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(试行)

污水处理厂二次污染防治技术

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HJ-BAT-002

环 境 保 护 技 术 文 件

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(试行)

Guideline on Best Available Technologies of Pollution Prevention and Control

for Treatment and Disposal of Sludge from

Municipal Wastewater Treatment Plant（on Trial）

环 境 保 护 部

2010年2月

污水处理厂二次污染防治技术

目 次

前言..................................................................................Ⅲ 1 总则.................................................................................1 1.1适用范围...........................................................................1 1.2术语和定义.........................................................................1 2 城市污水污泥.........................................................................1 2.1污泥的特性及危害...................................................................1 2.2污泥处理处置技术...................................................................1 3 污泥预处理及辅助设施.................................................................1 3.1工艺原理...........................................................................1 3.2工艺流程及产污环节.................................................................2 3.3污泥产生量及计量...................................................................2 3.4污泥预处理工艺类型.................................................................3 3.5消耗及污染物排放...................................................................3 3.6污泥脱水新技术.....................................................................3 4 污泥厌氧消化技术.....................................................................4 4.1工艺原理...........................................................................4 4.2工艺流程及产污环节.................................................................4 4.3污泥厌氧消化工艺类型...............................................................4 4.4消耗及污染物排放...................................................................5 4.5污泥厌氧消化前处理新技术...........................................................5 5 污泥好氧发酵技术.....................................................................5 5.1工艺原理...........................................................................5 5.2工艺流程及产污环节.................................................................6 5.3污泥好氧发酵工艺类型...............................................................6 5.4消耗及污染物排放...................................................................6 6 污泥土地利用技术.....................................................................7 6.1工艺原理...........................................................................7 6.2工艺流程及产污环节.................................................................7 6.3污泥土地利用工艺类型...............................................................7 6.4消耗及污染物排放...................................................................8 7 污泥焚烧技术.........................................................................9 7.1工艺原理...........................................................................9

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7.2工艺流程及产污环节.................................................................9 7.3污泥焚烧工艺类型...................................................................9 7.4消耗及污染物排放..................................................................10 7.5污泥焚烧新技术....................................................................11 8 污泥处理处置污染防治最佳可行技术....................................................11 8.1污泥处理处置污染防治最佳可行技术概述..............................................11 8.2污泥预处理污染防治最佳可行技术....................................................11 8.3污泥厌氧消化污染防治最佳可行技术..................................................12 8.4污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术..................................................15 8.5污泥土地利用污染防治最佳可行技术..................................................17 8.6污泥焚烧污染防治最佳可行技术......................................................18 附录A.................................................................................21

污水处理厂二次污染防治技术

前言

为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》，加快建设环境技术管理体系，确保环境管理目标的技术可达性，增强环境管理决策的科学性，提供环境管理政策制定和实施的技术依据，引导污染防治技术进步和环保产业发展，根据《国家环境技术管理体系建设规划》，环境保护部组织制定污染防治技术政策、污染防治最佳可行技术指南、环境工程技术规范等技术指导文件。

本指南可作为城镇污水处理厂污泥处理处置项目环境影响评价、工程设计、工程验收以及运营管理等环节的技术依据，是供各级环境保护部门、设计单位以及用户使用的指导性技术文件。

本指南为首次发布，将根据环境管理要求及技术发展情况适时修订。 本指南由环境保护部科技标准司组织制订。

本指南起草单位：北京市环境保护科学研究院、清华大学、机科发展科技股份有限公司、山西沃土生物有限公司、杭州环兴机械设备有限公司。

本指南由环境保护部解释。

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1 总则 1.1适用范围

本指南中污泥是指在城镇污水处理过程中产生的初沉池污泥和二沉池污泥，不包括格栅栅渣、浮渣和沉砂池沉砂。与城镇污水性质类似的污水在处理过程中产生的污泥，其处理处置可参照执行。列入《国家危险废物名录》或根据国家规定的危险废物鉴别标准和方法认定的具有危险特性的污泥，应严格按照危险废物进行管理，不适用本指南。 1.2术语和定义 1.2.1最佳可行技术

是针对生活、生产过程中产生的各种环境问题，为减少污染物排放，从整体上实现高水平环境保护所采用的与某一时期技术、经济发展水平和环境管理要求相适应、在公共基础设施和工业部门得到应用的、适用于不同应用条件的一项或多项先进、可行的污染防治工艺和技术。 1.2.2最佳环境管理实践

是指运用行政、经济、技术等手段，为减少生活、生产活动对环境造成的潜在污染和危害，确保实现最佳污染防治效果，从整体上达到高水平环境保护所采用的管理活动。 2 城市污水污泥 2.1污泥的特性及危害

城镇污水处理厂产生的污泥含水率高（75%～99%），有机物含量高，易腐烂。

污泥中含有具有潜在利用价值的有机质，氮、磷、钾和各种微量元素，寄生虫卵、病原微生物等致病物质，铜、锌、铬等重金属，以及多氯联苯、二噁英等难降解有毒有害物质，如不妥善处理，易造成二次污染。

