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南昌市污泥固化处理工程方案.doc
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1、南昌市垃圾填埋及污泥固化工程建设方案上海泰历盟实业有限公司2023年1月25日1 概述1.1 项目的基本情况1.1.1 项目名称及编制单位项 目 名 称南昌市圾填埋及污泥固化工程改建项目建设地点南昌市垃圾填埋场项目方案编制单位上海泰历盟实业有限公司1.1.2 编制单位简介上海泰历盟实业有限公司上海泰历盟实业有限公司是一家集技术研发、设备制造及工程承包为一体的以城市污泥处置为主的环保公司。公司目前已获得上海市政府、上海市科学技术委员会及上海市水务局等部门批准承担苏州河底泥治理工程, (该项目由上海市水务局、上海市城投公司、老港填埋场、同济大学及上海泰历盟实业有限公司共同参与)并已在上海老港垃圾填
2、埋场成功的建造并 。公司立足上海城市环保建设,积极努力推广科研成果、完善先进技术,不断积累丰富的实践经验。目前公司已开始逐步切入其他大中型城市的污泥解决工程的市场运作,公司已经进入了良性的倍增发展阶段。上海同济建设有限公司上海同济建设有限公司(简称“同济建设”)创建于 1988 年,通过历次发展和改制,于 2023 年与上海同济建设管理科技工程公司重组,成为同济大学唯一拥有同济品牌的建设施工总承包公司。我公司与同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室、上海同济建设有限公司,上海同济科技股份实业有限公司共同合作致力于构建解决环境难题的一个良性循环:环境难题前沿技术开发技术孵化窗口市场推广技术再
3、开发。我公司的技术研发团队由博士、硕士及具有数年工程经验的工程师组成,并聘请同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室副主任赵由才专家为技术顾问,致力于将环境技术产业化,由其擅长处置河道、湖泊污泥,市政污泥及工业污泥,解决客户最棘手的环保问题为城市的环保事业和资源循环运用作出积极奉献。1.2 方案编制原则l 在国家固体废弃物处置发展规划”和“南昌市污泥解决处置专项规划”的指导下,坚持可连续发展战略原则,并在调研国内外固废处置污泥填埋技术的基础上,选用适宜的解决方案,做到工艺合理、运营可靠,管理方便,环保、低碳、节能,实现危险废物无害化解决的目的。l 严格执行国家和南昌市政府制定的有关法规和相关
4、标准,根据垃圾及污泥填埋的运营特点、本地气候条件、地形情况、水文地质特性做好各项环境保护措施,使工程周边的环境卫生受到的污染减少到最低限度。 在保证环保达标的前提下,尽量节约投资及运营费用,真正做到低碳环保高效节能。1.3 方案编制范围1.3.1 项目规划期限 本项目建设期约为3个月,试运营期1个月,正常生产期3年。 1.3.2 项目解决对象服务范围本固化系统解决从南昌垃圾填埋场及全市各污水解决厂运送过来的生活污水解决产生的剩余污泥,污泥含水率不高于80。本方案编制范围从污泥进入固化区污泥储坑开始,到污泥固化搅拌后送出固化区为止,涉及固化工艺流程的设计,固化区的设计、建设,固化装置的购置和安装
5、,固化剂的选择,以及污泥固化的运营。(如需与垃圾混合解决,垃圾解决方案另附)1.4 采用的规范和标准本报告采用的规范和标准为:1 城市生活垃圾卫生填埋技术规范(CJJl72023);2 生活垃圾填埋污染控制标准(GBl68892023);3 城市生活垃圾卫生填埋解决工程项目建设标准 (GB WBH001);4 城市生活垃圾卫生填埋场运营维护技术规程(CJJ932023);5 生活垃圾填埋场环境监测技术标准(CJ/T3037);6 恶臭污染物排放标准(GB1455493);7 污水综合排放标准(GB89781996);8 环境空气质量标准(GB30951996);9 大气污染物综合排放标准(GB
