污泥干化焚烧(33页).doc
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1、-污泥干化焚烧-第 33 页江阴市污泥深度脱水+干化焚烧初步方案书二一三年三月第一章 总 论 项目名称项目名称:江苏省江阴市污泥干化焚烧项目 项目建设步骤污泥处置工程分两步进行:第一步分别在江阴市较大的污水厂内建设污泥调质深度脱水工程,将污泥从含水率97.5%左右及外来含水率80%的污泥集中降至60%以下; 如已建有深度脱水车间,可考虑污泥直接干化焚烧方案。第二步建设干化污泥集中焚烧处置工程,实现污泥的彻底的减量化、无害化处置。 项目建设的必要性目前国内处理1万m3的生活污水(视进水污染物浓度的高低)按照经验值估算:按照含水率80计算,约产生58m3的污泥。折算成干物质量;按照干物质估算:约产
2、生10001600kg干物质。长期以来,我国的污水处理行业普遍存在“重污水处理,轻污泥处置”现象,致使大量的污泥难以处置,严重影响环境质量,受到社会的高度关注和重视。污泥的处置方法目前主要有抛弃、填埋、堆肥、焚烧等。污泥抛弃会严重污染环境,近年来受到强烈反对。污泥填埋需占用大量土地,同时还存在污染地下水资源的可能性,也受到很大限制。污泥中含有大量有机物,可用制作肥料,但由于污泥的成分复杂、重金属等有害物质较多,导致污泥农用技术在实际应用中存在较多的困难。污泥填埋处置的要求:一是要求填埋污泥力学(承载能力)的参数指标,横向剪切强度25 kPa,单轴抗压强度50 kPa;保证填埋场机械能够正常工作
3、。二是要求干物质中的有机物含量达到一定的要求I类填埋场灼烧减量3%,II类填埋场灼烧减量5%。三是在填埋场要能够“透气、走水”:在填埋场填埋的垃圾、污泥必须将分解出的气体(甲烷、二氧化碳)等及时予以收集、处理和排放;否则会导致爆炸。将分离出的渗滤液及时导出;否则就是“沼泽区”。故要求污泥含水率尽可能低,且颗粒性、透气性好。包括德国在内的欧盟对污泥中有机物的要求,实际上是规定填埋处置必须和焚烧处理相结合,只有焚烧后的灰才可以填埋(处置决定了处理)。目前,污水处理厂出泥含水率都在80%左右,如果需要外运处理处置,则运输成本较高,同时,含水率80%污泥经过干化焚烧系统处理过程中,需要消耗大量的外加能
4、源,才能保证系统的热量平衡。污泥深度处理工艺可将污泥脱水至含水率60%以下,不仅可以减少约50%运费,同时,减少了污泥干化焚烧系统运行中的外加能源,甚至可以自持燃烧,运行费用大大降低。污泥干化、焚烧处置方法特点:处置具有减量化、无害化和资源化的显著优点。污泥焚烧后剩余灰的体积只有机械脱水污泥体积的10;焚烧过程中所有的病菌、病原体均被彻底杀灭,有毒有害的有机物被彻底氧化分解,重金属的稳定性大大提高;通过焚烧处理污泥,可以回收其部分热量,焚烧剩下的灰经适当处理后,可用于制造建筑材料等使用。 综上所述,本项目的建设是十分必要而且迫切的。第二章 项目背景和意义2.1 江阴市污泥处理现状目前,江阴市大
5、部分污水处理厂产生的剩余污泥首先进入污泥贮存池,投加阳离子聚丙烯酰胺后进入带式脱水机进行机械脱水,脱水后污泥含水率降至80%左右。污水厂采用带式脱水机或者离心机进行脱水,主要脱水工艺流程如下:图2-1 目前污水厂污泥处理工艺流程图剩余污泥的主要特征是含水率高,一般经过常规机械脱水后污泥含水率仍高达80%以上,污泥中的有机物含量较高,容易腐化发臭,并且颗粒较细,比重不大,呈胶状液态,是介于液体与固体之间的浓稠物,可以用泵输送,但很难通过沉降进行固液分离。污泥采用阳离子聚丙烯酰胺絮凝后,采用普通的离心脱水机和带式压滤机只能将污泥脱水至含水率80%左右,脱除的只是间隙水,而大量的毛细水和细胞内水分无
6、法脱除,因此,脱水后污泥量仍较大,且含水率80%的污泥必须经进一步处理后(含水率降至60%以下)才能进行最终处置。第三章 编制依据、原则及标准3.1 编制依据1.中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法(2004年修订版)2.中华人民共和国水污染防治法(2008年6月1日修订版)3.城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)(建城200923号)3.2 编制原则1坚持“以人为本、全面发展、协调发展、可持续发展”的科学发展观,按照循环经济的模式强化污泥的处理与处置,同时贯彻国家有关环境保护的政策,以国家现行相关法律、法规、规范及标准为依据。2在城市总体规划及有关专业规划的指导下,对污泥进
7、行综合治理,既保护环境又最大程度地发挥工程建设的社会和经济效益。3本着污泥减量化、便于后续处理处置的原则,因地制宜,根据工程特点,合理选择污泥进一步减量化工艺,努力做到技术可行、安全可靠、经济合理、运行管理灵活简便。4积极慎重地采用经过鉴定或实践证明是行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备,提高污泥处理工程的运行管理水平,体现污泥处理的现代化和先进性。5在满足工艺、交通、消防、绿化和环保等要求的基础上,尽可能地减少工程占地面积。6妥善处置污泥处理过程中产生的废水废气,避免造成二次污染,努力建设环境友好型工程。7采用现代化技术手段,实现自动化管理,做到技术先进、经济合理、运行可靠、操作方便。3
