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1、碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 1 污泥碳化处理及综合利用项目 可行性研究报告 (代项目建议书 ) 唐山信至创新实业有限公司 二零一六年六月二十四日 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 2 目录 第一章总论 1.1 项目概况 1.2 编制依据 1.3 编制目的 1.4 编制原则 1.5 编制范围及内容 1.6 决策因素方案选择设计要求 第二章项目建设背景 2.1 项目概述 2.2 污泥处理处置不到位的危害 2.3 污泥处理的目的 2.4 工程建设的理由 2.5 污泥处理处置目标 第三章项目建设条件 3.1 污水处理工程已完成项目内容 3.2 污水处理厂总图设计预留地说明 3.3
2、 污水处理厂污泥出路现状及设计 3.4 技术依托单位概况 第四章项目工程建设方案 4.1 污泥处理处置技术政策题解 4.2 项目建设原则 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 3 4.3 项目建设目标 4.4 项目技术选择取向 第五章项目工程总体设计 5.1 项目建设年限确定 5.2 污泥量预测 5.3 污泥泥质 5.4 项目工程建设厂址 5.5 污泥处理处置主要技术比较与选择 5.6 污泥处理处置技术方案选择 第六章污泥处理处置技术方案设计 6.1 污泥碳化技术的可行性 6.2 项目技术实施后达到的经济技术指标 6.3 项目技术的创新点 6.4 污泥碳化的基本原理 6.5 污泥碳化工艺说
3、明 6.6 污泥碳化工程设计 第七章组织机构及定员 7.1 编制机构及定员 7.2 工作制 7.3 其他 7.4 培训 第八章环保与节能 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 4 8.1 环保法律法规依据 8.2 节能法律法规依据 8.3 项目主要污染及治理 8.4 节能及其措施 第九章劳动保护安全卫生及消防 9.1 劳动保护和安全生产依据 9.2 措施 第十章项目工程投资估算及资金筹措 10.1 投资估算概况 10.2 投资范围及内容 10.3 编制依据 10.4 投资估算总表(见表10-1 ) 表 10-2 土建工程明细表 表 10-3 生产设备明细表 表 10-4 附属工程明细表 表
4、 10-5 工程其他费用明细表 第十一章经济效益预测 11.1 编制说明 11.2 成本估算 11.3 效益分析 第十二章工程建设进度 12.1 工程进度方案 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 5 12.2 建议 第十三章项目组织与保障措施 13.1 组织管理 13.2 计划管理 13.3 工程管理 13.4 资金管理 13.5 工程建设保障措施 第十四章项目综合评价 14.1 环保项目是前瞻性投资 14.2 符合国家战略和产业政策导向 14.3 环保效益显著 14.4 项目兼顾污水厂目前需要和长远发展 14.5 社会效益广泛 14.6 项目建设单位胜任项目、实施的组织工作 14.7
5、前期工作准备充分 14.8 项目评价结论 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 6 第一章总论 1.1 、项目概况 1.1.1项目名称:污泥碳化处理及综合利用项目 1.1.2 、项目地点:唐山海港开发区港欣街以南海宁路以西 1.1.3 、项目建设单位:唐山市信至创新实业有限公司 1.1.4 、项目建设单位概况 唐山信至创新实业有限公司是为适应环保产业的发展于2011 年 06 月 09 日经 唐山市 工商行政管理局 核准成立,厂区座落于唐山海港 开发区港欣街以南海宁路以西, , 主要从事废旧 轮胎再生制造及销售、 再生胶、燃料油、污泥清理、利用等,公司注册资本金1000 万元整 。 污泥的
6、大量产生, 既超出了环境的自然消纳能力,严重威胁生态 环境和人身健康, 又造成有机废弃资源的极大浪费。其实城市污水污 泥是一种有价值的生物资源、含有促进农作物生长的氮、磷、等营养 成分,尤其是有机质含量高达50%以上,是良好的土壤改良剂和有 机肥料,但是不对污泥进行稳定化、无害化处理,直接施用于农 田作物,不但不能满足农作物的生长需要,反而会给农田造成板 结等危害,还会造成病菌、寄生虫等危害。 随着城镇污水处理的迅速发展,污水污泥的数量还会不断增 多,而城镇污水污泥的处理处置一直是限制我国污水处理行业健 康发展的薄弱环节,致使污泥处理处置问题成为困扰污水治理的 “瓶胫”和沉重“包袱”,造成极大
