净水技术|王锡清：郑州市污水处理厂污泥处理设计
《净水技术》
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前言
污泥处理处置最终要实现稳定化、无害化、减量化和资源化。目前我国主流的污泥处理工艺包括厌氧消化、好氧消化、堆肥、干化焚烧，主要的污泥处置路线为土地利用、建材利用，卫生填埋作为应急手段。污泥处理处置方式多样化，应因地制宜，综合考虑污泥泥质特征、地理位置、环境条件和经济发展水平等选择适合当地条件的处理工艺，工艺设计时应进行系统分析，进行必要的能量平衡计算。本文通过郑州市污泥处理处置案例，介绍污泥处理处置工艺的设计。
整理自上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司王锡清副总工的报告PPT
王锡清
上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司副总工，教授级高级工程师
擅长城镇污水处理工艺技术、污水深度处理与再生利用工艺技术、污泥处理处置技术、轻工业废水、排水管网系统设计领域
郑州市排水规划现状概述
郑州市总面积为7 446.2 km2，下辖6个市辖区，建成区面积830.97 km2，总人口1 013.6万人。目前郑州市中心城区主要的8座污水厂，包括双桥污水厂、马头岗污水厂、陈三桥污水厂等，服务面积达1 100 km2，现状污水处理量为185万m³/d，远期规划为315万m³/d。2020年郑州市中心城区污泥产量预计达到3 200 m³/d。根据《郑州市排水工程规划（2009~2020）》规划目标，规划期末郑州市中心城区污水实现“全收集、全处理”，污泥有效处理率达95%以上，资源化利用率在40%以上。
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郑州市污泥处理处置方案选择
污泥处理处置方案选择上结合郑州市的实际情况，走循环经济之路，多种方法并举打通污泥的最终出路。原则上以污水处理系统的区域为基础，按照集中和分散相结合、处理集约化、处置多样化的原则，近远期结合、分期多步实施。
郑州市现状污泥处理厂包括八岗污泥处理厂、郑州市污泥处理应急工程、马头岗、双桥及郑州新区污水处理厂，合计污泥处理量为2 300 m³/d。刚刚建设完成的郑州新区污水处理厂二期工程采用污泥干化焚烧工艺，处理量为1 000 m³/d。
结合现状污水厂、规划污水厂用地情况，本期规划5座污泥处理厂，3种污泥处理方法（堆肥、干化、焚烧），3种污泥处置途径（土地利用、建材利用、卫生填埋），规划总体实现3 200 m³/d的污泥处理量。
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郑州市污泥处理设计案例
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八岗污泥堆肥厂
1.1 工程概况
（1）处理规模：污泥堆肥600 t/d（含水率80%）。
（2）处理目标：达到减量化、稳定化、无害化要求的腐熟污泥，其含水率30%左右。作为绿化营养土。
（3）工艺流程：好氧发酵工艺。
1.2 CTB四阶段堆肥控制原理图
阶段一：起始升温期，从室温升至30 ℃；
阶段二：快速升温期，从30 ℃升至60±5 ℃；
阶段三：高温持续期，维持60±5 ℃；
阶段四：熟化降温期，从60±5 ℃降温至室温。
1.3 污泥处理工艺流程
污泥脱水添加辅料后进入发酵车间，经过二次发酵后制成营养土。一次发酵（自动控制静态堆肥）与二次发酵（动态堆肥）发酵周期：主发酵时间14天，后熟7天，合计21天。
1.4 全厂物料平衡计算
通过好氧堆肥机理和物料平衡关系计算得出600 t/d的脱水污泥（含水率80%），最后生产出 247.8 t/d的营养土（含水率30%）。
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马头岗污泥干化工程
2.1 工程概况
