污泥的高溫堆肥處理法方案

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回復了8次一、概述城市污水處理是我國"九五""十五"期間需重點解決的環(huán)保問題.而大力進行污水處理的同時.又面臨著對其伴生物污泥處理處置的難題。采用城市污泥無害化、資源化農用技術.利用污泥作為原料.加入工業(yè)廢棄物粉煤灰和N、P、K等添加物.制成顆粒狀有機復XX.不僅解決了城市污水污泥的處理問題.還可對污泥、粉煤灰等污染物進行綜合利用.推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.并為農業(yè)提供具有改良土壤特性、提高農作物產(chǎn)量的有機復XX料.促進農業(yè)生產(chǎn)。本項目為城市污泥無害化資源化農用技術工程項目。為使污泥制肥技術盡快得到推廣.解決XX市市政污水污泥處理和處置問題.本項目將實施以下內容。在XX市污水處理廠內建設日消化50m3脫水污泥<含水率65～75%>、年產(chǎn)16000噸有機復XX的污泥制肥廠。本項目需建設污泥制肥廠生產(chǎn)車間廠房、輔助生產(chǎn)用建構筑物及辦公用房等.建筑面積約2500m2。購置用于污泥制肥廠生產(chǎn)的日處理污泥量50m3的污泥無害化農用技術成套備.項目需新增固定資產(chǎn)投資約670萬元.其中建筑工程費約200萬元.設備購置及安裝工程費約370萬元.其他費用約100萬元。本項目通過污泥制肥技術產(chǎn)業(yè)工程以實現(xiàn)明顯的社會效益.并具有一定的經(jīng)濟效益。二、項目的意義和必要性.國內外現(xiàn)狀和技術發(fā)展趨勢水資源是保證人類生存最基本的條件.因而保護水資源、防止污水對環(huán)境的污染.是人類造福于千秋萬代的重要責任。為了改善我國水資源污染嚴重的現(xiàn)狀.從"九五"期間污水治理問題得到充分重視.城市污水處理工程項目發(fā)展很快。然而對于隨之產(chǎn)生的大量污泥.目前我國大多采用填埋處理.處理不當仍會造成對環(huán)境的二次污染。污泥的處理處置和利用已經(jīng)越來越成為我國急需解決的大問題。污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的沉淀物質.它包括污水中的泥砂、纖維、動植物殘體等固體顆粒及其凝結的絮狀物.各種膠體、有機物及吸附的金屬元素、微生物、病菌、蟲卵、雜草種子等綜合固體物質。由于城市污水處理廠的污泥中主要成份為有機物.因而其本身就是很好的農用有機肥原料.可進行綜合利用.將其變廢為利。本工程采用城市污泥無害化農用技術.將城市污泥與添加物質〔其成份主要為菌種、粉煤灰及N、P、K營養(yǎng)素等混合.制成可用于播種機播撒的有機無機復合顆粒肥.這種復XX產(chǎn)品屬高效無機有機緩釋肥.對提高農作物產(chǎn)量、保護土壤有明顯效果.是具有較大發(fā)展?jié)摿Φ霓r業(yè)肥料品種。因此利用城市污泥添加粉煤灰制肥.即可為農業(yè)提供復XX產(chǎn)品.滿足我國農業(yè)化肥產(chǎn)品結構調整的需要.同時實現(xiàn)了對城市污泥和粉煤灰等環(huán)境污染源的綜合利用.使廢物資源化。有著極大、長遠的社會效益和一定的經(jīng)濟效益。從世界范圍看.城市污泥的處理處置方法主要有焚燒、填埋、投海和堆肥等多種形式。焚燒法的技術與設備復雜.能耗大.投資高.并伴有大氣污染問題；填埋法受到用地的限制；投海會污染海洋.對海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類食物鏈會造成威脅.