上海市污水处理系统污泥处理处置战略思考.docx

    上海市污水处理系统污泥处理处置战略思考    随着上海市社会发展和经济增长，日均污水量也快速递增根据２００７年７月《上海市污水处理系统专业规划修编（２０２０年）》，上海市辖区６３４０ｋｍ２内，规划期限２０２０年人口达到２０００万人，规划污水量１０５０万ｍ３／ｄ可见上海在“十一五”期间，污水收集、处理方面的工程建设需求很大本文针对污水处理厂污泥处理处置问题，探讨上海市污水系统的特点、污泥处理技术适应性和战略布局，以期抛砖引玉１上海市污水处理设施规划布局特点上海市污水收集、处理设施在统一规划的基础上，按行政归属逐步建设完善到２０２０年期末，总体污水处理设施规模将达到１１１８万ｍ３／ｄ，其中包括规划控制土地规模，部分现有设施还将与新建设施统一研究进行改造或归并，因此污水处理设施规模略高于规划污水量全市范围内规划建成６４座污水处理厂，详见表１其中中心城区１９家、金山区７家、奉贤区３家、南汇区３家、嘉定区４家、青浦区１２家、松江区８家、长江三岛（崇明）８家不同区域污水处理设施规模占全市总处理设施规模的比例见图１不同规模的污水处理厂在各区的分布见表２从表１和表２可以看出，规模不大于５万ｍ３／ｄ的污水处理厂总计３２座，５￣１０万ｍ３／ｄ的污水处理厂为１０座，１０￣２０万ｍ３／ｄ的污水处理厂为１１座，２０￣８０万ｍ３／ｄ的污水处理厂为８座，大于８０万ｍ３／ｄ的特大型污水处理厂３座。

由于竹园和白龙港分期建设分开统计，实际上特大型污水处理厂只有竹园污水处理厂（２２０万ｍ３／ｄ）和白龙港污水处理厂（３４０万ｍ３／ｄ左右）上海市污水处理厂污泥处理处置战略必须充分考虑上海市污水处理设施规划布局的特点第４期（总第１２８期）２００７年８月中国市政工程ＣＨＩＮＡＭＵＮＩＣＩＰＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＮｏ．４（ＳｅｒｉａｌＮｏ．１２８）Ａｕｇ．２００７２上海市污泥处理处置基础数据预测上海市污水处理厂污泥的成分预测、产量预测、分布预测是三个主要预测因素污水处理厂污泥成分预测应重点考虑：氮、磷等营养物质和有机质含量；重金属离子及特种化学物质，如：有机卤化物（ＡＯＸ）、阴离子表面活性剂（ＬＡＳ）、多环芳烃（ＰＡＨ）、多氯联苯（ＰＣＢ）等；灼烧残留物量、高位热值和低位热值；含水率或含固率污泥中单体有机物分析数据以后应加强监测表３和表４为上海市中心城区现有污水厂污泥成分测定值污泥中重金属含量基本低于ＧＢ１８９１８—２００２规定的污泥农用标准值，其中锌、汞、镉等有超标测定样存在上海市土壤为弱碱性，而污泥为弱酸性，氮、磷含量较高，有机物含量在６０％￣７０％之间，适合弱碱性上海市土壤的改良因脱水机械不同，污泥泥饼含水率在７５％￣８５％之间，干基热值在２１￣２５ＭＪ／ｋｇ之间，此为研究污泥焚烧能量平衡的关键数据。