7、的安全隐患、环境压力和经 济负担。 目前我国水污染控制和防治已进入全面推进和综合治理 的新阶段。大规模水污染防治工程建设,带动了水污染防治技术 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 7 与装备的发展,为有效规范污水污泥市场,近年来国家建设部、 环保部、科技部以及有关行业管理部门相继制定和发布一系列有 关污泥处理的技术政策和行业标准,特别是 2009 年 2 月 18 日,建设 部等三部联合发布的 城镇污水处理厂污泥处理处置及污泥防治技术 政策以及建设部于2009 年 7 月 9 日发布的城镇污水处理厂污泥 技术规程(2009 年 12 月 1 日实施) ,环境保护部于2010 年 2 月发
8、 布的城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南, 为科学合理地处理污水污泥,控制对环境造成新的污染,促进经 济社会可持续发展指明了方向,明确提出了“坚持在安全、环保 和经济的前提下实现污泥处理处置和综合利用”的技术路线。值 得注意的是“技术政策” 还同时明确了污泥处理处置的保障措施, 这将进一步激发污水处理从业者的积极性,促进污泥处理处置迅 速健康发展。 最近党中央提出“环境宏观战略研究”重大命题,要求把环 境问题提到事关民族兴衰、国家安全和人民福祉的高度来认识, 树立大局意识,将环境保护融入经济社会发展的主战场,紧紧围 绕以环境保护优化经济增长这一战略思想,促进环境保护的基本 国策
9、在更深入的细节和更广阔的范围内得到落实,在上述大好形 势和有利条件的推动下,污泥处理处置工程项目建设迫在眉睫、 刻不容缓。 1.2、编制依据 1、关于印发城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 8 策(试行)的通知。建城200923 号,中华人民共和国住房和城 乡建设部、环境保护部、科学技术部。二九年二月十八日发布。 2、环境保护部城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可 行技术指南(2010 年 2 月发布) 。 3、 城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ3025-93) 。 4、 城镇污水处理厂污泥处理分类(CJ/T239-2007) 。 5、
10、 城镇污水处理厂污泥泥质 (CJ247-2007) 。 6、 城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质(CJ/T291-2008) 。 7、 城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质(CJ248-2007) 。 1.3、编制目的 在大量跟踪当代污水污泥处理处置科技成果,充分调查研究、 分 析、论证和比较、评价的基础上,编制本可行性研究报告,旨在实现 以下目的: 1、论述建设污水污泥处理处置工程的必要性和迫切性。 2、论述污水污泥无害化处理、资源化利用技术方案。 3、对本项目所选择的污泥处理处置工艺及投资估算等工程方案 的技术可靠性、经济合理性、环保有效性进行综合性研究、分析比较 和论证。 4、在论证的
11、基础上,提出推荐建设方案,为项目决策提供科学 依据。 5、提出财务分析、效益分析、环境评价等建议。 1.4、编制原则 1、贯彻执行国家有关环境保护政策、有关法规、规范及标准。 2、结合地域特点、环境条件、经济水平和未来发展选择工程建 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 9 设方案,使工程建设与城市发展相协调,既治理污染、实现环境保护 的目的,又能长久、最大程度发挥工程整体效益,所建设的项目达到 示范工程水平。 3、所采用的污泥处理处置技术具有先进、实用、高效、节能、 低成本的特点,既能保证污泥安全、环保、经济的处理处置,又能带 动周边企业实现固体废弃物资源化利用,为当地发展循环经济、 建
12、设 生态文明提供科技支持。 4、污泥处理厂建(构)筑物、道路、绿化等设计力求与厂区建 筑整体风格和谐统一,与周围景观相协调。 5、创造良好的生态环境,化害为利、变废为宝,化腐朽为神奇, 把令人厌恶的污泥处理,变成实现清洁生产的绿色工厂,为创建全省 乃至全国(中小型) 污泥无害化处理、 资源化利用示范工程积极努力, 做出贡献。 1.5 编制范围及内容 1.5.1本可行性研究报告编制的主要内容包括: 1、确定污泥产量及性质、工程规模、选址、选择处理途径确定 处理要求。 2、确定污泥处理工艺技术方案,处理系统布局和污泥运输方案。 3、提出污泥最终处置的配套设施,设备及产品类型。 4、进行相应的工程投
