某城市污水廠污泥處置的工藝設計

孫英平

摘 要：根據某縣污水廠污泥泥質特點，確定采用“好氧發酵（槽式）+土地利用”的處理工藝。詳細介紹了處理工藝的比選、流程、和各處理單元的工程設計參數。

關鍵詞：污泥處置;物料平衡;好氧發酵（槽式）;土地利用

1 工程概況

某縣主要位于山東省北部，該縣污水處理廠位于中心街與北環路交界處以西的平坦開闊地帶，一期處理能力為6萬m³/d，采用改良型A2/O工藝，二期處理能力為8萬m³/d，采用A+A2/O工藝，污水廠處理總規模為14萬噸/天。

該污水處理廠現狀污水、污泥的處理流程如下：

一期工程：

污水 → 粗格柵 → 提升泵池 → 細格柵 → 旋流沉砂池 → A²/O池 →二沉池 → 深度處理系統

二期工程：

污水 → 粗格柵 → 提升泵池 → 細格柵 → 曝氣沉砂池 → A+A²/O氧化溝 →二沉池 →深度處理系統

深度處理工程：

二級處理出水→ 二次提升泵池→網格絮凝斜板沉淀池→V型濾池→消毒池 → 排放或回用

污泥處理工程：

生化池及深度處理污泥→ 污泥濃縮池 →污泥均質池→ 污泥脫水機房 → 污泥外運簡單堆置

2 工藝方案的選擇

2.1污水廠現狀污泥存在的問題

近一年，該污水處理廠脫水污泥日總產量在40-45噸（含水率80%），全部由周邊農戶運走后堆肥使用，不僅堆肥質量難以控制，而且堆肥產品檢測不完善，用途難以控制，重金屬等有害物質可能進入食物鏈，對人類生活產生潛在威脅。

2.2 污水廠污泥泥質

該縣污水處理廠脫水污泥，檢測數據對比《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質GB/T23486-2009》，污泥重金屬含量及其他指標均符合園林綠化泥質中堿性土壤標準要求。

2.3 工藝方案的比較及確定

本文選取污泥干化焚燒工藝和污泥堆肥（好氧發酵）工藝這兩種常用的污泥處置工藝進行比選，通過工藝對比，污泥干化焚燒的直接投資高，同時需增加的設備多，管理難度大，因此本次設計選用污泥堆肥（好氧發酵）工藝。

三個方案的經濟進行靜態比較，從經濟角度表明槽式高溫好氧發酵工藝比條垛式翻拋高溫好氧發酵工藝和轉筒式高溫好氧發酵工藝更優，因此，本工程采取污泥處理的工藝為槽式高溫好氧發酵工藝。

根據該縣園林部分提供的協議，本次堆肥產物用于園林綠化，因為園林綠化存在季節性，因此本次倉庫存放時間為20天。另外，根據生活垃圾填埋場提供的證明，應急情況下，堆肥產物可以進入生活垃圾填埋場填埋處置。堆肥后污泥泥質要符合 《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》（CJ248-2007）。

綜上所述，本項目推薦采用的技術路線為：好氧發酵（槽式）+土地利用。

3 工程設計

3.1 工藝流程及物料平衡

本項目工藝流程如圖1 所示。主要包括以下幾個部分：

3.1.1 按照麥秸（含水率10%，碳氮比97：1）18噸，脫水污泥（含水率80%，碳氮比9.5：1）80噸，回流物料（含水率40%）30噸的比例進行混合，混合后污泥量128噸，含水率60%，碳氮比25：1，混合后的物料進入發酵槽，每天物料使用1個發酵槽，共配置18個發酵槽。

3.1.2 在發酵槽底部強制通風使物料充分供氧，促進堆體中嗜高溫好氧微生物的快速生長和繁殖，加速有機物料的發酵和迅速分解，使堆體在最短時間內達到衛生化、無害化所需溫度，并維持國家標準規定所需時間，同時通過均翻機攪拌使其均勻發酵的同時加速水分的散發，并且推動物料向發酵槽出料端移動。

3.1.3 經高溫好氧發酵處理后的污泥含水率降至40%以下，一部分回流做為調理劑與污泥混合后繼續進槽內發酵，一部分經7～15天的后熟堆置達到穩定后做為堆肥產品施用。該方案的工藝流程及物料平衡圖如下：

如圖2所示，本項目日處理含水率80%的脫水污泥80噸，添加40%含水率的回流物料30噸和10%含水率的干物料18噸，混合后的物料為含水率60%左右的初始發酵物料128噸左右，經好氧發酵處理后有機物被微生物降解，水分大量蒸發，產出含水率40%左右的干化污泥79.5噸左右，其中回流物料30噸，后熟后產出含水率40%堆肥產品約49噸。按年365天計算，年產堆肥產品17885噸。

3.2 好氧發酵工藝設計

3.2.1 發酵車間

發酵車間是整個好氧發酵工藝的核心部分，完成混合污泥的堆肥發酵，發酵時間16-18d。

本工程設置1座污泥發酵車間，平面尺寸為：98m×38.5m，H=5m。分堆肥發酵區、風機房2個主要功能區。污泥發酵車間設置18個堆肥發酵槽，每個發酵槽的尺寸為：25×5×2.2（高）m。物料堆高1.8m。

污泥發酵車間設均翻機（含移動車）1臺，單臺設計能力Q=1200m³/h，N=112kW。羅茨風機8臺，6用2備，單臺參數Q=68m³/min，La=9.8kPa，N=18.5kW。裝載機2臺。

3.2.2 混料倉

料倉坑：18×4×3.5m

混料機1 臺，單臺設計能力Q=90m³/h，N=22kW。料倉2個，單個容積40m³，配置滑架、預壓螺旋，N=1.5kW。進料水平皮帶機：Q=90t/h，B=500mm，L=10m，N=2.2kW。進料傾斜皮帶機：Q=90t/h，B=500mm，L=15m，N=3.7kW。混料機出料傾斜皮帶機，單臺設計能力Q=90t/h，B=500mm，L=15m，N=3.7kW。

3.2.3 污泥后熟車間

污泥后熟車間平面尺寸為：38.5m×25m，H=5m。

3.2.4 秸稈車間

秸稈考慮5個月的存儲時間，堆高3.5m，平面尺寸40×30m，層高5.0m。

3.2.5 除臭濾池

在污泥高溫好氧發酵過程中，會產生臭氣，主要是NH3、H2S等有害氣體。設置土壤除臭濾池1座，占地面積30×30m。

生物土壤濾料，高度為1.5m，總體積1350m³。

配置離心風機3臺，2用1備，單臺參數Q=50000m3/min，La=2.5kPa，N=55kW。

3.2.6 其他

本工程同時設置變配電室和辦公室1座。

參考文獻：

[1]余杰， 田寧寧， 王凱軍等.中國城市污水處理廠污泥處理、處置問題探討分析[J].環境工程學報， 2007，1 （ 1） ： 82-86.

[2]李建洋， 賈建偉， 王 磊等. 某城市污水處理廠污泥處理工藝選擇[J].中國給水排水， 2014， 30（20） ：69-82.