2.2污泥处理处置技术 2.2.1污泥处理技术

城镇污水处理厂污泥减容、减量、稳定以及无害化的过程称为污泥处理。本指南中污泥处理技术指污泥厌氧消化和污泥好氧发酵。由于污泥厌氧消化前需浓缩，污泥好氧发酵前需脱水，本指南将污泥浓缩、脱水列为污泥预处理技术。 2.2.2污泥处置技术

经处理后的污泥或污泥产品在环境中或利用过程中达到长期稳定，并对人体健康和生态环境不产生有害影响的最终消纳方式称为污泥处置。本指南中的污泥处置技术指污泥土地利用和污泥焚烧。 3 污泥预处理及辅助设施 3.1工艺原理

城镇污水处理厂污泥预处理是指采用重力、气浮或机械等方法提高污泥含固率，减少污泥体积，以利于后续处理与处置。污泥预处理及辅助设施主要包括污水处理系统中初沉池和二沉池的污泥存储、浓缩、脱水、输送和计量等环节的设备、构筑物和相关辅助设施。

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3.2工艺流程及产污环节

污水处理系统产生的初沉污泥和剩余污泥排入集泥池，经提升至污泥浓缩池或浓缩设备。通常规模较大的城镇污水处理厂产生的污泥在浓缩后进入消化池。经浓缩或消化后的污泥机械脱水后存储在堆放间，外运处理或处置。污泥预处理工艺流程及主要产污环节见图1。

图1 污泥预处理工艺流程及产污环节

污泥预处理过程中主要污染物为恶臭、污泥浓缩和脱水过程排放的上清液和滤液。 3.3污泥产生量及计量

城镇污水处理厂污泥产生量的计量是污泥处理处置污染防治的基础，本指南对污泥产生量和计量方法做出规定。城镇污水处理厂应在污泥产生、贮存和处理的各单元设置计量装置。 3.3.1污泥产生量

各类型污水处理工艺及相关处理单元污泥产生量的计算参见附录A。 3.3.2污泥计量

3.3.2.1初次沉淀池污泥计量

初沉池不接收剩余活性污泥时，污泥理论产生量参照附录A中公式（A-1）计算。当初沉池间歇排泥时，采用容积法计量污泥产生量，排泥量参照附录A中公式（A-8）计算。 3.3.2.2剩余活性污泥计量

设有初沉池的城镇污水处理厂剩余活性污泥理论产生量参照附录A中公式（A-2）计算。剩余活性污泥连续排放时，设置流量计计量污泥产生量；生物膜法中二沉池间歇排泥时，采用容积法计量，排泥量参照附录A中公式（A-8）计算。

不设初沉池的城镇污水处理厂剩余活性污泥理论产生量参照附录A中公式（A-4）计算。 3.3.2.3消化池污泥计量

设置计量装置计量厌氧消化池进、出泥量和沼气产量。进泥量为初沉污泥和剩余活性污泥之和，参照附录A中公式（A-5）进行计算。连续进出泥时，采用流量计计量污泥产生量，并记录累计流量。采用投配池间歇进泥时，采用容积法计量，并记录每次投泥前后投配池中污泥液位高度和每日进泥次数。

计量污泥消化池产生沼气的计量装置或仪表宜安装在消化池出气管道上，沼气计量装置应具有读取瞬时流量和累计流量的功能。

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3.3.2.4污泥的出厂计量和报告

城镇污水处理厂出厂污泥可采用地衡进行计量。城镇污水处理厂应为出厂污泥计量建立完善的记录、存档和报告制度。污泥在采用好氧发酵、土地利用及焚烧等处理处置方式时，城镇污水处理厂应采用运营记录簿（即台账）制度，并将记录结果提交相关环境保护管理部门和污泥最终处置单位。 3.4污泥预处理工艺类型 3.4.1污泥浓缩

污泥浓缩常采用重力浓缩和机械浓缩两种方法。机械浓缩包括离心浓缩、重力浓缩等方式。 3.4.2污泥脱水

污泥脱水包括自然干化脱水、热干化脱水和机械脱水，本指南中特指机械脱水。常用的污泥机械脱水方式有压滤式和离心式，其中压滤式主要指板框式和带式。 3.5消耗及污染物排放

3.5.1预处理过程中药剂及能源消耗 3.5.1.1药剂消耗

污泥预处理过程中药剂消耗主要为调理剂，常用的调理剂包括无机混凝剂和有机絮凝剂两大类。无机混凝剂适用于板框式压滤，有机絮凝剂适用于带式压滤和离心式机械脱水。无机混凝剂用量通常为污泥干固体重量的5%～20%。有机絮凝剂，如阳离子型聚丙烯酰胺（PAM）和阴离子型聚丙烯酰胺（PAM），用量通常为污泥干固体重量的0.1%～0.5%。 3.5.1.2能源消耗

离心浓缩比能耗最高。重力浓缩的比能耗通常在10 kW·h/tDS以下，仅为离心浓缩的1％。 污泥脱水阶段主要能源消耗来自脱水机械主机设备以及冲洗水、药剂添加等驱动力的消耗。板框压滤机、带式压滤机和离心脱水机的比能耗分别为15～40 kW·h/tDS、5～20 kW·h/tDS和30～60 kW·h/tDS。 3.5.2预处理污染物排放 3.5.2.1恶臭气体