國際公約已明令禁止；用堆肥法處理后的城市污泥進行農業(yè)利用.具有經(jīng)濟簡便、可資源化等優(yōu)點.已經(jīng)引起廣泛重視.是目前呼聲最高的處理途徑。高溫堆肥技術是發(fā)達國家在20世紀初開發(fā)研究成功的.目前在英國、美國、德國、日本等國家都已廣泛采用高溫堆肥技術對城市污泥進行無害化處理.如美國每年約有49％的城市污泥制成肥料施于農田或林地。德國ETH/OAM再生公司研究開發(fā)的城市污泥無害化農用技術克服和解決了脫水污泥無害化和綜合利用的問題.降低了城市污泥無害化處理的成本.在德國得到了廣泛的應用。三、我國農業(yè)肥料市場發(fā)展現(xiàn)狀隨著我國化肥工業(yè)迅速發(fā)展.氮肥和磷肥的產(chǎn)量目前分別排在世界第二位和第三位.農作物施肥結構也發(fā)生了很大變化。七十年代前.農作物施肥中農家肥與化肥的比例是7：3.到七十年代末期.由于化學肥料用量猛增.其比例已改變?yōu)?：7。長期施用無機化肥的主要缺點是單獨施用肥份不完全.摻合增施則造成溶度積劇增.肥份容易流失.不利于作物生長和利用。并且使土壤鹽化板結.污染飲用水源.破壞生態(tài)環(huán)境。為了避免偏施無機肥料導致的必然后患.有些國家已開始限制偏施化肥而施用有機肥料。有機肥料屬于綠色產(chǎn)品.它的施用有利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展.在農業(yè)生產(chǎn)中有著極為重要的作用。施用有機肥料的優(yōu)勢在于：

1、提供作物生長所需養(yǎng)分：有機肥經(jīng)土壤中微生物分解.可不斷釋放各種作物所需養(yǎng)分.同時釋放大量二氧化碳.促進光合作用.提高作物產(chǎn)量。

2、改良土壤.提高耕地生產(chǎn)能力：有機肥轉化成腐殖質.促進土壤形成團粒結構.提高土壤保肥、保水、保溫性能.改良土壤。

3、提高化肥利用率：有機肥與無機肥配合施用.緩急相濟.互相補充.可顯著提高化肥的肥效。

4、提高農作物產(chǎn)量.改善農作物品質：有機肥在分解轉化過程中.改善和優(yōu)化了作物營養(yǎng)條件.不僅增加作物對養(yǎng)分的吸收.增強新陳代謝.刺激生長發(fā)育.還大大提高農產(chǎn)品的品質。

5、增強微生物活性：有機肥料不僅有利于增加土壤中微生物的數(shù)量.還為土壤中微生物的活動創(chuàng)造良好的環(huán)境.增強微生物活性.促進微生物對有機肥料的分解轉化能力。

6、防止環(huán)境污染.減少疾病傳播：有機廢棄物既是肥源.又是污染源。充分利用有機肥料.是變廢為寶、提高環(huán)境質量的有效措施。我國長期以來農業(yè)追求高產(chǎn).大量施用化肥.已造成土壤砂化、板結.肥力下降。在我國大量施用有機肥料可有效地協(xié)調有機無機肥料結構矛盾.增加養(yǎng)分的有效供給.緩解耕地缺磷少鉀的矛盾。但是.由于有機肥肥效釋放慢.養(yǎng)分含量低.施用數(shù)量大.且當年利用率低.在作物生長旺盛、需肥多的時期.往往不能及時滿足作物的需求.所以需要與無機肥料配合施用。制備有機無機復XX料是解決以上矛盾的最佳有效途徑。因此.有機無機復XX料在國內有很大的市場潛力。生產(chǎn)復XX不僅具有一定的經(jīng)濟效益.同時有很好的社會效益和生態(tài)效益.有利于我國農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。四、項目的技術基礎城市污泥無害化農用技術是在高溫堆肥技術的基礎上.