8、.3 技术规范及标准1.城镇污水处理厂污泥处理技术规程CJJ 131-20092.室外排水设计规范 GB50014-20063.城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-20024.污水综合排放标准GB 8978-1996 5.城镇污水处理厂污泥处置 分类 CJ/T 239-20076.城镇污水处理厂污泥泥质 CJ/T 247-20077.城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质 CJ/T 248-20078.城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋泥质 CJ/T 249-20079.城镇污水处理厂污泥处置 制砖用泥质 CJ/T 289-200810.城镇污水处理厂污泥处置 单独焚烧用泥质 CJ/T
9、 290-200811.城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质 CJ/T 291-200812.城镇污水处理厂污泥处置 农用泥质 CJ/T 309-200913.城镇污水处理厂污泥处置 水泥熟料生产用泥质 CJ/T 314-200914.工业企业总平面设计规范 GB50187-9315.建筑结构荷载规范 GB 50009-200116.建筑地基基础设计规范 GB 50007-200217.混凝土结构设计规范 GB 50010-200218.建筑抗震设计规范 GB 50011-2001(2008版)19.给水排水工程构筑物结构设计规范 GB 50069-200220.给水排水工程管道结构设计规范
10、 GB 50332-200221.地下工程防水技术规范 GB 50108-200122.构筑物抗震设计规范 GB 50191-9323.中国地震动参数区划图 GB 18306-200124.建筑工程抗震设防分类标准 GB 50223-200425.给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程CECS138:200226.地基与基础工程质量验收规范 GB 50202-200227. 砌体工程施工质量验收规范 GB 50203-200228. 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-200229. 地下防水工程质量验收规范 GB 50208-200130. 给水排水构筑物工程施工及验收规范 G
11、BJ 141-9031. 混凝土外加剂应用技术规范 GB 50119-200332. 建筑与市政降水工程技术规范 JGJ 111-9833. 建筑地基处理技术规范 JGJ 79-200234. 钢筋焊接及验收规程 JGJ 18-200335. 低压配电设计规范 GB50054-199536. 供配电系统设计规范 GB50052-199537. 系统接地的型式及安全技术要求 GB14050-199338. 建筑物防雷设计规范(2004 年版) GB50057-199439. 工业企业照明设计标准 GB50034-199240. 电力工程电缆设计规范 GB50217-200741. 建筑物电子信息
12、系统防雷技术规范 GB50343-200442. 电设备电磁兼容性要求 GB/T 18268-200043. 电力装置的电测量仪表装置设计规范 GB50063-200844.民用建筑电气设计规范 JGJ16-200845. 城镇排水系统电气与自动化工程技术规程CJJ120-200846.自动化仪表施工及验收规范GB50093-200247.城镇污水处理厂污泥处理处置技术政策(试行)48.生活垃圾填埋场污染物控制标准GB 16889-200849.火力发电厂设计技术规定(DL5000-2000)50.火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规定(DL/T5121-2000)51.火力发电厂汽水管道设计技术
13、规定(DL/5054-2000)52.火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程(DL5053-1996)53.火力发电厂保温油漆设计规程(DL5072-2007)54.导热油加热炉系统规范(SY/T0524-2008)55.有机热载体炉安全技术监察规程3.4 工程建设的必要性(1)是贯彻国家相关政策、加强环境保护,切实避免二次污染的需要污泥处理处置是城镇污水处理系统的重要组成部分。污泥处理处置应遵循源头削减和全过程控制原则,加强对有毒有害物质的源头控制,根据污泥最终安全处置要求和污泥特性,选择适宜的污泥处理工艺,实施污泥处理处置全过程管理,依据国家“城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策”,