6、l62971996);10 城市防洪工程设计规范(CJJ501992);11 建筑设计防火设计设计规范(GB500162023);12 堤防工程设计规范(GB502861998);13 厂矿道路设计规范(GBJ22);14 建筑地基基础设计规范(GB 500072023);15 建筑地基解决技术规范(JGJ79-2023);16 室外排水设计规范(GB500l42023);17 建筑给水排水设计规范(GB500152023);18 给水排水工程构筑物结构设计规范(GB500692023);19 供配电系统设计规范(GB500521995);20 土工合成材料应用技术规范(GB50290-199
7、8)。2 项目背景2.1 南昌垃圾填埋场概况目前,据水务部门相关信息核算,现南昌市各污水解决厂按设计能力和污水的解决量计算每日产出污泥应当在430吨左右,而现在实际产出污泥只有200吨左右,具体因素尚有待于进行具体的排查。另:据2023年南昌市污泥处置情况分析,现有依赖造纸厂解决污泥方案以不能满足每日180吨的解决能力,故导致于2023年累积在垃圾填埋场2万余吨污泥没有办法及时解决。2023年市委和市发改办对此也非常重视,在水务局牵头发改委批复拟建一日解决生活污泥180吨的热干化项目,又由于种种因素至今未能真正投入实行建造。在现今南昌市正在步入国际化都市的极速发展环境下,城市人口也在奔腾猛增的
8、形势下,南昌市的污水排放及解决肯定不会停留在就日出180吨污泥的现象。不要多久城市的污水解决肯定也将在设计能力下满荷营运,届时南昌市的固废解决垃圾填埋和污泥解决又将给政府增长很大麻烦。为此我们建议从长远利益出发为南昌市发明一个环保低碳美丽清新现代化花园城市,我公司乐旨在南昌投资兴建一座集垃圾解决和污泥固化一体的固废解决中心。3 污泥解决技术的比较与选择污泥是污水解决厂在污水解决过程中产生的沉淀物质,我国每年排放的干污泥约为2023万吨,且呈不断增长的趋势。污泥中具有大量的微生物、病原体、重金属以及有机污染物等,假如解决不善将会导致严重的二次污染。目前污泥的处置重要以转为农用、填埋和焚烧为主,但
9、是由于污泥的含水率高、力学性质差、污染物含量高等特点,这些解决方式往往存在环境污染、解决成本过高或容易引起填埋场工程灾害等问题。针对上述污泥解决中存在的问题,采用固化技术改善污泥的力学性能和物理化学性能,使其转化为可以再生运用的土材料或者进行填埋解决,是符合我国国情的资源化途径之一。3.1 城市生活污泥的性状与特点污泥是污水解决过程中产生的一种粘稠状物质,它以好氧、厌氧微生物为主体,同时也混入有原污水中带有的泥砂、纤维、动植物残体及其吸附在其上的有机物、金属、病菌、虫卵、胶质等多种复杂的混合体。污泥的组成差别较大,随污水的来源,污水解决工艺及季节的不同而变化。对于大型城市污水解决厂,由于有大量
10、工业废水排入系统,导致污水污泥中的重金属含量偏高,其中铜、锌含量往往接近或超过污泥作农用堆肥的接纳标准,中小城乡污水重要以生活污水为主,因而一般不存在重金属超标的问题。从污水解决厂排出的污泥一般是一种松散的,含水量在95%99%的胶溶状膏体物,具有比重轻(小于等于1kg/cm3)、体积庞大(是所含固体物体积的数十倍)、触变性强(不易脱水)、具有极易腐败恶臭的理化特点,因而十分不利于解决与运送。由于污泥处置费用高,操作难度大,大部分污水解决厂将污泥解决预设为二期工程实行,但由于资金、人员特别是相关技术等方面因素,一期工程竣工并运营数年后,二期工程仍遥遥无期。在全国污水解决工程中有污泥稳定化解决设
11、施的还不到1/4,解决工艺和配套设备较为完善的还不到1/10。而在我国仅有的十几座污泥消化池中,可以维持正常运转的为数不多,大多数采用自然风干或直排,极易导致二次污染。随着国内大量污水解决厂的陆续投产,污泥的产生量将会大幅度的增长。由此而产生的矛盾将会使城市污水解决厂与垃圾填埋场两边都因此而处在崩溃的危险境地。3.2污泥的处置方法概述污泥解决与处置的目的重要有以下四个方面:(l)减量化,即减少污泥最终处置前的体积,以减少污泥解决及最终处置的费用;(2)稳定化,即通过解决使污泥稳定化,最终处置后不再产生污泥的进一步降解,从而避免产生二次污染;(3)无害化,即达成污泥的无害化与卫生化,如去除重金属
