保定市城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理中心位于保定市蓮池區(qū)東風東路溪源污水廠內,概算投資1.39億元,利用亞行貸款海灤河流域綜合治理項目尾款建設,負責處理主城區(qū)三座污水處理廠每日所產的300噸(含水80%)污泥。
一、國家及行業(yè)對污泥處理處置提出新要求
近年來,國家對污泥處理處置的要求越來越嚴格,相繼發(fā)布了多項政策文件:環(huán)境保護部辦公廳發(fā)布關于加強城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知(環(huán)辦【2010】157號);國家發(fā)展改革委辦公廳 住房城鄉(xiāng)建設廳發(fā)布關于進一步加強污泥處理處置工作組織實施示范項目的通知(發(fā)改辦環(huán)資【2011】461號);環(huán)境保護部發(fā)布關于污(廢)水處理設施生產污泥危險特性鑒別有關意見的函(環(huán)函【2010】129號),以及城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術指南(試行)與城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術指南(試行)的通知(建科【2011】34號)等的發(fā)布,這都標志著污泥的處理處置工作愈發(fā)的受到重視。
為徹底解決污泥困擾污水廠正常運行的問題,保定市排水總公司于2013年籌劃建設污泥處理中心,并于2016年辦理完前期工程手續(xù),開工建設。
二、工藝選擇
污泥處理工藝的選擇與泥質、泥量、當?shù)貙嶋H條件有直接關系。一般城市污水廠有機質含量為50~60%之間。當污泥產量小于50t/d(含水80%),宜采用板框脫水后填埋、太陽能干化、好氧發(fā)酵等工藝。當污泥產量大于50t/d(含水80%),宜采用厭氧消化協(xié)同污泥干化等工藝。
目前三座污水廠日處理污水27萬噸,日產污泥300噸/天(含水80%),到2025年污水處理廠改擴建,日處理污水52萬立方/天,日產污泥量500噸/天(含水80%)。為確定適合保定污泥實際的處理工藝,我們對幾種工藝做了調查研究,其中好氧發(fā)酵工藝占地面積大,日處理300噸污泥需要40畝農田產量的秸稈。熱干化工藝需要外加熱源,消耗能源大,保定天然氣供應緊張,且作為禁煤區(qū)無法實現(xiàn)。厭氧消化工藝生產沼氣,是目前唯一的負碳排放工藝。同時在項目考察準備前期,亞行提供了國際污泥處理案例,為項目工藝科學選擇提供了支持和幫助。
通過對廠內污泥的生產性實驗,測定了污泥產沼氣的產氣率及硫化氫含量,為指導設計參數(shù)的選擇提供了依據(jù)。同時為滿足環(huán)保要求,污泥含水率需降到60%以下,考察發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有技術中只有板框脫水機可以實現(xiàn)。最終科學決策,選用了中溫厭氧消化產沼氣與板框機高干脫水相結合的技術處理污泥。厭氧消化作為唯一一個負碳排放的工藝,能夠使污泥達到穩(wěn)定化、減量化、資源化,減排二氧化碳,有一個較好的經(jīng)濟和社會效益。作為聯(lián)合國確認的低碳試點城市,選擇厭氧消化為主工藝技術,符合保定的實際發(fā)展需求。
項目環(huán)境效益——減排二氧化碳
項目年減排21755噸二氧化碳。減排在兩個方面體現(xiàn):1.避免沼氣中甲烷等溫室氣體排入大氣產生的減排量。2.產品生物天然氣替代化石燃料消耗產生的減排量。
減少甲烷排放折算二氧化碳減排量(t) 燃燒替代燃料折算二氧化碳減排量(t) 合計二氧化碳減排量(t)
春 42.95 11.15 54.1
夏 57.57 14.95 72.52
秋 50.20 13.03 63.23
冬 41.19 10.69 51.88
合計一年減排21755噸二氧化碳。
污泥項目經(jīng)濟回報收益率小于亞行要求的12%基準收益率,不滿足亞行經(jīng)濟要求。然而該項目作為唯一的一個負碳排放項目,環(huán)境效益顯著,最終得到亞行認可支持。
三、對新建污水處理廠統(tǒng)籌考慮污泥污水處理工藝的思考
按照GB18918-2002要求,城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥應進行穩(wěn)定化處理。穩(wěn)定后有機物降解率對厭氧消化及好氧消化工藝均要求大于40%,好氧堆肥要求有機物降解率大于50%以上。
隨著環(huán)保要求的提高,污水處理標準普遍提高,主流工藝為長泥齡的生物強化除磷脫氮工藝,這就導致污水廠產生的污泥有機質含量偏低,進而導致污泥處理時對有機物降解率的要求難以保證,特別是對采用厭氧消化處理工藝的污泥項目造成的影響更大。這就要求在保證水質達標的前提下,對污水處理工藝進行改造,使得水中的污染物盡可能多的轉移到污泥中。
改進措施:結合AB法,將強化除磷脫氮的生物處理工藝分成高低負荷兩段進行。
可以預見,項目的建成將提高城市基礎設施水平,在全省乃至全國具有一定的示范作用,對改善和提高環(huán)境質量水平,美化城市起到重要作用。