水务一体化背景下杭州市污泥处理处置规划研究
发布时间:2024-12-16 17:02:50 来源:中国给水排水 作者:本站编辑 浏览次数:

张亚朋,本科,高级工程师,从事市政基础设施规划研究工作。





经过多年的建设与发展,我国已基本建成了较完整的污泥处理处置体系。但总体来说,各类污泥无害化处置、资源化利用的水平还相对落后,重水轻泥的倾向仍然存在。在十四五的开局之年,杭州市水务主管部门全力推进水务一体化、一张网改革,旨在通过集团化运作方式,建立与经济社会发展相协调的水务运营管理体系;改革内容除水源保障、供排水系统优化外,也着眼于城镇污泥处理处置及智慧水务建设等。

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杭州市污泥处理处置现状及问题研判

1.1 处理处置现状
1.1.1 污泥特征分析
城镇污泥的来源一般包括给水厂产生的污泥(简称给水厂污泥)、城市污水处理厂产生的污泥(简称污水厂污泥)、城市排水管渠产生的污泥(简称排水管渠污泥)以及河湖水体的淤泥,因主要面向水务建设管理,研究内容聚焦于前3类污泥。给水厂污泥的来源主要是沉淀池排泥水和滤池反冲洗排水;污水厂污泥是污水处理厂日常运行中产生的剩余污泥,包括二级污水厂的混合污泥和一级污水厂的初沉污泥等;排水管渠污泥指沉积在排水管渠及附属构筑物内的泥砂和其他物料的总称。
 
给水厂污泥成分主要是原水中的有机物、无机物、重金属等杂质以及水处理中投加的混凝剂。杭州市主城区的给水厂污泥一般经浓缩脱水处理,含水率降至60%70%后外运处理。临平、余杭区的给水厂污泥目前仅经初步脱水,或未经脱水外运处置。
 
由于多数污水厂进水中含有工业废水,部分重金属含量超过规范限值,目前杭州市城镇污水厂污泥较难农用或其他形式的土地利用。重金属含量较高的污水厂主要集中在余杭区、临平区、钱塘区的工业片区以及富阳、临安等区工业用地相对集中的区域,如临安的太阳镇污水厂污泥中镍(Ni)含量较高,与该厂电镀、五金行业工业废水进水占比偏高有关;高虹镇污水厂污泥的汞(Hg)含量较高,是因为高虹镇为节能灯制造基地。杭州市多数城镇污水厂污泥的热值为627910465kJ/kg干基污泥;指征污泥有机物含量的挥发性悬浮固体(VSS)含量偏低,大部分污泥的VSS低于0.50g/gSS,泥砂含量偏高,不利于污泥堆肥及厌氧消化产能的资源化利用。
 
排水管渠污泥包括污水、雨水管网以及合流制管网清掏的污泥等,其组分主要为水和矿化颗粒物混合物,有机烧失量含量占总干基污泥量的10%30%,沉积物中含有重金属等有害物质,也有道路降尘、垃圾以及建筑工地排放的泥浆等。
 
1.1.2 处理处置方式及去向
目前,杭州市的污泥处理处置呈现区域不均衡的态势。杭州市主城区、萧山区等区域的给水厂污泥经脱水处理后外运,处置去向主要为制作建筑工程临时用砖;临平区、余杭区给水厂污泥去向为周边村镇低洼地带的绿化覆土及砖厂制砖等;临安区水厂排泥水主要通过生态湿地进行生态处理;淳安及建德境内的现状水厂排泥水直接排入市政污水管网。
 
截至2020年,杭州市主要城镇污水厂的处理规模约345×104m3/d,初步脱水污泥产量约3836t/d,无害化处置率基本达到100%。市区污水厂污泥多数在厂内初步脱水后,送至热电企业进行干化焚烧。全市工业企业自备污水处理能力约17×104m3/d,产生初步脱水污泥约344t/d,无害化处置率达96.5%。杭州市主要的污水厂污泥处理处置单位有杭州蓝成环保能源公司、杭州环兴污泥处理公司、临安华旺热能公司等,具体布局见图1