12、或灭菌等;(4)资源化,即在解决污泥的同时达成变害为利、综合运用、保护环境的目的。目前国内外污泥处置的重要方式有填埋、焚烧、土地运用和建材运用等。3.2.1 卫生填埋污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内外常采用的方式。其优点是投资少、容量大、见效快。填埋始于上个世纪60年代,通过四十数年的发展其解决技术已日趋成熟。污泥通过简朴消化灭菌和自然干化脱水后,有机物含量减少,总体积减少,性能稳定,可以直接送到生活垃圾填埋场填埋;或者设立专用的填埋场,根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋。污泥填埋的操作规定与垃圾填埋相似。填埋场四周设围栏,并采用相应的防蚊蝇、防鼠措施。为防止二次污染和地下水污染
13、,污泥的填埋较之普通的垃圾填埋有更高的防渗规定,应铺设符合标准的防渗层。为使填埋污泥稳定,对填埋作业亦有相应的规定:未经干燥焚烧解决的污泥宜小规模分层填埋,生污泥泥层厚度应0.5m,消化污泥泥层厚度不应大于3m,泥层上面铺砂土层为0.2m,彼此交替进行填埋,并设立排液、导气装置。污泥焚烧灰渣填埋时,可不分层填埋。污泥的土地填埋需要大面积的场地和一定量的运送费用,需做防渗解决以免污染地下水,并且考虑到填埋污泥的稳定性,需要对污泥的脱水、填埋场的防渗层和填埋作业有较高规定。3.2.2 农田林地运用污泥脱水后堆肥农用是一种较佳的最终处置方法。这种运用和处置方式可以使污泥具有的有机物重新进入自然环境,
14、从而改良土壤结构、增长土壤肥力、促进作物的生长。污泥中具有大量植物生长所必需的肥分(N、P、K)、微量元素(Ca、Mg、Cu、Fe)及土壤改良剂(有机腐殖质)。但是,污泥中也具有大量对植物、土壤及水体有危害作用的病菌、寄生虫(卵)、难降解有机物、重金属离子以及多氯联苯、二德英、放射性核素等难降解有毒有害物质等,这些物质会导致对土壤、地表水和地下水的严重污染,重金属离子等甚至也许产生致癌物质。一般而言,在泥水分离的过程中,当水中具有重金属离子时,水中50%以上的重金属离子都会转移到污泥中,污泥中的重金属离子含量较高。因此,污泥在作农田林地运用前,应一方面对污泥进行检测分析,用堆肥解决以杀死病菌及
15、寄生虫卵,采用物理化学方法去除重金属离子等有害物质。但目前普遍存在的问题是:假如污泥发酵不彻底,容易导致病原体和难降解有机污染物对土壤的污染,此外,重金属的污染是农用堆肥的重要限制性因素。3.2.3建材运用运用污泥制砖是一种变废为宝的解决方法,不仅减少了因堆放而侵占耕地,同时缓解了砖瓦厂土源紧张和对农田的取土破坏,社会效益显着。污泥制砖的方法有两种。一种是用干化污泥直接制砖,另一种是用污泥焚烧灰渣制砖。用干化污泥直接制砖时,应对污泥的成分作适当调整,使其成分与制砖粘土的化学成分相称。当污泥与粘土按一定重量比配料时,污泥砖可达普通红砖的强度。运用污泥焚烧灰渣制砖时,灰渣的化学成分与制砖粘土的化学
16、成分是比较接近的,制坯时只需添加适量粘土与硅砂。无论采用哪种制砖方法,对污泥的预解决规定较高,由于所制作的是与人有较密切接触的地砖或墙砖,在制砖前必须对污泥进行彻底地除臭除毒,用消化等方法将污泥中极易发臭腐败的有机物腐殖质分解成二氧化碳、氮和水,并采用措施杀灭各种病原体,然后用物理化学方法把污泥中的铬、福、铅等重金属转化为水不溶物实现稳定化,再通过脱水使污泥含水率尽也许地减少。最后,这些除臭除毒灭菌脱水后的污泥方可用来制成人行道地砖或墙体用红砖。并且砖瓦行业作为一种夕阳产业,要充足分析砖的销售渠道,并考虑到采用先进的制砖工艺以节省成本和提高质量以提高砖的销量。3.2.4 低温热解运用热分解是一
17、种新兴的污泥热解决工艺,将污泥在无氧或低于理论氧摄入量的条件下,加热到一定温度,使固体物质分解为油、不凝性气体和炭三种可燃物,其部分产物可作为前置干燥与热解的能源。其余能源回收。由于高温热分解耗能大,目前研究重点放在低温热分解上。污泥化学解决方法作为一种处置彻底、速度快的污泥解决方法,正受到各国广泛重视,可以预见,这种解决方法将成为我国污泥解决的重要方式。因热解的无害化和减量化彻底,地位己逐渐升高。污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学解决技术。它通过在催化剂作用下无氧加热干燥污泥至一定温度(500)、由干馏和热分解作用使污泥转化为油、反映水、不凝性气体和炭等可燃产物,最大转化率取决于