研究電廠粉煤灰的各種特性.并吸收德國ETH/OAM再生公司應用粉煤灰和污泥在德國農業(yè)應用的研究技術.解決了脫水污泥含水率高不宜發(fā)酵的關鍵技術。其工藝是將脫水污泥按一定比例與添加物質均勻混合.在一定溫度條件下.通過堆肥完成對污泥的脫水和有機物熟化處理。此項技術生產(chǎn)的基本原料是城市污泥和電廠產(chǎn)生的粉煤灰.另外根據(jù)不同作物要求加入所需營養(yǎng)素和添加劑.其設備簡單.不需特殊的烘干設備.在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)殺菌、殺蟲卵和固化重金屬。在添加物中還可加入珠光巖、硅藻土、沸石和石膏廢料等.并跟據(jù)所施用土地的PH值.用石灰對所制肥料的PH值進行調節(jié)。實驗證明粉煤灰含有多種有利于植物生長的微量元素.具有較強的水化活性、促進發(fā)酵以及改良土壤的特性.它對施用到農田中的化肥有緩釋作用.對重金屬也有一定的緩釋作用.因此將粉煤灰做為主要干燥物質來處理城市污泥.不僅可以提高城市污泥無害化農用的效果.也為粉煤灰自身的利用開辟了一條新路。利用該技術所生產(chǎn)的顆粒肥料含水率低.便于存放、運輸和在農田中施播。根據(jù)實驗.與同價量的高效磷肥〔磷酸二胺比較.可提高產(chǎn)量10～20％。添加物具有疏松土壤、增加土壤團粘度.使肥效發(fā)揮充分.并保護土壤的作用。由于肥料添加物的固化作用.顆粒肥料具有一定耐水性和耐沖洗性.達到緩釋作用.肥效延續(xù)時間長。根據(jù)我國農業(yè)生產(chǎn)和林業(yè)生產(chǎn)的需要.目前采用污泥無害化農用技術研制開發(fā)了兩個系列的有機復XX：土壤改良劑.其主要成份為有機質25～38％.P、N、K≥7％.主要用于改良土壤、林業(yè)種植；顆粒復XX.其主要成份為有機質10～20％.P、N、K20～25％.主要用于大田種植；符合GB15063-94國家標準。五、建設方案、規(guī)模、地點1、規(guī)模建設一座具有年產(chǎn)16000噸有機復XX生產(chǎn)能力的污泥制肥廠.實現(xiàn)銷售收入約1500萬元。2、建設地點本項目選擇XX市污水處理廠污泥堆放場作為項目建設地點。3、建設方案日處理城市污水12萬噸.日產(chǎn)污泥50立方米.脫水后污泥含水率約為64～74％。污泥制肥廠的生產(chǎn)部門主要由堆肥和制肥二個車間組成.另外設原料庫、成品庫、設備維修、化驗等生產(chǎn)輔助部門及生產(chǎn)、技術、工藝和銷售等管理部門。六、技術特點、工藝技術路線、設備選型及主要技術經(jīng)濟指標1、城市污泥無害化農用技術特點：〔1所用原料及添加物多為工業(yè)及生活廢棄物.產(chǎn)品具有成本較低廉的特點；〔2粉煤灰含有多種有利植物生長的微量元素.具有較強的水化活性.可促進發(fā)酵及改良土壤特性。更重要的是它對農田中施用的化肥有緩釋作用.對重金屬也有一定固化緩釋作用。城市污泥無害化農用技術用粉煤灰做干燥劑.可提高污泥無害化處理后的農用效果.有利于農用土地的持續(xù)、有效利用；〔3該技術產(chǎn)品為顆粒狀.并具有一定耐水性.有利于實現(xiàn)機械化播撒施肥；〔4產(chǎn)成品可根據(jù)不同土壤條件.通過石灰石調節(jié)土壤的PH值.滿足不同農作物對土壤條件的要求；〔5該技術適用性好.可通過調節(jié)添加劑的品種及用量.制出多種復XX.使其適用不同農作物及不同生產(chǎn)階段的要求。2、工藝技術路線污泥堆肥工藝分為好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵兩種工藝過程。