某城市污水厂污泥处置的工艺设计

孙英平

摘 要：根據某县污水厂污泥泥质特点，确定采用“好氧发酵（槽式）+土地利用”的处理工艺。详细介绍了处理工艺的比选、流程、和各处理单元的工程设计参数。

关键词：污泥处置;物料平衡;好氧发酵（槽式）;土地利用

1 工程概况

某县主要位于山东省北部，该县污水处理厂位于中心街与北环路交界处以西的平坦开阔地带，一期处理能力为6万m³/d，采用改良型A2/O工艺，二期处理能力为8万m³/d，采用A+A2/O工艺，污水厂处理总规模为14万吨/天。

该污水处理厂现状污水、污泥的处理流程如下：

一期工程：

污水 → 粗格栅 → 提升泵池 → 细格栅 → 旋流沉砂池 → A²/O池 →二沉池 → 深度处理系统

二期工程：

污水 → 粗格栅 → 提升泵池 → 细格栅 → 曝气沉砂池 → A+A²/O氧化沟 →二沉池 →深度处理系统

深度处理工程：

二级处理出水→ 二次提升泵池→网格絮凝斜板沉淀池→V型滤池→消毒池 → 排放或回用

污泥处理工程：

生化池及深度处理污泥→ 污泥浓缩池 →污泥均质池→ 污泥脱水机房 → 污泥外运简单堆置

2 工艺方案的选择

2.1污水厂现状污泥存在的问题

近一年，该污水处理厂脱水污泥日总产量在40-45吨（含水率80%），全部由周边农户运走后堆肥使用，不仅堆肥质量难以控制，而且堆肥产品检测不完善，用途难以控制，重金属等有害物质可能进入食物链，对人类生活产生潜在威胁。

2.2 污水厂污泥泥质

该县污水处理厂脱水污泥，检测数据对比《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质GB/T23486-2009》，污泥重金属含量及其他指标均符合园林绿化泥质中碱性土壤标准要求。

2.3 工艺方案的比较及确定

本文选取污泥干化焚烧工艺和污泥堆肥（好氧发酵）工艺这两种常用的污泥处置工艺进行比选，通过工艺对比，污泥干化焚烧的直接投资高，同时需增加的设备多，管理难度大，因此本次设计选用污泥堆肥（好氧发酵）工艺。

三个方案的经济进行静态比较，从经济角度表明槽式高温好氧发酵工艺比条垛式翻抛高温好氧发酵工艺和转筒式高温好氧发酵工艺更优，因此，本工程采取污泥处理的工艺为槽式高温好氧发酵工艺。

根据该县园林部分提供的协议，本次堆肥产物用于园林绿化，因为园林绿化存在季节性，因此本次仓库存放时间为20天。另外，根据生活垃圾填埋场提供的证明，应急情况下，堆肥产物可以进入生活垃圾填埋场填埋处置。堆肥后污泥泥质要符合 《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》（CJ248-2007）。

综上所述，本项目推荐采用的技术路线为：好氧发酵（槽式）+土地利用。

3 工程设计

3.1 工艺流程及物料平衡

本项目工艺流程如图1 所示。主要包括以下几个部分：

3.1.1 按照麦秸（含水率10%，碳氮比97：1）18吨，脱水污泥（含水率80%，碳氮比9.5：1）80吨，回流物料（含水率40%）30吨的比例进行混合，混合后污泥量128吨，含水率60%，碳氮比25：1，混合后的物料进入发酵槽，每天物料使用1个发酵槽，共配置18个发酵槽。

3.1.2 在发酵槽底部强制通风使物料充分供氧，促进堆体中嗜高温好氧微生物的快速生长和繁殖，加速有机物料的发酵和迅速分解，使堆体在最短时间内达到卫生化、无害化所需温度，并维持国家标准规定所需时间，同时通过均翻机搅拌使其均匀发酵的同时加速水分的散发，并且推动物料向发酵槽出料端移动。

3.1.3 经高温好氧发酵处理后的污泥含水率降至40%以下，一部分回流做为调理剂与污泥混合后继续进槽内发酵，一部分经7～15天的后熟堆置达到稳定后做为堆肥产品施用。该方案的工艺流程及物料平衡图如下：

如图2所示，本项目日处理含水率80%的脱水污泥80吨，添加40%含水率的回流物料30吨和10%含水率的干物料18吨，混合后的物料为含水率60%左右的初始发酵物料128吨左右，经好氧发酵处理后有机物被微生物降解，水分大量蒸发，产出含水率40%左右的干化污泥79.5吨左右，其中回流物料30吨，后熟后产出含水率40%堆肥产品约49吨。按年365天计算，年产堆肥产品17885吨。

3.2 好氧发酵工艺设计

3.2.1 发酵车间

发酵车间是整个好氧发酵工艺的核心部分，完成混合污泥的堆肥发酵，发酵时间16-18d。

本工程设置1座污泥发酵车间，平面尺寸为：98m×38.5m，H=5m。分堆肥发酵区、风机房2个主要功能区。污泥发酵车间设置18个堆肥发酵槽，每个发酵槽的尺寸为：25×5×2.2（高）m。物料堆高1.8m。

污泥发酵车间设均翻机（含移动车）1台，单台设计能力Q=1200m³/h，N=112kW。罗茨风机8台，6用2备，单台参数Q=68m³/min，La=9.8kPa，N=18.5kW。装载机2台。

3.2.2 混料仓

料仓坑：18×4×3.5m

混料机1 台，单台设计能力Q=90m³/h，N=22kW。料仓2个，单个容积40m³，配置滑架、预压螺旋，N=1.5kW。进料水平皮带机：Q=90t/h，B=500mm，L=10m，N=2.2kW。进料倾斜皮带机：Q=90t/h，B=500mm，L=15m，N=3.7kW。混料机出料倾斜皮带机，单台设计能力Q=90t/h，B=500mm，L=15m，N=3.7kW。

3.2.3 污泥后熟车间

污泥后熟车间平面尺寸为：38.5m×25m，H=5m。

3.2.4 秸秆车间

秸秆考虑5个月的存储时间，堆高3.5m，平面尺寸40×30m，层高5.0m。

3.2.5 除臭滤池

在污泥高温好氧发酵过程中，会产生臭气，主要是NH3、H2S等有害气体。设置土壤除臭滤池1座，占地面积30×30m。

生物土壤滤料，高度为1.5m，总体积1350m³。

配置离心风机3台，2用1备，单台参数Q=50000m3/min，La=2.5kPa，N=55kW。

3.2.6 其他

本工程同时设置变配电室和办公室1座。

参考文献：

[1]余杰， 田宁宁， 王凯军等.中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析[J].环境工程学报， 2007，1 （ 1） ： 82-86.

[2]李建洋， 贾建伟， 王 磊等. 某城市污水处理厂污泥处理工艺选择[J].中国给水排水， 2014， 30（20） ：69-82.