14、要求污水厂建设的同时,必须同时做到“水、气、渣”的全面达标。(2)是促进节能减排和污泥资源化利用的需要污水和污泥都是污染物,在国家节能减排政策的贯彻执行过程中,污水中的污染物经过处理后都转移到污泥中。实现CODcr的减排不仅要对污水进行处理,对污泥也应进行处理减排,污泥经过深度处理后,含水率可降低至60%左右,大大减少了运输成本,同时,经过深度处理后的污泥可以焚烧处理,产生的余热可进一步干燥污泥,减少清洁能源的使用。在可持续性发展、循环经济的发展路线推动下,城市需要尽可能地挖掘和利用类似污泥这种可循环利用的资源。实现“变废为宝”,进一步促进江阴地区经济发展过程的节能减排和资源利用。(3)污泥处
15、理处置是国家规范的要求国家环境保护总局、国家质量监督检验检疫总局发布了城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002),该标准对污泥控制标准作了明确的规定,要求城镇污水处理厂的污泥应进行稳定化处理,并制定了控制指标,要求进行合理有效的污泥处理处置。因此,建设江阴市污水处理厂污泥深度处理工程,为污泥稳定化处理奠定基础,使污泥处理符合国家标准是完全必要的。综上所述,本工程的建设可以有效防治污泥的二次污染,同时对江阴地区社会经济的发展能够提供有力的保障,具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。因此江阴市污水处理厂污泥深度处理工程的建设是很有必要的。第四章 项目建设内容4.1 工程建设规模4.1
16、.1 服务范围本工程服务对象为江阴市产生的剩余污泥。4.1.2 工程规模江阴市污水厂目前污水处置规模70万方/天,按万吨水产泥率7计算,日常产生污泥约500吨/天(按含水率80%计)。综合考虑江阴市污水处理厂的产泥量,本工程建设规模为500t/d(80%),污泥焚烧规模为2x150t/d(60%)。4.2 处理目标4.2.1 设计进泥指标江阴市污泥深度脱水工程设计出力日处理80%含水率的污泥500吨。深度脱水厂区按厂区剩余污泥+外来含水80%的脱水污泥,混合进行脱水干化处理至含水率60%以下。厂区剩余污泥需有污泥浓缩池保证含水率小于97.5%。外来污泥进入进泥池二次调质,然后进入污泥干化系统进
17、行深度脱水。在调理罐和剩余污泥混合,通过加药调质,利用化学药剂作用污泥,改变其细胞结构,降低其胞内水含量,使细小颗粒聚并,以到达便于采用物理方式脱水的目的。污泥经加药调质后,用上料系统输送到污泥专用压滤机中进行压滤,压出的泥饼含水率低于60%,呈固态状,性能较稳定。经脱水及干燥处理的污泥,含水率降至60%以下。干燥后污泥采用自持焚烧系统进行焚烧处置。污泥从位于炉膛过渡段前墙的加料口送入。污泥入炉后经历加热、干燥、热解、破碎和燃烧等过程。污泥得到无害化处理。4.2.2 设计出泥指标为有效减少污泥的体积,降低污泥外运费用,保障后续处理处置工程的稳定运行,同时,综合考虑设备的处理能力及经济性,江阴市
18、污水处理厂污泥深度处理工程设计出泥含水率60%(通常为55%左右)。脱水干化后污泥采用自持焚烧系统进行干化焚烧处置。第五章 方案论证工艺选择原则(1)以减量化为主要原则。固体废物的“减量化”的基本任务是通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。任务的实现,需要从两个方面着手,一是对固体废物进行处理利用,二是减少固体废物的产生。(2)根据江阴市污水处理厂污泥的物理化学性质,采用工艺技术成熟、管理简单方便的设计方案。方案的确定必须依托于江阴市污水处理厂污泥的特点,采取成熟、可行的工艺来确定方案。(3)综合分析各个方案,优先选择节省投资,运行费用较低的方案。污泥处理处置方案的确定不仅要有较好的环
19、保效益和社会效益,同时要考虑经济效益,以较少的投资获得较大的回报。5.2 污泥深度处理方案污泥深度处理工艺的选择应根据进出泥含水率要求、处理厂规模以及当地气温、工程地质、环境等条件来慎重选择,并考虑运行管理的方便性、可靠性。各种处理工艺都有一定的适用条件,工程设计时宜因地制宜,可适度引进一些新技术和新设备,把污泥处理工程建设成为一个现代化的工程。目前,国内外城市污泥深度处理工艺主要有深度脱水工艺和热干化工艺两种。表5-1深度脱水工艺分类带式压滤机离心脱水机螺旋压榨机高压板框机脱水设备部分配置进泥泵、带式压滤机、滤带清洗系统、卸料系统、控制系统进泥螺杆泵、离心脱水机、卸料系统、控制系统进泥泵、螺
20、旋压榨式脱水机、冲洗系统、空压系统、卸料系统、控制系统进泥泵、高压板框机、冲洗系统、空压系统、卸料系统、控制系统进泥含固率要求3%-5%2%-3%0.8%-5%2.5-10%脱水污泥含水率80%75%75%60%以下运行状态可连续运行可连续运行可连续运行间歇式运行操作环境开放式封闭式封闭式开放式脱水设备布置占地大紧凑紧凑大能耗kwh/t干固体5-2030-603-1515-40冲洗水量大小小小实际设备运行需换磨损件滤布无无滤布噪声小大大小机械脱水设备部分设备费用低较贵较贵贵深度脱水只有板框压滤法才能达到含水率小于60,因此深度脱水采用板框压滤法。热干化工艺干化是为了去除污泥中的水分,提高污泥的
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