污泥浓缩池硫化氢和氨气排放浓度分别为1～50mg/m3和2～20mg/m3，臭气浓度（无量纲）通常为10～60。

污泥脱水机房硫化氢和氨气排放浓度通常均为1～40mg/m3，臭气浓度（无量纲）通常为10～200。 3.5.1.2上清液和滤液

污泥浓缩脱水过程中产生的上清液和滤液（包括冲洗水）等废水中氮磷浓度较高，氨氮浓度约为300 mg/L，总磷最大浓度约为100 mg/L。 3.6污泥脱水新技术

3.6.1高压和滚压式污泥脱水机

污泥脱水新设备主要有高压污泥脱水机和滚压式脱水机。

高压脱水机的工作原理是将湿污泥（含水率87%左右）投入由高压和低压系统组成的机械挤压系统中，经过多级连续挤压，脱水污泥含水率降至30%~50%。该类型脱水机单位能耗约为125 kW·h/tDS。

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滚压式脱水机的工作原理是将湿污泥（含水率85%～99.5%）投入圆形污泥通道，通道前端为浓缩区，后端为脱水区。浓缩污泥在脱水区经深度挤压后由出口闸门排出，滤液由通道两侧栅格的出水孔排出，并由脱水机下的污水槽收集。脱水后污泥含水率降至60%~75.5%。 3.6.2水热预处理+机械脱水

水热预处理＋机械脱水指利用过热饱和高温水蒸汽对污泥进行预处理后进行机械脱水，水蒸汽使污泥中生物体的细胞壁破碎，释放结合水，并降低污泥粘滞性。脱水后污泥含水率降至50%左右。 4 污泥厌氧消化技术 4.1工艺原理

污泥厌氧消化是指在厌氧条件下，通过微生物作用将污泥中的有机物转化为沼气，从而使污泥中有机物矿化稳定的过程。厌氧消化可降低污泥中有机物的含量，减少污泥体积，提高污泥的脱水性能。 4.2工艺流程及产污环节

污泥经过浓缩池浓缩后，利用泵提升进入热交换器，然后进入厌氧消化池，在微生物作用下污泥中有机物得到降解。厌氧消化过程产生的沼气经脱水、脱硫后可作为燃料利用。消化稳定后的污泥经脱水形成泥饼外运处置。污泥厌氧消化工艺流程及产污环节见图2。

燃烧尾气

图2 污泥厌氧消化工艺流程及产污环节

污泥厌氧消化产生的主要污染物包括消化液、沼气利用时排放的尾气以及设备噪声。 4.3污泥厌氧消化工艺类型 4.3.1高温厌氧消化

经过浓缩、均质后的污泥（含水率94%～97%）进入高温（53±2ºC）厌氧消化池进行厌氧消化，有机物降解率可达40%~50%，对寄生虫（卵）的杀灭率可达99%，消化时间为10～15d。高温厌氧消化池投配率以7%～10%为宜。

该工艺的特点是微生物生长活跃，有机物分解速度快，产气率高，停留时间短，但需要维持消化池的高温运行，能量消耗较大，系统稳定性较差。

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4.3.2中温厌氧消化

经过浓缩、均质后的污泥（含水率94%～97%）进入中温（35℃±2℃）厌氧消化池进行厌氧消化。中温厌氧消化分为一级中温厌氧消化（停留时间约20 d）和二级中温厌氧消化（停留时间约10 d）。中温厌氧消化池投配率以5%～8%为宜。

该工艺的特点是消化速率较慢，产气率低，但维持中温厌氧的能耗较少，沼气产能能够维持在较高水平。

4.4消耗及污染物排放 4.4.1厌氧消化能源消耗

污泥厌氧消化的能耗主要用于维持厌氧反应温度及维持污泥泵、污水泵（进出料系统）、搅拌设备和沼气压缩机等设备运转。能耗水平取决于厌氧消化搅拌方式，搅拌强度通常为3~5W/m3。

污泥厌氧消化的电耗占城镇污水处理厂全厂用电的15%～25%；污泥加热的热耗占全厂热耗的80%以上。如污泥消化产生的沼气全部用于发电，可解决整个城镇污水处理厂内20%～30%的用电量。 4.4.2厌氧消化污染物排放 4.4.2.1沼气利用排放的尾气

沼气中甲烷含量为60%~65%，二氧化碳（CO2）含量为30%~35%，硫化氢（H2S）含量为0%~0.3%。沼气燃烧或发电会产生尾气，尾气中主要污染物为氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）和一氧化碳（CO）。 4.4.2.2消化液

消化液中化学需氧量（CODCr）浓度为300～1500 mg/L；悬浮物（SS）浓度为200～1000 mg/L；氨氮（NH3-N）浓度为100～2000 mg/L；总磷（TP）浓度为10～200 mg/L。 4.4.2.3噪声

污泥厌氧消化过程中噪声的主要来源为发电机。在未加隔声罩的情况下，国产发电机距机体1 m处噪声约110dB（A）。

4.5污泥厌氧消化前处理新技术

污泥厌氧消化前经过前处理，能够减少污泥消化的停留时间，提高产气量。污泥水热干化技术和超声波处理技术是污泥厌氧消化前处理技术中研究较成熟的两种技术。

污泥水热干化技术是指在一定温度和压力下使加热后污泥中的微生物细胞破碎，释放胞内大分子有机物，同时水解大分子有机物，进而破坏污泥胶体结构，从而改善污泥的脱水性能和厌氧消化性能。