13、资估算、日常运行费计算,效益分析风险 评估和环境影响评价等。 1.6 决策因素和方案选择、设计要求 1.6.1决策因素 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 10 1、项目工程决策符合国家相关的法律法规和技术政策规范。 2、项目工程设计时应首先落实污泥的最终处置出路,并与当地 社会经济发展模式、 资源相结合, 确定节能减排和资源最优配置的污 泥处理处置方法。 使新建的污泥处理处置项目能在建成后较长时间内 体现环境效益、社会效益和经济性。 3、项目工程建成后,技术上能保证系统长期稳定运行,经济指 标应体现综合投资和运行成本的比较优势。 1.6.2 、方案选择 1、项目建设应根据污泥泥质、排放
14、数量、环境条件、辅料来源 最终利用途径选择确定污泥处理处置工艺方案。 2、污泥处理厂的规模、布局、面积、产品、数量、处理周期应 根据泥质处理工艺要求确定。 3、应在对污泥处理备选方案进行技术经济指标比较后,确定最 佳方案。技术经济比选应符合因地制宜、稳定可靠,经济合理,技术 先进的原则,综合评价环境效益,社会效益和经济效益。 1.6.3 、设计要求 1、污泥处置应与污水处理厂对污泥进行的前期浓缩脱水处理工 艺衔接,污泥处理处置设计应按系统工程综合考虑。 2、污泥处理厂应设置污泥堆存设施,并应采取防渗漏措施。 3、本项目工程选用污泥碳化造粒燃烧二次利用的组合处 理处置工艺。 碳化污泥处理及综合利
15、用项目可行性研究报告 11 4、污泥处理厂必须按相关标准规定设置消防、防爆设施,噪声 和卫生指标应符合相关环境标准的规定。 第二章项目建设背景 2.1 、项目概述 随着社会经济发展和人民生活水平的提高,污水污泥排放量日益 增多,这些源源不断大量产生的污水污泥,已成为污染城市环境、影 响市民生活、困扰经济发展的社会问题, 如何遵循可持续发展的原则, 减少污泥排放量,化害为利,变废为宝,实现废弃有机物质的资源化 利用,选用适合当地环境条件和经济水平、具有环保、安全、经济特 点的污泥处理处置技术,从根本上实现污泥处理处置的无害化、资源 化。 本项目工程建设的目的在于落实国家建设部、环保部、科技部联
16、合制定、发布的城建200923 号文城镇污水处理厂污泥处理处 置及污染防治技术政策和国家环境保护总局颁布实施的城镇污水 处理厂污染物排放标准(GB18918-2002) 等有关政策、 法规文件, 按 照技术政策提出的污泥处理处置技术发展方向和技术原则,完善 污泥稳定化、 无害化处理设施, 通过对污水污泥进行高温蒸馏碳化处 理,进一步降低含水率,达到稳定化、无害化的要求,并且生产有机 物质产品进行资源化利用。总体目标是在治理污染的同时,通过污泥 对土地、生态等的影响,解决污泥的最终归宿问题,实现真正意义上 的污泥零排放。 2.2 、污泥处理处置不到位的危害 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报
17、告 12 2.2.1 、污水处理中产生的副产品污泥,成分复杂,有机物和含 水率高、易腐败有恶臭,富集有大量寄生虫卵、细菌病毒等病原体, 极易造成污染源扩散、传播疾病、污染水源、土壤、空气,严重威胁 人体健康和环境安全,因此污泥有“环境杀手”之称,世界众多国家 都将污泥视为危险品。 联合国环境规划署 (UNEP )在 1985 年 12 月举行的危险废物环境 管理专家工作组会议上对危险废物做出了如下的定义:“危险废物是 指除放射性以外的那些废物(固体、污泥、液体和用容器装的气体), 由于它们的化学反应性、毒性、易爆性或其他特性引起或可能引起对 人类健康或环境的危害, 不管它是单独的或与其他废物混
18、在一起不管 是产生的或是被处置的或正在运输中的,在法律上都称为危险废物。 ” 1984 年联合国环境规划署把危险废物的污染危害列为全球性环境问 题之一。 2.2.2 、对污水进行处理,其目的是为了削减COD ,治理环境污染, 但若忽视污泥处理处置或处理处置不到位,就会变成一次污染大转 移,将通过各种途径污染土壤、水源、大气甚至食物链。污泥在污染 环境后,最终仍需进行二次治理,其治理成本将更加昂贵,污染治理 的范围更为广泛, 技术难度更大, 国家污染减排的实际效果将大大缩 水,环境保护的最终目标将难以实现。 2.2.3 、侵占良田绿地,污染土壤污染水源 污泥排放后, 如果不能对其进行有效处理处置
