低,成本可以進一步降低。
表3 各種處理處置技術優缺點對比
Table 3 Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge
處理處置方式 收支平衡/(¥•t-1) 1) 技術難度 場地要求 能否資源化 無害化程度
填埋 -507~ -763 簡單 大 不能 延緩污染, 沒有最終消除污染風險
堆肥 57~96 較簡單 較小 能 重金屬低於農用標准時可以達到無害化要求
焚燒 -771~ -1000 技術設備要求高 小 不能 尾氣可能帶來二次污染
1) 運輸距離100 km、電價0.60 ¥/(kw•h)時, 以80%含水率填埋成本略低於30%含水率填埋, 但其佔地為後者5.25倍, 綜合考慮採取30%填埋
污泥含水80%及60%下填埋佔地分別為30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通過補貼如降低電價等調控手段,將污水處理投入合理分配到其中的污泥處理單元,可以降低污泥處理單元的焚燒成本、填埋佔地,降低堆肥成本。政府補貼可以發揮經濟杠桿作用,調控污泥處理行業投入產出狀況,有利於污泥處理處置行業的健康發展。總之,污泥處理處置應該有適宜的政府補貼。
3 結論
(1)污泥堆肥成本隨電價變化約300~350 ¥/t DS,堆肥銷售可以補償部分處理成本,使污泥堆肥達到微利水平。合理施用堆肥可以提供養分和有機質,是污泥處理處置技術的重要方向。
(2)污泥填埋操作簡單,但其成本約500~760 ¥/t DS,高於堆肥處理。考慮到土地資源日益稀缺及二次污染問題,且從發達國家的經驗來看污泥填埋將逐步受到限制,因此其應用比例應逐漸減少。
(3)污泥焚燒減量效果最明顯,但其初始投資及運行費用最高,綜合成本約771~1000 ¥/t DS。其設備維護復雜,如果對尾氣處理不當會造成二次污染。
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