超声波处理技术是指利用极短时间内超声空化作用形成的局部高温、高压条件，伴随强烈的冲击波和微射流，轰击微生物细胞，使污泥中微生物细胞壁破裂，进而减少消化的停留时间，提高产气量。 5 污泥好氧发酵技术 5.1工艺原理

污泥好氧发酵是指在有氧条件下，污泥中的有机物在好氧发酵微生物的作用下降解，同时好氧反应释放的热量形成高温（>55℃）杀死病原微生物，从而实现污泥减量化、稳定化和无害化的过程。

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5.2工艺流程及产污环节

污泥好氧发酵通常包括前处理、好氧发酵、后处理和贮存等过程。前处理包括破碎、混合、含水率和碳氮比的调整；好氧发酵阶段通常采用一次发酵方式；后处理主要包括破碎和筛分，有时需要干燥和造粒。污泥好氧发酵工艺流程及产污环节见图3。

图3 污泥好氧发酵工艺流程及产污环节

污泥好氧发酵过程中产生的主要污染物是恶臭气体、粉尘及滤液。 5.3污泥好氧发酵工艺类型 5.3.1条垛式好氧发酵

条垛式好氧发酵通常采用露天强制通风的发酵方式，经前处理工段处理后的混合物料被堆置在经防渗处理后的地面上，形成梯形断面的长条形条垛。条垛式好氧发酵分为静态和间歇动态两种工艺。

静态好氧发酵是指在污泥混合物料所堆放的地面上铺设供风管道系统，通过强制通风或抽气的方式为好氧发酵过程提供所需氧气。

间歇动态好氧发酵是指采用轮式或履带式等翻（抛）堆设备，定期翻堆，使混合物料与空气充分接触，保持好氧发酵过程所需氧气。

目前通常采用静态强制通风与定期翻堆相结合的条垛式好氧发酵工艺。 5.3.2发酵槽（池）式好氧发酵

发酵槽（池）式好氧发酵是指在厂房中设置若干发酵槽，槽底设供风管道和排水管道，槽壁顶部设轨道，供翻堆机械移转，定期翻堆。发酵槽（池）式好氧发酵的典型工艺为阳光棚发酵槽。

阳光棚发酵槽是指利用阳光棚的透光和保温性能，提高发酵槽内温度。发酵槽底部安装通风管道系统，通过强制通风来保证好氧发酵过程所需氧气。 5.4消耗及污染物排放 5.4.1好氧发酵消耗

条垛式好氧发酵能耗为1~7 kW·h/m3发酵产品。发酵槽（池）式好氧发酵能耗为5～15 kW·h/m3发酵产品。

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5.4.2好氧发酵污染物排放 5.4.2.1大气污染物

污泥好氧发酵微生物对有机质进行分解时产生恶臭气体，主要包括氨、硫化氢、醇醚类以及烷烃类气体。

污泥好氧发酵的翻堆和通风过程中会产生粉尘。 5.4.2.2水污染物

污泥好氧发酵过程产生的滤液中化学需氧量（CODCr）浓度为2000～6000 mg/L，五日生化需氧量（BOD5）浓度为60～4500 mg/L。

条垛式污泥好氧发酵采用露天方式时需考虑场地雨水。 5.4.2.3噪声

污泥好氧发酵过程中的噪声主要来源于前处理设备、翻堆设备和通风设备等，噪声水平为70~85dB（A）。

6 污泥土地利用技术 6.1工艺原理

污泥土地利用是指将经稳定化和无害化处理后的污泥通过深耕、播撒等方式施用于土壤中或土壤表面的一种污泥处置方式。污泥中丰富的有机质和氮、磷、钾等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素可改良土壤结构，增加土壤肥力，促进植物的生长。本指南中的污泥土地利用不包括污泥农用。 6.2工艺流程及产污环节

污泥土地利用工艺流程及产污环节见图4。

挥发性污染物和氨

图4 污泥土地利用工艺流程及产污环节

污泥土地利用过程排放的主要污染物是恶臭气体和粉尘。污泥中重金属、病原体等也会造成环境问题。

6.3污泥土地利用工艺类型 6.3.1园林绿化

污泥用于园林绿化是指将污泥用作景观林、花卉和草坪等的肥料、基质和营养土。污泥中矿化的有机质和营养物质提供丰富的腐殖质和可利用度高的营养物质，可改善土壤结构和组成，并使营养物质更