19、,则首先需要占地 堆放,排放堆积的数量越大,占地越多,污泥的大量长期堆放,不但 有碍观瞻,而且臭气、有害昆虫、致病生物密度增大,严重影响环境 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 13 卫生状况, 还会影响周围企业的生产工作和居民的生活质量。更有甚 者,污泥堆置或转移过程中,其中的有害组分容易污染土壤,人与污 染的土壤直接接触,或食用此土壤上种植的蔬菜、瓜果、都有可能致 病。污泥或被污染土壤中的病原微生物,随天然降水再次变成污水, 其中的有毒有害物质极易渗入土壤,对环境安全和人身健康造成危 害。 2.2.4 、粉尘污染 排放后堆置的污泥会通过下列途径扩散污染,污泥经风吹日晒干 化后形成的细
20、粒粉末、 污泥中有机物的分解以及污泥释放出的有害气 体, 都可加重大气粉尘污染, 干化的污泥堆体如遇到四级以上的风力, 灰尘飞扬可达数百米,沙尘暴来临时,污泥粉尘被裹携其中,将飞散 的更远,对环境的污染更为严重。 2.2.5对环境安全的严重威胁 露天堆放和填埋的污泥,由于有机组分的分解容易产生沼气,一 方面沼气中的氨气、硫化氢等的扩散,会产生恶臭,另一方面沼气的 主要成份甲烷是一种温室气体,其温室效应是二氧化碳的21 倍,而 甲烷在空气中的含量达到5% 以上时,很容易引起燃烧,发生爆炸对 生命安全造成很大威胁。 污泥、垃圾中的有机物经过微生物分解腐化产生大量的沼气,由 于填埋场未进行防渗处理,
21、四周土地疏松,容易通风透气,造成沼气 通过土层扩散室内并且大量富集,导致遇明火发生燃烧爆炸。 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 14 2.2.6 、污泥堆积容易产生甲烷气体,甲烷扩散后将大量消耗地球大 气空间平流层的臭氧, 使宇宙照射到地球上的紫外线增加,极易诱发 各类疾病,严重影响人类的健康和生存。 2.3 、污泥处理的目的 1、确保污泥处理的效果,防止二次污染 污泥是城市污泥处理过程中的伴生物,含有大量有机质和病原微 生物,含水率高、易腐烂、有恶臭。未经处理的污泥任意堆放,会严 重污染土壤和水环境, 危害农作物和人类健康,造成严重的二次污染 和新的环境危害。 2、使容易腐败发臭的有
22、机物稳定化 污泥的稳定化, 是通过好氧高温堆肥发酵处理,使污泥中的有机 物降解不再因环境温度变化而腐败发臭,达到稳定化的目的, 避免环 境的二次污染。 3、使有毒有害物质得到无害化处理 污泥的无害化处理, 是通过废橡胶、 生活垃圾在蒸馏过程中产生 的余热,给污泥进行碳化,将污泥高温灭菌和高温碳化,使污泥达到 燃料的标准。 4、使有机物质得到综合利用,化害为利 在处理污泥的同时, 将污泥作为一种再生利用的生物资源,实现 化害为利、循环利用、保护环境的目的。 总之污泥处理和处置的目的是减量化、稳定化、无害化、资源化, 其中减量化、稳定化是前提,无害化是核心,资源化是目标。 2.4 、工程建设理由
23、碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 15 2.4.1 、当前我国城镇污水处理处置是环境保护的迫切需求 过去大中型污水处理厂一般设计采用国外的厌氧中温消化工艺 处理污泥,基本上可以满足污泥稳定化、减量化的要求,但是污泥厌 氧中温消化工艺复杂、处理设施多、设备要求高(大部分设备为进口 设备) 、建设投资大、运行成本高,因此在实际应用上受到限制阻碍, 大量的中小型污水处理厂在设计建设中一般只采取污泥浓缩和脱水 处理措施,处置方式也只能是外排或填埋。 由于以上原因, 目前我国绝大多数中小型污水处理厂和部分大中 型污水处理厂缺少污泥稳定化和无害化处理设施,无法对污泥进行稳 定化无害化处理, 生污泥
24、经过浓缩、 脱水处理后只能临时堆置或外运 填埋,其后果是不仅占用了大量土地,而且臭气、蚊蝇、渗滤液等严 重污染周围环境和影响人身健康,因此迫切需要选择一种环保、安全、 经济的污泥解决方案。 2.4.2 、项目技术体现时代特征 最近党中央提出 “要把建设生态文明,推进绿色增长作为政府调 控经济的基本取向” ,按照这一要求选择本项目技术,应使项目建设 与时代精神同步。 现对我国已经推广应用的污泥终端处理技术,从节 能、低碳经济、循环经济以及经济性等方面做一简要分析: 1、通过专业部门的资料证实,目前我国污泥标准化卫生填埋的 费用是 200 元/ 吨,燃煤电厂掺烧的补贴为300 多元/ 吨,热能干化
25、的 成本为 400 元/ 吨(以上均为湿污泥) ,如此巨大的运行费用、投资非 一般地方政府所能承担。 经济性决定了焚烧、 填埋、干化这些耗能型、 高投资型污泥处理处置方式不适合我国目前作为发展中国家的国情。 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 16 2、减量化是国家技术政策对污泥处理处置的一个要求,实际上 减量化概念还应包括对污泥处理过程减少资源消耗的要求,具体来说 不能为了达到污泥整体的减量而消耗大量的能源,反而提高二氧化碳 温室气体排放,造成新的环境污染,这里有三笔帐可算: (1) 、热能干化污泥,每处理一吨干污泥要消耗一顿5000 大卡 煤,约排放 2 吨温室气体。 (2) 、 目