上述数据可供采用二级生化处理工艺的污水处理厂参考污水处理厂污泥量分布预测重点考虑：规划污水量分布；污水处理工艺；进水水质；出水标准综合研究美国ＥＰＡ、德国ＡＴＶ资料和上海市实际运行经验，采用生化处理工艺的二级污水处理厂，污泥产率为每万ｍ３污水产１．２５￣１．５ｔ污泥（以干固体计）为污水量的０．５％￣０．６％（含水率为９７．５％）采用深度处理工艺或其他处理工艺的污水处理厂，污泥产率另行确定表５为上海市污水处理厂污泥量预测值及其分布３上海市污水处理系统污泥处理处置战略思考３．１污泥处置上海市的污泥处置包括以下方面１）适应目前上海市经济和社会发展阶段；适应上海市污水系统的规划布局；适应上海市可用于污泥处置的资源２）“减量化、稳定化、无害化、资源化”作为总体决策的基本思路通过多元的技术路线确保污泥处理处置体系可靠安全；通过因地制宜的技术决策确保污泥处理处置体系环保经济３）“统一布局、分步实施、预留空间”作为污泥处置的实施战略，在统一规划布局的基础上，结合图１上海市规划污水处理设施规模分布图规模／万ｍ３?ｄ－１中心城金山奉贤南汇嘉定青浦松江崇明合计≤５８４０１１１０３５３２５￣１０３１１００１２２１０１０￣２０１２０１２１３１１１２０￣４０３０２０１０００６４０￣８０１００１００００２≥８０３０００００００３表３上海市东区污水厂污泥成分测定值（干基）含水率／％ｐＨ有机物／％养分／ｇ?ｋｇ－１热值／ＭＪ?ｋｇ－１ＮＰＫ９６￣９８６．５６１￣７２３０￣６０１０￣３０１￣３２１￣２５表４上海市中心城区部分污水处理厂污泥重金属测定值ｍｇ?ｋｇ－１项目ＣｕＺｎＰｂＣｄＣｒＮｉＨｇＡｓ曲阳３５０３７４０９．９５０．８５１５．７７３４．８１．２２５．６８吴淞２２６１４９７．２７０．０９７３．７４６５．２１．１２２．３２龙华１０１１３７００．９５０．１９１．１３１７．３０．１９１．５１曹阳１４６１４７１２９５．５５７０４２．９６．０４１５天山４２６１６１５１１６１．４９４６．６４２．６７．８１２２闵行１１９１０９０７６１．６７５３．４３２．２２．１６７．１表２不同规模的污水处理厂在各行政区的分布座表５上海市污水处理厂污泥量规划预测值（２０２０年）区域规划设施规模／万ｍ３?ｄ－１污泥量预测值干固体／ｔ?ｄ－１含水率８０％泥饼／ｍ３?ｄ－１中心城区６９７８７２￣１０４６４３５９￣５２３１金山区５６７０￣８４３５０￣４２０奉贤区６５８１￣９８４０６￣４８８南汇区８５１０６￣１２８５３１￣６３８嘉定区５７７１￣８５３５３￣４２４青浦区５７７１￣８５３５３￣４２５松江区６２７７￣９３３８６￣４６４崇明区４０４９￣５９２４７￣２９６合计１１１８１３９７￣１６７７６９８６￣８３８３长江三岛４％中心城区６１％松江区６％青浦区５％嘉定区５％南汇区８％奉贤区６％金山区５％污水处理厂建设分步实施污泥处置的战略目标，集中处置与分散处置相结合，预留适应技术进步和标准提高的发展空间。

４）工程措施和管理措施相结合工程方案吸收国内外成功经验，并充分论证；管理措施要有适应的标准、配套的政策、监管的措施５）上海市污泥处置战略应进行风险评价风险评价须考虑政治、社会、经济、环境、技术等因素基于上述考虑，上海市污泥处置最终出路包括卫生填埋、土壤改良、建材利用在具体处置形式上可分为：污泥专用卫生填埋场填埋；垃圾填埋场覆盖土；园林、绿化营养土；滩涂土壤改良介质土；进入建材制造业消纳３．２污泥处理污泥处理技术路线应与污泥处置统一考虑处理的目的选择合适的污泥处理工艺，为后续处理处置创造条件、减少后续处理处置费用、达到处置的环境要求成熟的处理技术包括化学处理、温度处理；成熟的浓缩技术包括离心浓缩、气浮浓缩、带式重力浓缩、转鼓浓缩；成熟的稳定技术包括好氧消化稳定、厌氧消化稳定、石灰稳定、发酵堆肥稳定、物理—化学固化稳定；成熟的脱水技术包括带式压滤机脱水、离心机脱水、板框压滤机脱水、干化床脱水、真空过滤脱水；成熟的干化技术包括直接干化、间接干化；成熟的能源回收技术包括流化床焚烧炉能源回收、复合清洁焚烧炉能源回收、湿式氧化能源回收上海可行的处置出路包括污泥专用卫生填埋场填埋、垃圾填埋场覆盖土、园林、绿化营养土、滩涂土壤改良介质土、建材制造。