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易为植物吸收。

污泥用于园林绿化时，须根据树木种类采用不同的污泥施用量。 6.3.2林地利用

污泥用于林地利用是指将污泥施用于密集生产的经济林，如薪材林或人工杨树林等。

将污泥施于幼林时，会出现与其他植物种类进行竞争的情况，从而降低幼树对营养物质和微量元素的摄入量，并增强杂草生长能力。 6.3.3土壤修复及改良

土壤修复及改良是指将污泥用作受到严重扰动土地的修复和改良土，从而恢复废弃土地或保护土壤免受侵蚀。污泥可用在采煤场、取土坑、露天矿坑和垃圾填埋场等。

该方法的具体操作方式和环境影响取决于所施用场地的原有用途。

当目标是改善土壤质量时，可采用污泥直接施用或与其它肥料混合施用的方式。 6.4消耗及污染物排放 6.4.1土地利用物料消耗

污泥运输车辆和施用机械消耗燃料或电能，其消耗水平与施用量以及施用场地位置、大小和利用情况等有关。

6.4.2土地利用污染物排放 6.4.2.1大气污染物

污泥贮存、运输及施用到土壤中后，污泥中的有机组分会持续挥发或降解，产生恶臭物质，以氨、硫化氢和烷烃类气体等形式排放。

污泥原料的贮存、运输、装卸以及污泥土地利用等过程会排放粉尘。 6.4.2.2水污染物

污泥土地利用时的运输和存储过程有滤液产生。 6.4.2.3有机污染物

经稳定化工艺（厌氧消化和好氧发酵等）处理后的污泥中仍含有未降解有机物，且含有少量难降解有机化合物，如苯并（a）芘、二噁英、可吸附有机卤化物和多氯联苯等。 6.4.2.4重金属及其化合物

污泥中主要含有铜、锌、镍、铬、镉、汞和铅等重金属，多以离子化合物形态存在，在土地利用过程中，应特别关注铜、锌和镉造成的环境问题。 6.4.2.5病原菌

经无害化处理后的污泥中蠕虫卵死亡率通常大于95％，粪大肠菌群菌值大于0.01。 6.4.2.6营养元素（氮、磷、钾等）

土地利用过程中，污泥中的氮、磷、钾等营养元素会随径流以淋失的方式进入地表水，以渗透的方式进入地下水体。

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7.1工艺原理

污泥焚烧是指在一定温度和有氧条件下，污泥分别经蒸发、热解、气化和燃烧等阶段，其有机组分发生氧化（燃烧）反应生成CO2和H2O等气相物质，无机组分形成炉灰/渣等固相惰性物质的过程。 7.2工艺流程及产污环节

污泥焚烧系统主要由污泥接收、贮存及给料系统、热干化系统、焚烧系统（包括辅助燃料添加系统）、热能回收和利用系统、烟气净化系统、灰/渣收集和处理系统、自动监测和控制系统及其他公共系统等组成。污泥干化焚烧工艺流程及产污环节见图5。

烟气

图5 污泥干化焚烧工艺流程及产污环节

污泥焚烧过程排放的主要污染物有恶臭气体、烟气、灰渣、飞灰和废水。 7.3污泥焚烧工艺类型 7.3.1前处理技术

污泥焚烧前处理技术通常指脱水或热干化等工艺，以提高污泥热值，降低运输和贮存成本，减少燃料和其他物料的消耗。

热干化工艺有半干化（含固率达到60％～80％）和全干化（含固率达到80％～90％）两种。热干化工艺一般仅用于处理脱水污泥，主要技术性能指标（以单机升水蒸发量计）为：热能消耗 2940~4200KJ/kgH2O；电能消耗 0.04~0.90kW/kgH2O。

污泥含固率在35％~45%时，热值为4.8～6.5MJ/kg，可自持燃烧，通常后面直接接焚烧工艺。用作土壤改良剂、肥料，或作为水泥窑、发电厂和焚烧炉燃料时，须将污泥含固率提高至80%~95%。 7.3.2单独焚烧

单独焚烧是指在专用污泥焚烧炉内单独处置污泥。

流化床焚烧炉是目前单独焚烧技术中应用最多的焚烧装置，主要有鼓泡式和循环式两种，其中尤以鼓泡流化床焚烧炉应用较多。

污泥单独焚烧时，在焚烧炉启动阶段，可通过安装启动燃烧器或向焚烧炉膛内添加辅助燃料等方式将炉膛温度预热至850 C以上，然后向焚烧炉炉膛内供给污泥。

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7.3.3.1污泥与生活垃圾混烧

在生活垃圾焚烧厂的机械炉排炉、流化床炉、回转窑等焚烧设备中，污泥可以以直接进料或混合进料的方式与生活垃圾混合焚烧。

污泥与生活垃圾直接混合焚烧时会增加烟气和飞灰产生量，降低灰渣燃烬率，增加烟气净化系统的投资和运行成本，降低生活垃圾发电厂的发电效率和垃圾处理能力。 7.3.3.2污泥的水泥窑协同处置

经水泥窑产生的高温烟气干化后的污泥进入水泥窑煅烧可替代部分黏土作为水泥原料，达到协同处置污泥的目的。干化后的污泥可在窑尾烟室（块状燃料）或上升烟道、预分解炉、分解炉喂料管（适用于块状燃料）等处喂料。