26、前我国消耗能源要和万元GDP 中的能源消耗进行直接挂 钩,也就是说以消耗大量能源的方式处理污泥,实际上是在消耗GDP , 经换算用耗能很高的技术方式处理80% 含水率的污泥,将每吨直接消 耗掉 1148.5 元的 GDP 。2010年我国污泥排放量达到3000 万吨,如全 部采用耗能干化方法处理污泥,则要每年消耗GDP100多亿元。 用本项目技术与热能干化处理污泥方法进行比较,可以减少 94.8%的二氧化碳排放量。 可见用本项目方案技术结合废橡胶碳、 生活垃圾碳处理污泥, 具有节能低碳显著特点,符合全球温室气体减 排大趋势,有助于完成我国向世界宣告的到2020 年二氧化碳减排 40%-45%
27、的庄严承诺。 2.4.3 、本项目技术、安全、环保、经济、先进、实用. 随着现代生物技术的融入和高效机械的组合,污泥碳化技术和装备得 到优化配置,污泥碳化蒸馏工艺系统及关键技术进一步改进和完善。 在国家大力实施生态文明, 低碳经济、循环经济战略目标的大趋势下, 污泥碳化蒸馏技术将逐渐替代其他技术,成为污泥处理处置工艺的主 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 17 流, 尤其在占我国绝大多数的中、 小型污水处理厂中将成为首选对象。 污泥碳化蒸馏技术节能、低耗、无残渣、零排放、全回收,无二次污 染,工艺实用,操作方便,机械化程度高. 污泥与废橡胶碳、生活垃 圾碳蒸馏后, 通过设备造粒, 所产
28、生的燃料热卡达到7000 大卡以上, 如果能在国家政策导向的支持下,能够取代煤炭燃料, 形成巨大市场, 碳化污泥将会供不应求,尤其在生态建设任务繁重而紧迫的西北地 区,碳化污泥产品的市场更为广阔。 鉴于上述特点和优势, 碳化污泥正在成为污泥处理处置的主要方 式之一,值得投资投产。污泥治理是当下刻不容缓的解决事项。 2.4.4项目技术为国家技术政策和管理行业倡导、鼓励和支持 1、2000 年建设部、环保总局与科技部联合发布的城市污水处 理及污染防治技术政策明确规定:“日处理能力在10 万 m3以下的 污水处理设施产生的污泥,可进行污泥处理和综合利用。” 2、国家国民经济和社会发展第十一个五年计划
29、纲要明确提 出“发展循环经济体系,加强污泥资源化利用。” 3、国家主席令(第四号)公布的中华人民共和国循环经济促 进法第四十一条规定 “县以上人民政府应当支持企业建设污泥资源 化利用和处置设施,提高污泥综合利用水平,防止产生再次污染”。 4、 城镇污水处理厂污泥处置及污染防治技术政策 建设部建城 200923 号(2009 年 2 月 18 日发布) 有关主要规定摘录如下: 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 18 (1) 、 污泥处理处置的目标是实现污泥减量化、稳定化和无害化; 鼓励回收和利用污泥中的能源和资源。坚持在安全、 环保和经济的前 提下实现污泥的处理处置和综合利用,达到节能减
30、排和发展循环经济 的目的。(第一条五款) (2) 、国家鼓励采用节能减排的污泥处理处置技术;鼓励充分利 用社会资源处理处置污泥;鼓励污泥处理处置技术创新和科技进步; 鼓励研发适合我国国情和地区特点的污泥处理处置新技术、新工艺和 新设备(第一条七款) 5、 国家环境保护技术发展报告(2008 版) (中华人民共和国 环境保护部科技标准司、中国环境保护产业协会合编) 该报告在 “污泥处理处置技术中” 、 “把污泥碳化和污泥制燃料物 值” 、 “为有效实现污泥处理资源化目标,开发高效环保的碳化技术以 及相应的技术、 恶臭污染物生物处理技术和重金属生物去除或纯化技 术”列入城镇污水处理处置发展重点内容
31、,本项目技术完全符合上述 政策导向和技术规范, 其污泥处理处置技术发展理念,具有一定的先 进性、前瞻性。 2.5 、污泥处理处置目标 污泥处理是过程, 污泥处置才是目的。 污泥处置最为环保、 安全、 经济的方式就是生物资源循环利用。污泥资源利用处置方案是将污泥 的处理处置、污泥碳化产品的市场营销连为一体,系统解决。污泥处 理的目的是在稳定化和无害化的基础之上,实现污泥的资源化利用。 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 19 第三章项目建设条件 3.1 、用地说明 我公司此次污泥处理处置用地XXX ,本项目工程无须另行征地建 设。 3.2 技术依托单位概况 公司介绍公司是一个专业化、产业化