厭氧發(fā)酵由于產(chǎn)生甲烷等代謝物會產(chǎn)生惡臭.同時設備投資高.運行管理復雜.要求嚴格.適合于大型污水廠液態(tài)污泥的處理.由于我國一般采用中溫厭氧發(fā)酵處理.污泥溫度在30--40℃.雖然達到減容目的.但仍不能直接還田。對機械脫水后污泥.主要采用好氧發(fā)酵制肥.好氧發(fā)酵過程通過好氧性微生物的生物代謝作用.使污泥中有機物轉化成富含植物營養(yǎng)物的腐殖質.反應的最終代謝物是CO2、H2O和熱量.大量熱量使物料維持持續(xù)高溫.降低物料的含水率.有效地去除病原體、寄生蟲卵和雜草種子.使污泥達到減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化目的。經(jīng)比較.好氧發(fā)酵的設備投資及運行能耗均比厭氧發(fā)酵降低1/3.是節(jié)能高效的制肥工藝。同時.由于其設備較少.運行管理簡單.特別適合于中小型污水處理廠。因此.本工程采用污泥好氧發(fā)酵工藝。由于中國農村需要速效肥料.生物有機肥在廣大農村尚不好推廣.因而從堆肥產(chǎn)生的肥料.可以直接投放市場.也可以進一步深加工.制備有機無機復XX。將含水率約為60-80%的污泥與體積約為30-40%的添加物<菌種、粉煤灰、秸稈破碎物等>和少量的除臭劑送至初混機.混合均勻后送至發(fā)酵倉發(fā)酵.翻堆機每天運行一次.將物料由進倉口向出倉口移動.用中壓風機對堆肥物料間歇式曝氣.由于好氧細菌作用.堆肥物料在三天以后可升溫到60。C以上.在60—65。C維持3—4天.實現(xiàn)滅菌和干燥的目的.在堆肥倉中物料停留10—12天.完成堆肥.輸送出堆肥倉。出倉的塊狀物經(jīng)破碎機破碎后.送精混機與N、P、K等營養(yǎng)素充分混合均勻。當含水率達到18-22%時.送入高壓造粒機.在高壓及60℃溫度條件下將混合物制成均勻、較堅硬的顆粒.通過氣流干燥機干燥后.由裝袋機定量包裝后即可入庫待銷。其工藝流程圖如下：添加劑除臭劑營養(yǎng)素↓↓

有機廢物→混合→好氧生物發(fā)酵→混合→造?！稍铩b袋→復混肥↑↓菌種生物有機肥3、設備選型、主要技術經(jīng)濟指標及選擇原則〔1污泥制肥成套設備新建污泥制肥廠的成套設備由機械科學研究院自行設計、制造、成套和安裝調試。成套設備中單臺設備的選擇應滿足工藝要求.并運行可靠。降低成套設備的成本.為污泥無害化農用技術應用創(chuàng)造良好的條件。污泥制肥成套設備主要由以下幾部分組成：①粗混主要設備：粗混機、皮帶輸送機、提升機。②發(fā)酵主要設備：發(fā)酵倉曝氣裝置、翻堆機、輸送機、提升機。③精混造粒主要設備：精混機、造粒機、氣流干燥機、輸送機、裝袋機。④電控系統(tǒng)：控制器、傳感器、電控柜、驅動裝置等。⑤廢氣、塵回收裝置等〔2主要技術經(jīng)濟指標①顆粒肥含水率<15％；②肥料成份依據(jù)用戶要求調配.產(chǎn)品符合GB15063－94；③產(chǎn)品衛(wèi)生指標應符合高溫堆肥衛(wèi)生標準〔GB7959－87?！?選擇方案的原則①在常年運行中.保證污泥的處理效果穩(wěn)定.技術成熟可靠；②盡量降低投資和運行費用；③運行管理方便。七、原材料供應及外部配套條件1、原材料供應污泥制肥的主要原材料為城市污水污泥.由XX市污水處理廠脫水車間直接輸送；主要配料為粉煤灰、秸稈粉碎物、除臭劑和N、P、K等添加物.粉煤灰可從附近熱電廠購買；其他配料也均可以在國內市場采購,原料來源充分。

2、配套條件外部配套實施根據(jù)廠方現(xiàn)有條件合理配置。