利用水泥窑系统处置污泥时须控制污泥中硫、氯和碱等有害元素含量，折合入窑生料其硫碱元素的当量比S/R应控制为0.6~1.0，氯元素应控制为0.03~0.04%。

利用水泥窑焚烧污泥的直接运行成本为60～100元/t（80％湿污泥）。 7.3.3.3污泥的燃煤电厂协同处置

可利用燃煤电厂的循环流化床锅炉、煤粉锅炉和链条炉等焚烧炉将污泥与煤混合焚烧。为提高污泥处置的经济性，优先考虑利用电厂余热干化污泥后进行混烧。

直接掺烧污泥会降低焚烧炉内温度和焚烧灰的软化点，增加飞灰产生量，增加除尘和烟气净化负荷，降低系统热效率3％～4％，并引起低温腐蚀等问题。

利用火电厂焚烧污泥的单位运行成本为100～120元/t（80％湿污泥），系统改造成本约为15万元/t（80%湿污泥）。 7.4消耗及污染物排放 7.4.1焚烧物料消耗

污泥焚烧消耗的物料主要是燃料、水、碱性试剂和吸附剂（如活性炭）等。

为加热和辅助燃烧，需添加辅助燃料。将重油作为辅助燃料时，其消耗为0.03～0.06 m3/t干污泥；将天然气作为辅助燃料时，其消耗4.5～20 m3/t干污泥。

污泥焚烧主要用水单元是烟气净化系统，水耗均值约为15.5 m3/t干污泥。其中，干式烟气净化系统基本不消耗水，湿式系统耗水量最高，半湿式系统居于两者之间。

碱性试剂如氢氧化钠消耗为7.5~33 kg/t干污泥，熟石灰乳消耗为6～22 kg/t干污泥。 7.4.2焚烧能量消耗

污泥焚烧厂主要消耗热能和电能。热能产出量与污泥低位热值高低密切相关，经由烟气处理和排放造成的热量损失约占污泥焚烧输出热量的13％～16％。

污泥焚烧厂消耗电能的主要工艺单元是机械设备的运转，电耗通常为60~100kW·h/t（80%湿污泥）。 7.4.3污泥焚烧的污染物排放 7.4.3.1大气污染物

由于国内污泥焚烧大气污染物排放数据较少，根据对国外污泥焚烧厂大气污染物排放统计，污泥焚烧产生的烟气经净化处理后，通常烟尘排放浓度为0.6~30 mg/m3；二氧化硫排放浓度为50 mg/m3以下；

污水处理厂二次污染防治技术

氮氧化物（以NO2计）排放浓度为50~200 mg/m3；二噁英排放浓度在0.1ngTEQ/Nm3以下；重金属镉排放浓度为0.0006~0.05 mg/m3，汞排放浓度为0.0015~0.05 mg/m3。 7.4.3.2废水

湿式烟气净化系统会产生工艺废水。

灰渣收集、处理和贮存废水：采用湿式捞渣机收集灰渣时，会产生灰渣废水；污泥露天贮存时，雨水进入产生废水。

热干化过程中产生冷凝水，其化学需氧量（CODCr）含量高（约为2000 mg/L），氮也较高（约为600～2000 mg/L），还含有一定量的重金属。 7.4.3.3固体残留物

污泥焚烧产生的飞灰约占焚烧固体残留物总量的90%（流化床）；灰渣和烟气净化固体残留物合计约占焚烧固体残留物总量的10%（流化床）。 7.5污泥焚烧新技术

喷雾干燥＋回转式焚烧炉技术是利用喷雾干燥塔的雾化喷嘴将经预处理的脱水污泥雾化，干燥热源主要为焚烧产生的高温烟气，干化后的污泥被直接送入回转式焚烧炉焚烧。尾气采用旋风除尘器＋喷淋塔＋生物除臭填料喷淋塔处理。

处理每吨含水率为80%的脱水污泥，平均燃煤消耗量为30～50 kg/t（煤热值21000 KJ/kg），电耗为50～60 kW·h/t；单位投资成本为10万～20万元/t，单位直接运行成本为80～100元/t。 8 污泥处理处置污染防治最佳可行技术 8.1污泥处理处置污染防治最佳可行技术概述

本指南选择污泥中温厌氧消化和污泥好氧发酵为污泥处理污染防治最佳可行技术，污泥土地利用和污泥干化焚烧为污泥处置污染防治最佳可行技术。污泥处理处置前采用浓缩、脱水等预处理方式。

对于实际污水处理规模大于5万m3/d的城镇二级污水处理厂，其产生的污泥宜通过中温厌氧消化进行减量化、稳定化处理，同时进行沼气综合利用。

对于园林和绿地等土地资源丰富的中小型城市的中小型城镇污水处理厂，可考虑采用污泥好氧发酵技术处理污泥，并采用土地利用方式消纳污泥。厂址远离环境敏感点和敏感区域时，宜选用条垛式好氧发酵工艺；厂址附近有环境敏感点和敏感区域时，可选用封闭发酵槽式（池）好氧发酵工艺。

对于大中型城市且经济发达的地区、大型城镇污水处理厂或部分污泥中有毒有害物质含量较高的城镇污水处理厂，可采用污泥干化焚烧组合工艺处置污泥。应充分利用焚烧污泥产生的热量和附近稳定经济的热源干化污泥。污泥干化焚烧厂的选址应采取就近原则，避免远距离输送。