32、、市场化的综合性 水科技企业集团 近年来,我公司实行强强联手,共谋发展,相互取长补短,发挥各 自优势,扩大技术实力,不断提高市场竞争力和强化各自的优势。先后 与青岛裕盛源橡胶有限公司、 青岛鑫佳源环保科技有限公司等单位建立 了战略合作伙伴关系。 通过“轮胎再制造生产线” 、 “再生胶生产线” 、 “废旧能源蒸 馏生产线”等项目的实施,对废橡胶、生活垃圾处理的碳进行了 较为深入地研究,取得了大量技术成果,达到国内领先水平,可 为本项目实施提供检测技术方面的有力支持。 第四章项目工程建设方案 4.1、 污泥处理处置技术政策题解 根据 2009 年 2 月国家建设部、 环保部、科技部联合发布的 城
33、镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策第三章第一条 “污泥处置技术路线”规定:污泥处置是指处理后污泥的消纳过 程,处置方式有土地利用、 填埋、建筑材料综合利用等。根据技 术政策第四章第一条污泥处理技术路线规定:污泥处理是指污 泥浓缩、调理和脱水等实现污泥减量化的常规处理工艺基础上, 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 20 根据污泥污泥处置要求选择适宜的污泥处理技术路线。 4.2、项目建设原则 污泥处理处置是城镇污水处理系统的重要组成部分。污泥处理处 置应遵循源头削减和全过程控制原则,根据污泥最终安全处置要求和 污泥特性, 选择适宜的污水和污泥处理工艺,实施污泥处理处置全过 程管理。
34、污泥处理处置技术政策第一章四条. 4.3、项目建设目标 污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化; 鼓 励回收和利用污泥中的能源和资源。坚持在安全、 环保和经济的前提 下实现污泥的处理处置和综合利用,达到节能减排和发展循环经济的 目的。 污泥处理处置技术政策第一章五条. 4.4、项目技术选择取向 本项目污泥碳化处理处置工程,采用国家鼓励的节能减排污泥处 理处置技术, 充分利用社会资源处理处置污泥,坚持污泥处理处置技 术创新和科技进步, 污泥处理处置规划符合城乡规划,并结合当地实 际与环境卫生、园林绿化、土地利用等专业规划相协调。具体采用无 害化处理技术对本厂污泥进行处理处置,以在治
35、理污染、 保护环境的 同时,实现资源化循环利用。 第五章项目工程总体设计 5.1 、污泥量预测 城市污水处理厂经浓缩脱水排放的污泥量,按处理污水量除去生 物耗氧量( COD )和化学耗氧量( BOD )折算出理论污泥排放量,再以 经浓缩、脱水后的污泥含水率进行修正。目前该厂一期工程日处理污 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 21 水量为 4 万 m 3, 每天产生干污泥约 6.5 吨左右,出厂时含水率为75% 80%的湿污泥约为20m 3,远期日污水处理量为 8 万 m 3,日湿污泥排量 为 30m 3(含水率 75% 80%) ,以此为项目工程污泥处理量依据:项 目工程的污泥处理量为
36、30m 3/d 。 5.2 、污泥泥质 按照 CJ247-2007 城镇污水处理厂污泥泥质标准 污泥泥质基本控制项目和限值为: PH值: 510、含水率 80%、粪大肠菌群值 0.01 细菌总数 MPN/kg干污泥 10 8 重金属:镉、汞、铅、铬、砷、铜、锌、镍,符合GB18918-2002 规定 矿物油、挥发酚、总氰化物符合CJ/T221 规定 5.3 、项目工程建设厂址 本项目工程建设厂址选择在XX ,此地段东面与厂区外的开阔林 地相接,南 XX毗邻,西为 XX,硬质水泥路面直通污泥排放车间,距 离约 500 米,污泥转运便利,该厂址座落于厂区的东南方,处于下风 口位置,污泥恶臭排放不影
37、响厂区内污水处理生产线运行,无影响环 境安全及人身健康之虞,其特点: 1、位于城市下风向 2、硬质路面可直达污泥排放车间,污泥及产品运输便利 3、处理处置后的污泥有其固定的存储地点及出路 4、本项目工程建设不占农田、不影响交通. 5.4 、污泥处理处置主要技术比较与选择 目前国内外广泛采用的城市污水污泥处理方式主要有:卫生填 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 22 埋、高温堆肥、焚烧及综合处理等。由于受经济发展水平、自然条件 以及传统习惯等因素的影响,很难有统一的模式, 但最终都是以无害 化、稳定化、资源化为处理目标,其污染处理主要方式及发展趋势如 下: 1、污泥填埋 世界各地的污水、