八、環(huán)境影響分析污泥制肥工程本身是環(huán)境保護工程.是解決污泥對環(huán)境的破壞.化害為利的工程.但在正常運轉過程中對周圍的環(huán)境也有一定的影響。本工程主要采取以下措施進行控制：1、污水污泥堆肥工藝主要采用好氧發(fā)酵制肥.通過反應放熱產(chǎn)生高溫.去除污泥中的水分。選用上送風式曝氣裝置.堆肥物料中蒸發(fā)的水分隨空氣向上運動并隨抽風設備排出室外.整個工藝屬固氣反應.不會出現(xiàn)污水排放的污染問題。本工程只有少量勞動人員的生活用水.可將其收集后排入廠區(qū)污水管道處理系統(tǒng)。2、大氣污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的沉淀物質.成分比較復雜。所以污泥容易散發(fā)出異味.特別在污泥初期進行發(fā)酵時更易產(chǎn)生臭氣和異味.為了保障職工的工作安全.在入料混合的同時加入一定量的除臭劑.減少異味的產(chǎn)生。并且在車間設置軸流通風機.將污泥堆肥廠房的臭氣和異味排到室外。污泥經(jīng)發(fā)酵倉產(chǎn)生含水率較低的出料.可能會在造粒機、氣流干燥機出現(xiàn)少量的粉塵。采用袋式除塵器對粉塵進行處理.使粉塵濃度達到國家環(huán)保排放標準后再行排放。3、固體廢棄物脫水后的污泥經(jīng)本工藝全部制成有機復XX.不會產(chǎn)生固體廢棄物.袋式除塵器收集的粉塵可作為調整劑.回收利用.杜絕對外界環(huán)境的破壞。4、噪聲污泥好氧發(fā)酵成套設備中主要有初混機、翻堆機、曝氣設備、粉碎機、精混機、造粒機、氣流干燥機、裝袋機。所有設備在正常運轉時勢必產(chǎn)生一定的噪聲。因此在選擇設備時.均按國家標準要求選用低噪聲的設備。經(jīng)測量.噪聲符合《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》〔GB12348－90的要求。5、緊急事故廠房一旦發(fā)生停電或其它重大事故.可能造成好氧發(fā)酵倉缺少氧氣.厭氧發(fā)酵會產(chǎn)生較大的異味.直接導致污泥無法制肥。所以必須及時排解事故。這種短時間污染無法從根本上避免.只有加大運行管理.加強維修.盡可能提高廠房的安全保證率.使事故發(fā)生的機率盡可能降低。九、安全衛(wèi)生建設污泥堆肥工程的目的是控制污染.保護環(huán)境.節(jié)約資源.促進經(jīng)濟發(fā)展。但在污泥處理過程中.也存在影響職工安全的因素.如污泥發(fā)酵倉內的異味.鼓風機的噪聲等.對這些因素.設計上采取通風、降噪等措施進行控制；在機器設備的安全使用方面.制定安全操作規(guī)程.規(guī)范職工的操作行為.杜絕事故的發(fā)生。十、建設工期和進度安排1、建設工期本項目建設期以合同簽訂后6個月內完成.2、進度安排本工程"可行性研究報告"審批后.根據(jù)可研報告對項目進行初步設計。初步設計完成后雙方簽訂日處理50m3污泥制肥工程合同。合同生效后機械科學研究院對工程進行建設.土建施工需二個月.同時在四個月完成關鍵設備制造及輔助設備的定購.安裝調試需一個半月。使工程達到設計要求.正式投產(chǎn)運行?？偣て诓怀^六個月。十一、項目實施管理、勞動定員及人員培訓1、項目實施管理本項目建設由中國機械科學研究院承擔。污泥制肥廠的運營由XX市污水處理廠承擔.實行企業(yè)化的管理.使污泥制肥廠實現(xiàn)市場化運營。2、勞動定員及人員培訓污泥制肥廠定員20人.其中包括管理人員3名、技術人員2名和生產(chǎn)工人15名。