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常熟城市污泥处置途径的选择 3.1 污泥特性 常熟东区污水厂的污泥性质和曹杨等7个污水厂的污泥中重金属含量见表2和表3。 由上表可以看出，上海市污水厂污泥的有机物含量较高，达60%～70%，略低于国外发达国家的城市污泥(有机组分含量70%～80%)；污水厂污泥的氮、磷、钾以及有机质含量都比较高，并且从长远看，随着脱氮除磷工艺的运用，氮、磷含量将会有所增长；污泥含有较高的热值，控制一定的含水率，具有自持燃烧(＞4 000 kJ)及干污泥用作能源的可能性；由于污水中工业废水比例较大，重金属含量较高，废水经处理后有相当一部分重金属转移到污泥中，致使污泥中重金属的含量较高，部分含量接近或者超过我国《农用污泥中污染物控制标准》(GB 4284—88)。 3.2 污泥处置途径的选择 选择有效的污泥处置方法，应兼顾到环境生态效益与处置成本、经济效益之间的均衡。一种有效的、适合本地具体情况的污泥处置方法应该是在环境上卫生、社会上被接受及经济上有效的方法。无论从经济因素还是从肥效利用因素出发，污泥的土地利用特别是污泥的农用都是一种符合我国国情的处置方法，但上海市污水厂污泥中部分重金属含量接近或者超过了农用污泥中污染物控制标准，这就部分限制了污水厂污泥的农业应用。 根据控制标准，当施用符合标准的污泥时，一般用量不超过3 kg/(m2．a)(以干污泥计)，而美国的相似标准为0.2～7 kg/(m2．a)。当污泥中任何一项无机化合物含量接近标准时，连续在同一块土壤上施用不得超过20年。上海市预计在2010年污水处理量将会达到550×104 m3/d，以上海市统计数据1×104 m3污水二级处理产生污泥干固体量为2.0 t计，日产污泥量为1 100 t，如全部考虑农用，则每年所需土地面积为13 383 hm2。 因此，考虑到污泥的性质、污泥农用所需的土地面积、污水厂与农用场地的距离、天气的变化对农用的影响、污泥量的增加趋势以及污水厂处理的废水组分趋向复杂等因素，在以农用为首选处置途径的同时，必须寻找其他合适的污泥处置方法。 3.3 经济分析 结合国内外污水厂污泥的主要处置方式及处理流程，污泥卫生填埋及焚烧处置的主要工艺流程为： 原污泥——浓缩——消化——脱水——卫生填埋 原污泥——浓缩——消化——脱水——焚烧——焚烧灰卫生填埋 对于卫生填埋处置工艺，污泥经过消化处理，可以使之稳定化和无害化，减小污泥填埋对环境造成危害的风险，并且污泥经消化处理后也达到了部分减量化，可以大大减少其运输、脱水及填埋费用，甚至总运行费用也低于无消化处理的直接填埋工艺［5］；对于焚烧处置工艺，为了避免消化后污泥热值减少，因此可以不作消化处理。 计算投资及运行费用的依据为：混合污泥量10 000 m3/d，含水率为99%，经离心浓缩机浓缩(加絮凝剂量约为1 kg/tDS，絮凝剂价格约为55 000 元/t)投加后含水率降为95%；污泥经过厌氧消化后固体去除率假定为1/3［1］。由于含水率低于80%的污泥适合于填埋，但含水率高于68%的污泥在填埋时须掺入填充料，则填埋工艺考虑两种脱水方案，即：①污泥经离心脱水后含水率降至80%，絮凝剂投加量约为2.5 kg/tDS;②污泥经高干度离心脱水后的含水率约为65%，絮凝剂投加量约为5 kg/tDS。用焚烧工艺时，污泥经离心脱水后含水率降为80%，加絮凝剂量约为2.5 kg/tDS,污泥经焚烧后残余灰分量约为污泥干重的1/3［5］；焚烧烟气处理消耗NaOH量约为37 kg/tDS,NaOH价格约为3 450元/t。污泥运输费用约为0.75元/(t．km)，以运输距离为40 km计，运输费用为30元/t。填埋费用参照城市垃圾填埋运行费用(约15元/t)。各处理流程的耗电量约为：浓缩25 kW．h/tDS，脱水75 kW．h/tDS，消化150 kW．h/tDS，焚烧200 kW．h/tDS，电费约为0.7元/(kW．h)。 两种工艺污泥处理、处置工程建设费用比较见表4。 假定均采用国产设备，其运行费用计算见表5。 将投资费用按每年折旧5%及人工福利、利率等5%计入成本，上述工艺1t污泥干固体处理总成本见表6。 根据上述计算，污泥干固体处理总成本约为800元/t，以1×104 t污水产生2.0 tDS计，1 t污水的污泥处理成本约为0.16元，与国内大型污水处理厂污水处理部分成本0.3～0.45元/t相比，约占成本的35%～50%，与发达国家的测算大致相当。 4 结论与建议 ① 污泥经浓缩后体积仍然较大，为便于运输及后续处理与处置，建议污泥应脱水处理。 ② 在今后较长的一段时期内，上海城市污水厂污泥的出路建议以农用为主，但对于拟建的大型污水处理厂因污水量大，产泥量大，若考虑农用则在运输、施用计划以及所需土地面积等方面有一定困难，并且也受天气等因素的影响。由上述计算比较可以看出，采用高干度脱水机填埋工艺的运行费用要大于采用普通脱水填埋工艺，但对于同样体积的污泥而言，普通脱水工艺(含水率为80%)的污泥填埋因须掺入填充料而使其所需的填埋场面积远大于高干度脱水(含水率为65%)的污泥填埋工艺，因此在填埋土地有限的情况下应考虑采用高干度脱水方案；对于填埋土地难以寻找的情况可适当考虑用焚烧法处置污泥，污泥焚烧灰可考虑用作填埋掺混料或用作制砖及其他建材。 ③ 要积极探索污泥处理与处置的新方法与方式，常熟龙华污水厂采用转窑焚烧污泥，已初步取得成功，对于其能否大规模用于处置城市污泥可视进一步研究的效果而定。 ④ 未来的污泥处理策略是使污泥的产生、处置与环境保护之间达到一个良好的平衡，要达到这种平衡的最佳途径是污泥的资源化利用；在污泥的管理中也应采用多样化策略，应首先考虑通过改进污水厂的处理工艺等减少污泥的产量，其次应该通过严格控制工业废水的排放来控制污泥的性质，不应再走工业发达国家先污染再治理的老路，应从一开始控制工业废水的排放，为以后的污泥利用带来方便。
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