38、 污泥往往与城市垃圾混合填埋,不但需要占用 大量的土地, 而且选择适合填埋的场所越来越有限,因而限制了填埋 法的发展。据美国环保局估计, 未来十几年有近80%的填埋场将关闭。 在我国对源源不断产生的污泥进行填埋,征用土地将是经济发达地区 和人口稠密城市的一大难题,另外填埋场建设及渗滤液处理费用十分 高昂,对本来就艰难运行的污水处理厂则是雪上加霜,因此污泥的填 埋,将被环保、经济、安全的污泥处理处置方式所取代是大势所趋。 2、污泥焚烧 城市污泥中含有大量的有机物,焚烧后的残渣可以实现稳定化, 体积减少 60%,有利运输和最终处理,但也存在以下问题: 在能源不断上涨的情况下,费用成为污泥处理企业不
39、堪忍受 的重负,据介绍,绍兴市污水处理厂每天产污泥200吨,如果采用发 达国家的污泥焚烧方式处置,烧一吨污泥,上海需要160 元,江苏需 要 200 元,广州污泥焚烧后制砖的费用是195 元/吨。昂贵的费用非 一般企业可以承受。 污泥焚烧过程中会产生各种大气污染物,如氮氧化物、二噁 英、硫化物、飞灰等,将造成严重的二次污染,是社会公众反应最为 强烈的问题。能源消耗更不符合发展低碳经济的先进理念和时代趋 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 23 势。 污泥的热处理技术除了焚烧之外,还有干化、烧结、热解、 熔解等,但大多处于试验示范阶段推广应用尚需时日。 5.5、污泥处理处置技术方案的确定
40、根据国家城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策 规定要求:应“坚持在安全、环保和经济的前提下实现污泥的处理处 置和综合利用,达到节能减排和发展循环经济的目的,” 根据 海港开发区 地理位置、环境条件,采取填埋、焚烧方式处理 处置污水污泥, 显然不符合当地的现实情况。污泥通过蒸馏余热碳化 技术和生产工艺具有节能、环保、安全、经济的特点,是适合海港开 发区经济发展模式和环境条件的污泥无害化处理、资源化利用技术。 本项目工程所制污泥碳化产品,为海港开发区 建设生态文明、 发展现 代工业所需要。化害为利、变废为宝,实现资源化利用,发展循环经 济,促进社会经济可持续发展。 第六章污泥处理处置技术方
41、案论述、设计 6.1、污泥碳化技术的可行性论证 6.1.1、污泥碳化技术的现状及进展 由于目前我国的城市污泥处理处置在众多的污水处理厂空缺,污 泥成为潜在的污染源, 给环境安全和人体健康造成严重威协。导致这 一状况的形成,除了传统观念造成的“重水轻泥”倾向以及政策、监 管缺失等因素外, 另一个重要原因是污泥碳化处理技术,特别是适合 我国国情和地区经济水平、 环境条件的污泥碳化处理处置系统技术严 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 24 重缺乏。国家污泥处理处置技术政策为污泥处理和最终处置的技 术选择及其工程设施的规划、设计、建设指明了路线原则和发展方向。 1、污泥碳化物料预处理调质设备
42、污泥具有高亲水性, 污泥水分与污泥中的固相颗粒有很强的结合 力,粘性大,与辅料混合难分散,不易均匀,用常规的混合、搅拌机 械对污泥进行预处理, 存在效率低、 耗能高、调质效果不理想等问题, 因而成为污泥碳化技术的瓶颈。在污泥碳化中, 物料调质预处理的工 作量比重,要占到碳化生产全过程工作量的80以上,因而是碳化 生产的关键工艺,这与食品、制药等的生产工艺流程完全相似。青岛 裕盛源橡胶有限公司自主研发的多功能物料调质机,在进行污泥物料 预处理时,可将破碎、分散、搅拌、混合、均质、脱水(污泥颗粒层 间的吸附水)、接种等多道工序在一台设备内一次完成,为其后的高 温碳化及产品的深度制造提供了良好的环境
43、条件,大大缩短了碳化时 间,节能、省工、降低成本、节约投资等优势特点充分体现。物料预 处理调质机械做为碳化核心设备的研制成功,为解决我国污泥碳化装 备不足提供了成功范例,为我国污水污泥实现无害化处理、资源化利 用及碳化高效、节能、低成本、工厂化生产找到了一条有效途径。 2、污泥碳化集成配套技术 污泥碳化集成配套技术系统包括碳化前处理工艺中的物料调质 技术,蒸馏中的除臭组合技术,重金属消解技术以及污泥碳化产品的 延伸开发和市场综合应用配套技术。 (1) 、除臭组合技术 污泥水分和有机质含量高、有恶臭,是碳化生产过程中影响环境 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 25 的主要因素,本技术采用