上述处理工艺单元技术与五种处置出路统一考虑、协调组合可形成多条处理处置技术路线工艺组合过程中以下问题值得注意１）一般的工艺流程是：浓缩→稳定→脱水→干化→能源回收→处置但是，石灰稳定、发酵堆肥稳定、物理—化学固化稳定是用在脱水之后；湿式氧化能源回收是用在浓缩脱水之前氧化能源回收和稳定是否同时采用，目前尚有争议根据总体工艺要求，部分工艺单元可超越２）大型污水处理厂与小型污水处理厂污泥处理工艺差异很大，部分处理工艺适合于规模较大的污水处理厂３）一些新技术可对主流工艺的处理单元进行改良４）从全市范围看，污泥处理工艺应是多元的，区、镇小型污水处理厂污泥处理可探索前沿技术的应用，大型污水处理厂污泥处理工艺选择要可靠３．３污泥处理处置战略布局白龙港污水处理厂最终规模将达到３４０￣３６０万ｍ３／ｄ，位居世界前１０名竹园污水处理厂规模２２０万ｍ３／ｄ，是目前国内最大的污水处理厂规模大于４０万ｍ３／ｄ的污水处理厂共有５座，５￣４０万ｍ３／ｄ的污水处理厂有２７座，规模在５万ｍ３／ｄ（含）以下的污水处理厂有３２座上海市污水系统污泥处理处置战略布局应充分考虑上述污水系统规划布局的特点中心城区特大型污水处理厂中，石洞口污水处理厂污泥采用干化焚烧；白龙港污水处理厂采用厌氧消化加干化；竹园污水处理厂污泥处理处置方案正在研究，焚烧能源回收是研究的重点。

由于土地限制和环境保护要求的原因，中心城区其他中小型污水处理厂的污泥可考虑脱水后集中异地无害化处置的方案，如：进入已建污泥干化焚烧厂、适量进入垃圾焚烧场或污泥专用填埋场或垃圾填埋厂区县大、中型污水处理厂污泥应重点研究，原则上以资源化为主要处置方向区县小型污水处理厂污泥可探索应用适合的污泥处理处置技术工业废水为主的污水处理厂污泥处理处置应考虑重金属和有害有机污染物的问题５结语１）上海市污水系统规划格局已经形成，２０２０年期末，上海市污水处理设施规模将达到１１１８万ｍ３／ｄ，预计污泥产量为１３９７￣１６７７ｔ／ｄ（以干固体计）污泥处理处置战略应采用集中与分散相结合的思路２）污泥处理技术可分为成熟、试用、研发三个层次污泥处理技术的选择，既要与污泥处置一并考虑，又要注意技术的适应性３）污泥处理处置战略应因地制宜、因时制宜，预留适应技术进步和标准提高的发展空间参考文献［１］金儒霖，刘永龄．污泥处置［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，１９８８．［２］张辰，张善发，王国华．污泥处理处置技术研究进展［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００５．（ＳｈａｎｇｈａｉＵｒｂａｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳＭＷｍｅｔｈｏｄｉｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｄｅｅｐｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｒｅ－ｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｉｔｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｗｉｄｅｌｙｉｎｄｅｅｐｆｏｕｎ－ｄａｔｉｏｎｐｉｔｗｏｒｋｓ，ｗｈｉｌｅｉｔｉｓｕｎｆａｍｉｌｉａｒａｂｏｕｔｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｂｒｉｄｇｅｂｅａｒｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｍｅａｓｕｒｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｓｓｙｍｍｅｔｒｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆ２ｓｉｄｅｓｌｏａｄａｆｔｅｒｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｉｄｅｂｅｉｎｇｃｏｆ－ｆｅｒｄａｍ，ｔｈｅｏｔｈｅｒｏｎｅｂｅｉｎｇｓｏｉｌ．ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｈａｓｇａｉｎｅｄｇｒｅａｔｅｆｆｅｃｔｉｎＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｄ．ｃｒｏｓｓ－ｃａｎａｌｖｉａｄｕｃｔｐｒｏｊｅｃｔｉｎＣｈａｎｇｚｈｏｕ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＭＷｍｅｔｈｏｄ；ｂｅａｒｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ；ｖｉａｄｕｃｔ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＯｎＤｅｓｉｇｎ＆ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＰｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄＲａｉｌｗａｙＢｏｘＧｉｒｄｅｒＺＨＵＡＮＧＹａｎ－ｆｅｎｇ（ＳｈａｎｇｈａｉＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒ。