重庆市万盛污泥处理工程设计及运行

胡 江（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010）

重庆市万盛污泥处理工程设计及运行

胡 江
（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010）

摘 要：重庆市万盛污泥项目是重庆市污泥处理示范项目，承担万盛区污水处理厂脱水污泥深度处理的任务，是“好氧发酵+土地利用”技术路线的工程应用，对三峡库区污水处理厂探索剩余污泥实现“无害化、减量化、资源化”的污泥处理处置目标具有重要意义。

关键词：剩余污泥；污泥处理处置；好氧发酵；CTB工艺

1 工程背景

①污水厂基本情况。重庆万盛污水处理厂日均污水处理量1.55万m3/d，污水处理工艺为SBR工艺；日均污泥产量9.49t/d，平均含水率76.09%，污泥产率约1.47tDS/万m3污水，剩余污泥通过带式浓缩脱水一体机脱水，最终处置方式为外运至垃圾填埋厂卫生填埋。②污泥泥质。该厂脱水污泥各重金属指标均达到国内现行污泥处置标准要求，有机质含量适中，具备土地利用条件。检测结果详见表1。③污泥处置现状及问题。经检测，该厂脱水污泥含水率约为76%。污泥土地利用﹑材料化利用﹑卫生填埋均要求进一步降低含水率，含水率要求最低的《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》规定含水率不得高于60%；此外，由于脱水污泥含水率较高﹑含有大量不稳定有机质，在填埋时无法保证填埋体的稳定与有效压实，造成垃圾填埋体密度不均匀﹑土力学稳定性差﹑易变形和滑坡，存在一定安全隐患。

表1

2 污泥处理方式选择

该工程的主要目标为降低脱水污泥含水率，以适应最终处置方式对污泥性质的要求。通过对脱水污泥泥质的分析，结合当地多降雨﹑湿度大的自然条件，以及工程用地小的特点，确定“好氧发酵+ 土地利用”的污泥处理处置技术路线。

3 好氧发酵工艺原理

好氧发酵污泥处理工艺是传统堆肥工艺的一种改进工艺。在有氧气条件下，经升温（＜45℃）﹑高温（45℃～70℃）﹑降温三阶段，通过嗜温性微生物﹑嗜热性真菌和放线菌作用，对糖类﹑淀粉类以及纤维素和蛋白质等污泥中有机物进行分解；并在堆体发酵过程中不断蒸发水分，降低含水率，达到稳定污泥中有机质﹑降低含水率的目的。

表2

4 工艺设计

①处理规模。本工程建设规模确定为12t/d（含水率76%）。②设计参数。本工程设计发酵周期20天，其中不少于6天发酵温度达到55℃～65℃；堆体氧浓度按10%控制，需氧量按2gO2/g有机质计算；产品碳氮比≤20﹑含水率≤240%，并满足《园林绿化用泥质》（GB/T 23486-2009）标准。③工艺流程。本工程采用好氧发酵工艺中的好氧高温发酵系统（CTB工艺）：污水厂脱水污泥﹑调理剂和返混污泥经铲车送入各自料仓（容积均为10m3），经物料混合系统混合后，通过皮带输送机送入好氧发酵系统；发酵槽不同发酵阶段配有温度在线监测仪﹑氧气监测探头，通过计算机控制系统实时反馈控制不同阶段需要的鼓风曝气的时间和强度；发酵物料通过翻抛机在发酵槽内部按照发酵时间的递推依次向不同的发酵阶段堆积，发酵结束后腐熟料被翻堆移动至发酵槽出料口，通过铲车出料。熟化污泥部分作为返混料进行返混，部分作为成品外运进行最终处置。④物料平衡。工程日处理污泥12t/d（含水率为76%）与返混污泥5t/d及调理剂1.2t/d均匀混合，混合后含水率62.4%，经过高温好氧发酵，水分挥发及有机质损失8.2t，产生腐熟成品污泥10t（含水率降40%），其中回流返混5t，剩余5t熟料外运填埋。⑤进料﹑混料﹑出料方式。系统进料采取“连续进料，连续出料”方式。料仓通过闸板阀的开启度及螺旋的转速控制各物料出料量，待混料机混合后通过皮带输送机直接输送至发酵槽；在发酵槽中由链板式匀翻机对混合物料进行移动和翻动，匀翻机每2～3天移翻一次，每次移动6.8m，同批次物料经过7次移翻后完成好氧发酵处理。⑥供氧方式。本工程采取鼓风供氧和翻抛供氧两种方式。前期发酵阶段采用鼓风机正压鼓风曝气，后期腐熟阶段适当翻抛充氧。经计算，含1molO2的空气量排放时所带走的热量37.53×103J/g，同时释放444×103J/g反应热。为维持堆积层的适宜温度65℃，通风量控制在0.1～0.2m3空气/min·m3物料，风压9800Pa。⑦发酵槽设计。本工程发酵周期20天，设置发酵槽3格，平行布置。单槽长度为27m，宽度为5m，上部高度为2.2m，下部设置配气室，配气室深度1.5m，鼓风机一侧设置风管管廊，发酵仓和配气室之间设置配气孔板。⑧臭气排放。根据环境影响评价批复，本工程执行《恶臭污染物排放标准》（GB 14554-93）二级排放标准。发酵槽上方设置抽风管，污泥发酵产生的氨气和硫化氢等恶臭气体通过风管收集，由喷淋系统除臭后，进行15m高空排放。喷淋除臭系统采用碱液吸收塔（20%的NaOH溶液），处理风量5000m3/h。⑨调理剂。为缩短发酵周期，原设计拟采用含水率小于50%粉碎秸秆作为调理剂。

5 运行结果与分析

目前万盛污泥项目已进入试运行阶段，对熟化污泥部分指标进行了检测。进料污泥含水率约76%，出料熟化污泥含水率55%～59.5%。根据北京市理化分析检测中心报告和北京农业质量标准与检测技术研究中心报告，3批次污泥样本送检结果见表2。从试运行结果来看，熟化污泥各项主要指标基本达到设计预期标准，且达到《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》CJ/T249-2007要求，满足卫生填埋条件，是一种成功的污泥深度处理工艺。值得注意的是，由于缺乏含水率较低的秸秆和木屑，工程试运行期间根据当地实际情况，采用糠壳作为替代调理剂。由于糠壳的物理性状，与剩余污泥难以充分有效混合，导致降低混合料含水率﹑提高孔隙率的功能不理想；同时，其后期保持水分含量的能力﹑促进堆体升温的能力也不足。在后续的生产运行中，应结合当地情况，反复试验，以寻求更为适合的调理剂。

参考文献

[1]王涛，邢家乐，兰轩花.SACT污泥高温好氧发酵技术典型案例分析，给水排水，2014，40（07）：24-27.

中图分类号：TU992

文献标识码：A