工藝技術人員上崗前由機械科學研究院組織進行有針對性的培訓.生產(chǎn)工人由污水廠組織統(tǒng)一崗前培訓.培訓合格后才能上崗。十二、投資估算1、設備的型號及價格〔1主要設備規(guī)格型號、數(shù)量、價格序號設備名稱規(guī)格型號數(shù)量<臺>價格<萬元>單價總價1污泥專用混合機WHJ-800-5.5121．7621．762鏈條式翻堆機FDJ-6000-13238．7677．523曝氣系統(tǒng)BO-6000-1537．1421．424精混機JHJ-400-2.227．6515．35高壓造粒機ZLJ-2.0-25214．9629．926氣流干燥機QGJ-2-15231．9663．927裝袋機ZDJ-2-Ⅰ24．769．528合計14239．36〔2輔助設備規(guī)格型號、數(shù)量、價格序號設備名稱規(guī)格型號數(shù)量<臺>價格<萬元>單價總價1螺旋輸送機24．258．52皮帶輸送機53．7418．73大傾角皮帶機24．428．844螺旋給料器33．069．185翻堆機移動機構19．359．356布料機116．6616．667引風機22．555．18軸流風機40．853．49除塵器23．066．1210煙囪12．042．0411粉煤灰儲罐16．466．4612N、P、K儲罐22．555．113裝載車121．2521．2514不可預見費25．515合計146．22、土建規(guī)模及投資估算序號項目名稱建筑面積<米2>估算價格<萬元>1元/米2總價2堆肥車間9001000903制肥車間600600364原料庫房200600125成品庫房400400166辦公用房2001000207不可預見費158合計1893、投資估算〔1設備費●主要設備費239.36●輔助設備費146.2<2>土建施工費189<3>運輸安裝調試費設備費×10%=38.56<4>設計費<1+2+3>×3%=18.39<5>稅金及管理費<1+2+3+4>×7%=44.21<6>總計<1+2+3+4+5>=675.72十三、市場分析、經(jīng)濟效益和社會效益分析1、市場分析本工程采用城市污泥無害化農用技術.利用城市污泥添加電站廢物粉煤灰生產(chǎn)農用有機復XX料.即實現(xiàn)了城市污泥的無害化處理.又使其實現(xiàn)再生價值.獲得具有經(jīng)濟效益的有機復XX產(chǎn)品.促進我國農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展.同時對另一重要污染源粉煤灰進行綜合利用.是具有明顯市場前景的項目。我國是農業(yè)大國.目前全年施肥量近6000萬噸.因化肥具有迅速提高農作物產(chǎn)量、使用方便等優(yōu)點.已成為農業(yè)生產(chǎn)的主要肥料。但是長期使用化肥會導致土地有機質減少.土壤肥力下降.自九十年代以來.重新施用有機肥料已經(jīng)成為農業(yè)持續(xù)發(fā)展亟待解決的問題。根據(jù)我國農業(yè)部門的研究.為使耕地的地力得到合理利用和維持.有機肥和無機肥的施用比例應以2：1為宜.按照這一要求.我國農業(yè)生產(chǎn)中的有機肥年需求量為12000萬噸。同時考慮林業(yè)生產(chǎn)和城市綠化方面的需要.至20XX各類工業(yè)化生產(chǎn)的有機肥年需求量為10000萬噸。由此可見有機復XX在我國有著巨大的市場容量。本工程不僅解決了城市污泥的處理處置問題.而且為市場提供需求量巨大的有機復XX.產(chǎn)品市場前景廣闊。2、經(jīng)濟效益和社會效益分析本項目固定資產(chǎn)投資約670萬元