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2 污泥处理处置一体化示意


2.1.2 分类处理处置思路
对于给水厂污泥,明确供水能力在一定规模以上的水厂必须对污泥进行处理,禁止排泥水直接排放水体。新建给水厂污泥资源化利用厂,在处理处置给水厂污泥的同时,辅助处理部分雨水管网污泥及环境配水预处理厂污泥。给水厂污泥是以黏土细粒土为主的聚合物,有机物含量低,经脱水干化及再生处理后可以广泛用于建筑材料、水泥原料及园林绿化等方向。
 
对于污水厂污泥,将其处理后纳入固体废弃物处理体系统筹考虑,重点依托杭州市数座规划循环经济园区,形成焚烧处理为主体、生物及其他处理为补充的处理处置体系。由于混合焚烧无法回收磷,规模较大的集中式污泥焚烧设施应采用单独焚烧工艺。污水厂污泥焚烧产物中的炉渣作为一般固废进行填埋或者建材利用,飞灰作为危险废物送至危废处理厂处置。对于进水单一、污泥质量较好的乡镇污水处理厂,可采用好氧堆肥、厌氧消化等就地稳定化的处理方式。
 
对于排水管渠污泥,需加快推进规范化处置,按照预处理及回收利用联合处理的技术路径试点开展排水管渠污泥处理站的建设。
 
各类污泥处理处置思路见图3


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式中:S为污泥干固体含量,mg/LSS为原水中悬浮固体含量,mg/LC为去除的色度,度;A为铝盐的投加量(以Al2O3计),mg/LF为铁盐的投加量(以Fe计),mg/La为原水浊度与SS的换算关系,一般可取2T为原水浊度,NTU
 
杭州市主要水源包括钱塘江、千岛湖及东苕溪等,根据主城区部分水厂原水相关水质指标及混凝剂投加量指标(见表1),经式(1)计算,可得在千岛湖水源工程通水后,以千岛湖为主水源、以钱塘江为辅水源的给水厂污泥干质量指标约0.20 t/104m3


1 杭州部分给水厂原水相关指标

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由表2可知,千岛湖供水工程通水后,城市给水厂产泥率大幅下降,但是千岛湖水源可供规模无法完全满足城市远期用水需求,因此给水厂污泥产率应留有一定余量。
 
 污泥产量指标确定
综合上述两种方法,确定各给水厂污泥干质量产率指标为0.20~0.45 t/104m3
 
根据《杭州市给水工程专项规划》,杭州市规划水厂近期(2025年)、远期(2035年)及远景供水规模分别达711×104963×1041 065×104m3/d,结合水厂规划布局,对不同水源的水厂采用适宜的污泥指标,以确定污泥产量。经测算,杭州市规划水厂近期产生干质量污泥237t/d,远期为346t/d,远景为384t/d;折合含水率60%的污泥产量分别为593866959 t/d
 
2.2.2 污水厂污泥
采用单位污水处理量的污泥固体产率对污泥产量进行估算,选取杭州市各区县污泥统计资料较齐全且污泥含水率在80%左右的污水处理厂,进行本地污水厂污泥产量的分析,结果见图4。可知,杭州市污水处理厂80%含水率的初步脱水污泥产率约为6~12t/104m3

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03

结论

在水务一体化改革的背景下,除需加强对污水厂污泥的处理处置外,还应同时开展对给水厂污泥及排水管渠污泥处理处置的研究。对于各类城镇污泥处理处置的一体化统筹,重点强调在项目选址建设上,实现各类污泥的一体化统筹;在服务范围上,实现跨行政区和城乡均衡的区域一体化统筹;在处理工艺和处置方向上,实现污泥与其他固废处理处置体系的一体化协同等。同时,还应建设一体化的污泥处理处置信息化管理平台,统一调配全市污泥的运输、处理及处置。总之,通过水务一体化改革的系列举措,切实提升污泥处理处置能力和水平。


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