（1）处理规模：污泥消化规模：1 600 t/d（含水率90%），污泥干化规模：200 t/d污泥（含水率80%）。
（2）处理目标：经干化后可作为垃圾填埋场的覆盖土，并考虑其它途径资源化利用的可能性，可用作绿化介质土、土地改良用土、土地修复、送至水泥厂制作建材或作为低值燃料进入热电厂焚烧等，完成最终处置。
（3）工艺流程：污泥中温厌氧消化+热干化。
消化+干化工艺流程图
干化工艺流程图
2.2 工艺设计参数
（1）消化工艺基本设计参数
（2）干化工艺基本设计参数
2.3 能量平衡
根据你能量平衡计算，消化产生的沼气量为30 668 Nm³/d，污泥干化设备设置预热回收装置，回收的热量 转化为沼气量为7 888 Nm³/d，消化和干化所需的沼气量为28 240 Nm³/d。工艺可以实现系统平衡，在满足消化和干化的同时，剩余沼气量9 988 Nm³/d。
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双桥污水处理厂
3.1 工程概况
（1）双桥污水处理厂近期（2016年）设计规模为污水处理：20万m³/d，污泥处理处置为600 t/d（以80%含水率计），再生水工程为10万m³/d。
（2）根据项目环评报告及批复，双桥污水处理厂设计出水水质必须优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准。
（3）污泥处理工艺流程：污泥浓缩池+离心脱水+污泥好氧堆肥。
（4）污泥处置出路：拟将好氧堆肥后的污泥作为垃圾填埋场的覆盖土，以解决污泥的最终出路。同时留有作为绿化介质土、土地改良用土或建材用的可能性。
3.2 工艺流程
污泥脱水添加辅料后进入堆肥车间，经过堆肥后制成营养土。考虑到连续式好氧动态生物发酵工艺占地面积小、堆肥时间短、产品性能优，同时适用于较大规模的堆肥生产，在国内也有较为成熟的应用，本工程采用连续式好氧动态生物发酵工艺。
3.3 全厂物料平衡计算
通过好氧堆肥机理和物料平衡关系计算得出600 t/d的脱水污泥（含水率80%），最后生产出321.46 t/d的营养土（含水率35%）。
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郑州新区污水处理厂
4.1 工程概况
（1）一期工程规模：污水处理为65万m³/d、污泥消化为1 000 t/d（含水率80%计），污泥干化为300 t/d（含水率80%计）。
（2）根据环境影响评价要求，出水水质指标优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准。
（3）污泥处置出路：拟将干化后的污泥作为垃圾填埋场的覆盖土，以解决污泥的最终出路。同时留有作为绿化介质土、土地改良用土或建材用的可能性。未进行干化的污泥送八岗污泥厂进行堆肥处理。
（4）污泥处理工艺流程：污泥中温厌氧消化＋离心脱水＋污泥干化。
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郑州市污泥应急处理工程
5.1 工程概况
（1）污泥处理规模：600 t/d（80%含水率）。
（2）处理目标：处理后的污泥满足环保部关于污泥混合填埋的相关要求，即污泥含水率≤60%和抗剪强度≥25 kN/m2，可用于土地利用(园林绿化、土壤改良)、卫生填埋及建材利用等。
（3）工艺流程：生物调理+板框脱水工艺。
5.2 工艺流程
（1）厂外脱水污泥，进入污泥卸料池。可利用马头岗污水处理厂剩余污泥稀释搅拌，混合达到98%的含水率要求，利用污泥泵提升至污泥均质池。（2）厂内消化后污泥含水率约为90%，进入贮泥池二。可利用马头岗污水处理厂剩余污泥稀释搅拌，混合达到98%的含水率要求，污泥泵提升至污泥均质池。（3）厂内初沉污泥和剩余污泥的混合污泥，进入污泥卸料池。按照比例进入污泥卸料池进行混合搅拌，混合达到98%的含水率，污泥泵提升至污泥均质池。
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郑州新区污水处理厂（二期工程）