污泥干化技术应和焚烧以及余热利用相结合，不鼓励对污泥进行单独热干化。 8.2污泥预处理污染防治最佳可行技术 8.2.1最佳可行工艺流程

污泥预处理污染防治最佳可行技术系统包括收集系统、浓缩系统、消化系统、脱水系统、存储与输送系统、计量系统及相关辅助设施等。污泥预处理污染防治最佳可行技术工艺流程见图6。

污水处理厂二次污染防治技术

图6 污泥预处理污染防治最佳可行技术工艺流程

8.2.2最佳可行工艺参数

污泥预处理构筑物个数采用至少两个系列设计。

初沉污泥采用重力浓缩时，污泥固体负荷为80～120 kg/m2.d，停留时间宜为6～8h。 混合污泥采用重力浓缩时，污泥固体负荷为50～75 kg/m2.d，停留时间宜为10～12h。 进入脱水机前的污泥通常含水率大于96%，经脱水后的污泥含水率要求小于80%。 8.2.3污染物削减及污染防治措施

城镇污水处理厂污泥预处理阶段的集泥池和浓缩池等构筑物采取加盖密闭并保持微负压，产生的恶臭气体可集中收集后进行生物除臭。脱水机房、泵房和堆放间等建筑物应采用微负压设计，建筑物顶部应设多个吸风口，经由风机和风管收集至集中处理设施进行处理后，使其连续稳定达标运行。

污泥浓缩的上清液及污泥脱水和设备清洗过程产生废水集中收集，单独处理后回流至污水处理厂。 离心脱水设备产生的噪声采取消声、隔声、减震等措施进行防治。 8.2.4技术经济适用性

机械脱水适用于大、中型城镇污水处理厂。

间歇式重力浓缩适用于小型城镇污水处理厂；连续式重力浓缩适用于大、中型城镇污水处理厂。 有脱氮除磷要求的城镇污水处理厂宜采用机械浓缩。

对采用生物除磷污水处理工艺产生的污泥，宜采用浓缩脱水一体机等设备进行处理。 8.2.5最佳环境管理实践

城镇污水处理厂附近有环境敏感点或敏感区域时，关键构筑物和建筑物保持微负压设计。 污泥经预处理后及时密闭运输或连接后续处理。 8.3污泥厌氧消化污染防治最佳可行技术 8.3.1最佳可行工艺流程

污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术包括污泥预处理系统、污泥中温厌氧消化系统、沼气综合利用及净化系统、污染物控制系统。污泥浓缩后进入污泥厌氧消化系统，厌氧消化系统包括厌氧消化池、进出料和搅拌系统、加温系统、沼气收集净化和利用系统。

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污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术工艺流程见图7。 8.3.2最佳可行工艺参数

污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术的工艺参数见表1。

表1 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术的工艺参数

项目 运行温度 二级消化时间

中温厌氧消化

消化池投配率 产气率 搅拌

最佳温度为35℃±2℃ 10 d 7～7.5

以5%～8%为宜

不小于0.40～0.50m/kgVS

采用机械搅拌或沼气搅拌。当池内各处污泥温度的变化范围不超过1℃时，即认为搅拌均匀。

脱硫要求

沼气综合利用

硫化氢排放 热电效率

采用干法脱硫时，沼气以0.4~0.6m/min的速度通过脱硫剂，接触时间通常为2~3min；采用湿法脱硫时，采用2%~3%的碳酸钠溶液从脱硫塔顶喷淋，沼气与吸收剂逆流接触，然后从顶部排出。

采用脱硫工艺后H2S小于20 mg/Nm

沼气发电机组电效率应大于33%，热回收效率应大于35%，大型机组总效率应大于80%。

一级消化时间～20 d

工艺参数

8.3.3污染物削减及污染防治措施

经中温厌氧消化后的污泥有机物降解率不小于40%，蠕虫卵死亡率大于95%。 沼气利用前采用脱水、脱硫等措施进行净化。

厌氧消化产生的消化液单独收集，集中处理，可采用脱氮工艺、化学除磷及鸟粪石结晶等方法处理。 沼气发电机组设备产生的噪声采用消声、隔声、减振等措施进行防治。室外设备须加装隔声罩。 8.3.4技术经济适用性

城镇二级污水处理厂可采取中温厌氧消化进行减量化、稳定化处理，同时进行沼气综合利用。 通常情况下，污泥厌氧消化系统的工程投资占城镇污水处理厂总投资的20%~30%。厌氧消化直接运行成本约为0.05~0.10元/吨污水（不包括固定资产折旧）。考虑沼气发电回收电量后，采用厌氧消化可降低城镇污水处理厂20%~30%的电耗。 8.3.5最佳环境管理实践

消化、脱水后的污泥进行临时堆放或存储时，采取防渗和防臭等措施。集泥池、浓缩池、污泥脱水机房和污泥堆放间等建（构）筑物在环境敏感点或敏感区域采取微负压设计。

沼气利用时制定安全管理制度。在消化池、储气柜、脱硫间周边划定重点防火区，并配备消防安全设施；非工作人员未经许可不得进入厌氧消化管理区内；在可能的泄漏点设置甲烷浓度超标及氧亏报警装置。