18、污泥组成和催化剂的种类,正常产率为200300L(油)/t(干泥),其性质与柴油相似。这是一个新兴的课题,有着很好的发展前景,目一前正在探索和实验阶段。3.2.5 焚烧焚烧是污泥最彻底的解决方法,焚烧最大优点是可以迅速和较大限度地使底泥减容,并且在恶劣的天气条件下不需存储设备。污泥中具有一定量的有机成分,经脱水干燥的污泥可用焚烧解决,焚烧可以迅速减少污泥的体积并减少其有害性。焚烧使有机物完全燃烧,最终产物是CO2、H2O、N2等气体及焚烧灰渣。污泥焚烧废气中可以获得剩余能量,用来发电;所产生的焚烧灰渣可用于改良土壤、作为砖瓦和陶瓷等的原料等。污泥在焚烧之前无需进行堆肥、消化解决。焚烧工艺的优点
19、重要表现为:第一,焚烧可以大量减少污泥的体积,相对于机械脱水的污泥来说,最终的焚烧产物体积只相称于最初产物的10%。第二,焚烧也可以杀死一切病原体,一切有机物在燃烧过程中都会最大限度地被分解,病原体和细菌也不例外。通过高温解决,在燃烧残渣内几乎没有病原体存在。此外,焚烧还可以解决污泥的恶臭问题。第三,通过脱水后的污泥的热值相称于褐煤的水平,因此在一定条件下污泥可以自燃。这样可以在一定限度上减轻污泥焚烧的费用。同时由于焚烧设备的结构不断完善和有关焚烧技术的突破,本来存在的烟气二次污染问题也得到了妥善的解决。焚烧技术成为了一项十分环保的污泥处置技术。焚烧所占的比重由1992年的10%提高到2023
20、年的38%。总之,焚烧工艺的应用前景则越来越被看好,这种技术在目前为止是解决污泥的最佳方法之一。但是,焚烧工艺也存在着一些缺陷和局限性。焚烧效果不稳定,有也许需要辅助燃料以提高焚烧的质量,焚烧时动力消耗较大。污泥通过燃烧后,含水率可降到0,质量与体积会大大减少,但焚烧残渣为有害物质,仍需进行运送和最后解决。此外,污泥焚烧废气也许具有致癌物质二恶英,故需要配备去除二恶英的装置,投资较高。因此,污泥焚烧所需的基建投资和运营费用较高,工艺操作复杂。由前述分析,每一种污泥处置方法都有其局限性的一面,如填埋易导致二次污染,并且随着泥量的增长,填埋场地越来越有限;焚烧工艺能较大幅度地减少重要的有害物质和缩
21、小废物体积,因此它将会得到越来越多的应用,但其缺陷是高成本和也许产生的污染(废气、噪声、震动、热和辐射),严重影响了在我国的处置使用;而堆肥又由于污泥中也许具有的一些致癌物质和重金属化合物,人、动物、植物长期接触后会导致慢性中毒,去除这些有害物质往往需要很高的成本,同时较高规定的检测也是必需的。目前普遍的问题是检测手段跟不上规定,解决成本无法和经济效益相平衡,化肥普遍应用导致销售市场难以开发等,这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。3.2.6污泥处置方案综合评价(1) 无论从经济因素还是从肥效运用因素考评,污泥的土地运用是现实可行、收益可观的处置方式,但前提必须满足严格的环境卫生标准及污泥的
22、安全控制指标。垃圾填埋场具有环境容量的大面积土地来对污泥进行土地运用解决,但需对污泥进行必要的预解决,使其满足安全填埋的基本规定,并减少对环境的污染。(2) 污泥堆肥虽然在远离城市的郊区并有闲置土地的条件下是一种选择,但堆肥解决后的污泥产品中病原体仍有也许存活,且产品的高含水率可使病原体复活,故堆肥法局限性以保证安全性。(3) 污泥的热干化不仅占地面积小,并且其尾气经严格除尘除臭后才排放,厂房内的气体也进行除臭解决,可满足严格的环保标准。其高温灭菌作用使产品可完全克制微生物的活性,有较高的安全性。同时,又具有灵活性、广泛性。污泥焚烧或者干馏制油都需先热干化解决。但干化解决投资、能耗、运营成本都
23、较高,且干化设备不适宜大规模污泥解决,一般的干化床解决能力不超过20t/d。(4) 污泥焚烧法往往由于高成本和产生的污染,克制其在类似于我国这样的发展中国家的发展。但污泥高位热值其实是比较高的,只是由于含水率太高,使得低位热值较低,无法自持燃烧。其高昂的运营费重要花在对污泥的干化或添加辅助燃料上,如采用一种低成本的脱水、提高热值的方法对污泥进行预解决,其焚烧解决运营成本将大幅下降,当热值提高到一定限度并控制焚烧污染物时,完全可作为一种再生燃料使用,可直接应用于电厂、窑厂、蒸汽锅炉中,不必投资建设专有的污泥焚烧设备,大大减少投资。 根据上述综合评价以及垃圾填埋场的实际情况,我公司根据数年污泥解决
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