6.1 工程概况
（1）二期工程规模：新建35万t/d，一期提标65万t/d，新建1 000 t/d（含水率80%计）污泥处理设施。
（2）本工程污水处理出水水质主要指标达到地表水III类水体标准。
（3）污泥处理工艺流程：机械浓缩＋板框脱水+干化+热解气化焚烧。
（4）污泥处置出路：污泥焚烧炉渣的资源化利用，包括作为水泥厂水泥骨料或辅料、制砖、作为道路路基等实现建材利用。飞灰毒害成分含量一般较高，统一考虑危险废弃物加螯合剂后固化填埋。
（5）烟气处理目标：执行《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB 18485—2014）表5标准。
6.2 工艺流程
本项目采用污泥深度脱水、干化降低污泥含水量，使其满足后续污泥成型和污泥焚烧的工艺要求，污泥焚烧产生热量循环利用，为污泥干化提供热量，在满足节能和环保的条件下实现污泥的减量化、无害化。
6.3 能量平衡
根据能量平衡计算，干基污泥热值为2 500 kcal/kg时，污泥干化焚烧装置可以实现热量平衡，而且热量有富余，干基污泥热值为1 800 kcal/kg时，污泥干化焚烧装置需掺烧天然气61.2 Nm³/h，折含固35%污泥消耗天然气2.6 Nm³/t污泥，基本实现热量平衡。
说明：本文由原作者王锡清授权，根据原作者的报告PPT编辑完成，仅供各位学习参考，版权归原作者王锡清所有。如需引用，请联系原作者。
2019西南地区污泥处理处置创新技术及资源化利用技术论坛通知
为进一步提高我国污泥处理处置水平，加强行业内的交流合作，上海市净水技术学会联合城市水资源开发利用（南方）国家工程研究中心共同假座中国西部国际博览城于2019年6月27日中国环博会期间举办“2019西南地区污泥处理处置创新技术及资源化利用”。
论坛秉持“创新发展、强化应用”的原则，将邀请行业内知名专家、学者与会作主题报告，围绕国内外污泥处理处置与资源化的先进技术、创新工艺、工程实践、设备成果等展开讨论和交流，促进产、学、研交流，为相关单位搭建推介城镇污水厂污泥处理处置与资源化利用新技术、新工艺、新设备的平台，推动污泥处理处置产业的规范化发展。会议同时还将邀请全国范围内知名科研院所、设计、施工和运营单位及设备厂家、工程公司的专家、工程技术和管理人员。欢迎各位莅临参会！
会议组织
主办单位：上海市净水技术学会
城市水资源开发利用（南方）国家工程研究中心
承办单位：《净水技术》杂志社
中贸慕尼黑展览（上海）有限公司
支持单位：威立雅水务
会议时间/地点
会议时间：2019年6月27日
会议地点：四川省成都市天府新区福州路东段88号 中国西部国际博览城
会议议程
09：50-10：20
污泥干化焚烧工艺的实践和应用体会
上海竹园污水处理厂 周丕仁 厂长
10：20-10：50
成都环境的污泥处理处置实践
成都环境投资集团有限公司技术中心 曹佳红 副主任
10：50-11：10
威立雅工程和美学的融合之作——香港T·Park污泥焚烧工程
威立雅水务技术中国污泥 荚卓哲 市场负责人
11：10-11：40
城市污泥生物联合处理+土地利用可行性研究
四川大学 孙照勇 副教授
11：40-13：30 午休
13：30-14：00
重庆市市政污水处理厂污泥处理处置现状
重庆市市政设计研究院重庆市海绵城市建设工程技术研究中心 潘终胜 总工
14：00-14：20
待定
四川欧美华环境工程有限公司
14：20-14：50
污泥园林利用出路的分析和农用瓶颈的思考
重庆风景园林科学研究院 陈祥 高级工程师
14：50-15：20
城市生活污泥生物处理技术与典型案例分析
中国科学院成都生物研究所党委委员，中国科学院重点实验室副主任 闫志英
15：20-15：50
国内外污泥处理处置趋势与新技术
重庆大学 张智 教授
15：50-16：20
成都市中心城区污泥出路及实例分析
中国市政工程西南设计研究总院 刘波 副总工
会务联系人
联系人：朱琼宇
电话：18818272386（同微信号）
地址：上海市杨树浦路855号106室