44、物理、化学、生物组合方法对污泥恶臭进行 降解、吸附、分散、氧化,并实现全程除臭,终端碳化产品散发森林 土气息,符合国家标准。 (2) 、重金属消除技术 本项目利用污泥碳化转化产生的腐质殖对污泥中残存的重金属 进行螯合,以及通过功能性矿物环境材料的吸附、钝化、微生物降解 抑制其生物有效性, 改变其存在形态。 为了进一步有效控制污泥碳化 产品中的重金属对土地利用的影响,还对污泥及辅料等进行产前质量 检测,通过原料源头控制及碳化发酵处理,实现对重金属的全程控制 以保证污泥碳化产品的土地安全利用。 (3) 、污泥碳化产品的延伸开发技术 我国城镇污水厂每年排放的湿污泥将达到3000 万吨,对其进行 资源
45、化利用是一宗宝贵的财富,因此延伸开发碳化产品,提升其附加 值,实现污泥碳化生产的规模化、产业化,扩大其市场空间势在必行。 6.2 、本项目技术实施后达到的经济技术指标 6.2.1、项目投资较国内外现有工艺设计造价降低1/21/3。 6.2.2、由于采用碳化产品免烘干工艺,节能显著,单位成本每吨 降低 200 元以上。 6.2.3、生产周期按技术规定要求缩短约1/3。 6.2.4、由于生产周期缩短、设备高效、工艺先进等因素,生产场 地、构建筑物及用工减少1/31/2. 6.2.5、 由于本项目是通过废橡胶和生活垃圾在蒸馏过程中产生的 余热和甲烷,通过管道给污泥碳化,将污泥高温灭菌和高温碳化,使
46、碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 26 污泥能达到燃烧的标准,产品主要指标大大高于国家标准。 6.3、本项目技术的创新点 理论创新 本项目成功把握了利用污泥碳化技术不外加能源、零排放、全回 收、无二次污染、资源化利用特点,对污泥进行高效、节能、低成本 处理的这一关键点, 有效解决了目前城市污泥处理中地区经济水平与 投资门槛、 技术壁垒与普及推广、污染治理与资源循环再生利用的矛 盾和难题,项目符合国家污染减排,发展低碳经济,建设生态文明的 政策导向, 依靠高端设备的局面,实现符合国情具有地区特色创新工 艺的推广应用,提供了理论根据。 应用创新 由于生产设备及综合工艺的实用、高效,所制作的
47、碳化产品,质 量优异,燃烧值显著,为延伸开发新型污泥碳化产品,提高附加值, 扩大市场空间, 调整产业结构, 促进城镇污水污泥处理步入市场化轨 道,提供了有利条件,显示了科技创新的作用和价值。 技术创新 本项目结合了废橡胶、生活垃圾在蒸馏过程中产生的余热,利用 余热将污泥进行高温碳化,达到灭菌、烘干,解决二次污染,达到二 次完全利用的社会效应,体现了技术创新和工艺创新的效应。 6.4、污泥碳化工艺说明 需碳化的污泥由螺旋送料机定量连续送入干化机的加料口,污泥 进入干化机后通过桨叶的转动使污泥翻转、搅拌,不断更新加热介面, 与机身和桨叶接触充分加热,使污泥所含的水分蒸发,同时污泥岁桨 碳化污泥处理
48、及综合利用项目可行性研究报告 27 叶轴的旋转成螺旋轨迹向出料口方向输送,在输送中继续搅拌及蒸发 水分,干化污泥由出料口排出,污泥的整个干化过程在封闭状态下进 行,产生的臭气通过负压抽吸至臭气处理装置,避免环境二次污染。 采用防粘结设计,转动部件采用防粘结结构设计,防止物料粘结、减 少机械功率, 楔型桨叶传热面具有自清洁功能。物料颗粒与楔型面的 相对运动产生洗刷作用,能够洗刷掉楔型面上附着物料。系统流程: 污泥:污泥斗-进料螺旋输送机-热干化机 -出料水平输送机- 倾斜输送机 -储槽或装袋外运。 6.5. 设备特点 1.热量利用率高 污泥干化机采用传导加热方式进行加热,所有传热面均被物料覆盖
49、并且不断更新热面, 桨叶保持着高效的传热功能。同时由于两轴桨叶 反向旋转,交替地分段压缩(在两轴桨叶面相距最近时)和膨胀(在 两轴桨叶面相距最远时)搅拌功能,传热均匀,提高了传热效果。 2 臭气量最少 在不同种类热热干化系统中,干化机系统产生臭气量少,主机仅需 补充少量热空气用来带走蒸发水分,减少了后续处理的臭气量,同时 从热干化机开始至干泥出料结束的整个运行流程中,系统在微负压状 态运行,臭气不外溢,防止过程二次污染。 安全性 粉尘浓度低 : 干化过程不是采用热风加热而是接触传导加热方式,通过空气加热器 补充的少量空气是用来带出蒸发的水分,由于补充的气量小所以干化 主机内气体流速低, 被气体挟带出的粉尘少。干化产生的臭气经过旋 碳化污泥处理及综合利用项目可行性研究报告 28 风与水洗二道除尘及降温,再进入后续臭气处理系统。 臭气含氧浓度低: 干化机设有含氧量控制系统,系统处于贫氧环境, 不存在爆炸可能性, 真个系统安全性高。 6.6 、污泥碳化后的利用 选择合适的方式, 科学合理的处理处置与利用城市污水污泥,是 环境保卫领域中丞待解决的问题之一,污泥来源广,产量大,经过碳 化高温处理的污泥,热卡达到700
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