重慶市萬盛污泥處理工程設計及運行

胡 江（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

重慶市萬盛污泥處理工程設計及運行

胡 江
（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

摘 要：重慶市萬盛污泥項目是重慶市污泥處理示范項目，承擔萬盛區污水處理廠脫水污泥深度處理的任務，是“好氧發酵+土地利用”技術路線的工程應用，對三峽庫區污水處理廠探索剩余污泥實現“無害化、減量化、資源化”的污泥處理處置目標具有重要意義。

關鍵詞：剩余污泥；污泥處理處置；好氧發酵；CTB工藝

1 工程背景

①污水廠基本情況。重慶萬盛污水處理廠日均污水處理量1.55萬m3/d，污水處理工藝為SBR工藝；日均污泥產量9.49t/d，平均含水率76.09%，污泥產率約1.47tDS/萬m3污水，剩余污泥通過帶式濃縮脫水一體機脫水，最終處置方式為外運至垃圾填埋廠衛生填埋。②污泥泥質。該廠脫水污泥各重金屬指標均達到國內現行污泥處置標準要求，有機質含量適中，具備土地利用條件。檢測結果詳見表1。③污泥處置現狀及問題。經檢測，該廠脫水污泥含水率約為76%。污泥土地利用﹑材料化利用﹑衛生填埋均要求進一步降低含水率，含水率要求最低的《城鎮污水處理廠污泥處置混合填埋泥質》規定含水率不得高于60%；此外，由于脫水污泥含水率較高﹑含有大量不穩定有機質，在填埋時無法保證填埋體的穩定與有效壓實，造成垃圾填埋體密度不均勻﹑土力學穩定性差﹑易變形和滑坡，存在一定安全隱患。

表1

2 污泥處理方式選擇

該工程的主要目標為降低脫水污泥含水率，以適應最終處置方式對污泥性質的要求。通過對脫水污泥泥質的分析，結合當地多降雨﹑濕度大的自然條件，以及工程用地小的特點，確定“好氧發酵+ 土地利用”的污泥處理處置技術路線。

3 好氧發酵工藝原理

好氧發酵污泥處理工藝是傳統堆肥工藝的一種改進工藝。在有氧氣條件下，經升溫（＜45℃）﹑高溫（45℃～70℃）﹑降溫三階段，通過嗜溫性微生物﹑嗜熱性真菌和放線菌作用，對糖類﹑淀粉類以及纖維素和蛋白質等污泥中有機物進行分解；并在堆體發酵過程中不斷蒸發水分，降低含水率，達到穩定污泥中有機質﹑降低含水率的目的。

表2

4 工藝設計

①處理規模。本工程建設規模確定為12t/d（含水率76%）。②設計參數。本工程設計發酵周期20天，其中不少于6天發酵溫度達到55℃～65℃；堆體氧濃度按10%控制，需氧量按2gO2/g有機質計算；產品碳氮比≤20﹑含水率≤240%，并滿足《園林綠化用泥質》（GB/T 23486-2009）標準。③工藝流程。本工程采用好氧發酵工藝中的好氧高溫發酵系統（CTB工藝）：污水廠脫水污泥﹑調理劑和返混污泥經鏟車送入各自料倉（容積均為10m3），經物料混合系統混合后，通過皮帶輸送機送入好氧發酵系統；發酵槽不同發酵階段配有溫度在線監測儀﹑氧氣監測探頭，通過計算機控制系統實時反饋控制不同階段需要的鼓風曝氣的時間和強度；發酵物料通過翻拋機在發酵槽內部按照發酵時間的遞推依次向不同的發酵階段堆積，發酵結束后腐熟料被翻堆移動至發酵槽出料口，通過鏟車出料。熟化污泥部分作為返混料進行返混，部分作為成品外運進行最終處置。④物料平衡。工程日處理污泥12t/d（含水率為76%）與返混污泥5t/d及調理劑1.2t/d均勻混合，混合后含水率62.4%，經過高溫好氧發酵，水分揮發及有機質損失8.2t，產生腐熟成品污泥10t（含水率降40%），其中回流返混5t，剩余5t熟料外運填埋。⑤進料﹑混料﹑出料方式。系統進料采取“連續進料，連續出料”方式。料倉通過閘板閥的開啟度及螺旋的轉速控制各物料出料量，待混料機混合后通過皮帶輸送機直接輸送至發酵槽；在發酵槽中由鏈板式勻翻機對混合物料進行移動和翻動，勻翻機每2～3天移翻一次，每次移動6.8m，同批次物料經過7次移翻后完成好氧發酵處理。⑥供氧方式。本工程采取鼓風供氧和翻拋供氧兩種方式。前期發酵階段采用鼓風機正壓鼓風曝氣，后期腐熟階段適當翻拋充氧。經計算，含1molO2的空氣量排放時所帶走的熱量37.53×103J/g，同時釋放444×103J/g反應熱。為維持堆積層的適宜溫度65℃，通風量控制在0.1～0.2m3空氣/min·m3物料，風壓9800Pa。⑦發酵槽設計。本工程發酵周期20天，設置發酵槽3格，平行布置。單槽長度為27m，寬度為5m，上部高度為2.2m，下部設置配氣室，配氣室深度1.5m，鼓風機一側設置風管管廊，發酵倉和配氣室之間設置配氣孔板。⑧臭氣排放。根據環境影響評價批復，本工程執行《惡臭污染物排放標準》（GB 14554-93）二級排放標準。發酵槽上方設置抽風管，污泥發酵產生的氨氣和硫化氫等惡臭氣體通過風管收集，由噴淋系統除臭后，進行15m高空排放。噴淋除臭系統采用堿液吸收塔（20%的NaOH溶液），處理風量5000m3/h。⑨調理劑。為縮短發酵周期，原設計擬采用含水率小于50%粉碎秸稈作為調理劑。

5 運行結果與分析

目前萬盛污泥項目已進入試運行階段，對熟化污泥部分指標進行了檢測。進料污泥含水率約76%，出料熟化污泥含水率55%～59.5%。根據北京市理化分析檢測中心報告和北京農業質量標準與檢測技術研究中心報告，3批次污泥樣本送檢結果見表2。從試運行結果來看，熟化污泥各項主要指標基本達到設計預期標準，且達到《城鎮污水處理廠污泥處置混合填埋泥質》CJ/T249-2007要求，滿足衛生填埋條件，是一種成功的污泥深度處理工藝。值得注意的是，由于缺乏含水率較低的秸稈和木屑，工程試運行期間根據當地實際情況，采用糠殼作為替代調理劑。由于糠殼的物理性狀，與剩余污泥難以充分有效混合，導致降低混合料含水率﹑提高孔隙率的功能不理想；同時，其后期保持水分含量的能力﹑促進堆體升溫的能力也不足。在后續的生產運行中，應結合當地情況，反復試驗，以尋求更為適合的調理劑。

參考文獻

[1]王濤，邢家樂，蘭軒花.SACT污泥高溫好氧發酵技術典型案例分析，給水排水，2014，40（07）：24-27.

中圖分類號：TU992

文獻標識碼：A