在沼气贮气柜的运行维护中保证压力安全阀处于正常工作状态；保证冬季气柜内水封不结冰，必要时在气柜迎风面设移动式风障，防止大风对气柜浮盖升降造成影响。

污水处理厂二次污染防治技术

图7 污泥中温厌氧消化污染防治最佳可行技术工艺流程

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8.4污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术 8.4.1最佳可行工艺流程

污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术包括前处理、好氧发酵、后处理及臭气污染控制。 污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术工艺流程见图8。 8.4.2最佳可行工艺参数

好氧发酵前，污泥混合物料含水率调到55％～65％，碳氮比（C/N）为25:1~35:1，有机质含量通常不小于50%，pH值6～8。

采用条垛式好氧发酵时，无通风典型动态发酵周期约20 d；加设通风系统后发酵周期约15 d，温度55℃以上持续5～7 d。

采用发酵槽（池）式好氧发酵时，阳光棚发酵槽每隔1～2 d翻堆一次，温度55℃以上持续5～7 d，发酵周期约20 d。

好氧发酵堆体上部铺设5～10cm的覆盖物料吸附恶臭气体。

发酵时，静态好氧发酵强制通风，每1m3物料通风量0.05～0.2 m3/min，非连续通风；间歇动态好氧发酵可参考静态工艺并依生产试验的结果确定通风量，保证好氧发酵在最适宜条件下进行。 8.4.3污染物削减及污染防治措施

经好氧发酵处理后的污泥含水率小于40%，有机物降解率大于40%，蠕虫卵死亡率大于95%，粪大肠菌群菌值大于0.01，种子发芽指数不小于70%。

污泥好氧发酵过程中产生的恶臭气体宜集中收集后进行生物除臭。 粉尘集中收集后采用除尘器进行处理。

污泥好氧发酵场产生的滤液以及露天发酵场的雨水集中收集，部分回喷至混合物料堆体，补充发酵过程中的水分要求，其余回流到城镇污水处理厂或自建的处理装置。

对于污泥好氧发酵设备产生的噪声采取消声、隔振、减噪等措施进行防治。 8.4.4技术经济适用性

在园林和绿地资源丰富的中小城市的中小型城镇污水处理厂，宜选用高温好氧发酵方式集中建设污泥发酵场处理污泥。

厂址远离环境敏感点和敏感区域时，可采用条垛式好氧发酵工艺；厂址附近有环境敏感点或敏感区域时，宜采用封闭发酵槽（池）式好氧发酵工艺。

在中、小规模的条垛宜使用斗式装载机或推土机；在大规模的条垛宜使用垮式翻堆机或侧式翻堆机。 设计完整的污泥好氧发酵系统的投资为30～50万元/t(80%含水率)，经营成本约为80~150元/吨脱水污泥。

8.4.5最佳环境管理实践

设置完善的污泥产品监测系统，严格控制污泥堆肥产品质量。仅允许符合国家相关标准要求的污泥好氧发酵产品出厂、销售或施用。

定期对污泥堆体温度、氧气浓度、含水率、挥发性有机物含量及腐熟度等进行监测。污泥好氧发酵车间可在线监测硫化氢、氨气浓度。

单独建设发酵场或在城镇污水处理厂内建设的污泥发酵场不能满足卫生防护距离时，采用完全封闭的发酵工艺，厂房采用微负压设计。

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图8 污泥好氧发酵污染防治最佳可行技术工艺流程

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在好氧发酵车间布设气体收集系统，通过引风机将车间内的恶臭气体送入除臭装置，保证车间及场区内的环境安全和操作人员的健康。

污泥好氧发酵场不在城镇污水处理厂内时，应获得有关部门的许可。采用密封良好的运输车辆或船舶按相关规定输送污泥，并建立应急管理制度。 8.5污泥土地利用污染防治最佳可行技术 8.5.1最佳可行工艺流程

污泥土地利用污染防治最佳可行技术主要是将经稳定化和无害化处理后的污泥或污泥产品进行园林绿化、林地利用或土壤修复及改良等综合利用。

污泥土地利用污染防治最佳可行技术工艺流程见图9。

图9 污泥土地利用污染防治最佳可行技术工艺流程

8.5.2最佳可行工艺参数

采用土地利用方式处置的污泥应满足表2中的要求。

表2 污泥土地利用污染防治最佳可行技术施用污泥的指标要求

项目 相关参数要求 臭度级（六级臭度）

0.01 粪大肠菌群菌值

蠕虫卵死亡率％

种子发芽指数 ≥70% pH 5.5～8.5 含水率

有机物降解率

稳定化指标

其它

镉及其化合物（以Cd计）汞及其化合物（以Hg计）铅及其化合物（以Pb计） 铬及其化合物（以Cr计） 砷及其化合物（以As计）硼及其化合物（以B计） 矿物油

苯并（a）芘

铜及其化合物（以Cu计）锌及其化合物（以Zn计）镍及其化合物（以Ni计）

≤45% ≥40%

样品在20℃继续消化30d，挥发份组分的减量须少于15%；或比好氧呼吸速率小于1.5mgO2/h﹒g污泥(干重）20 15 1000 1000 75 150 3000 3 500 1000 200

无害化指标

污泥污染物限值 （最高最高容许含量mg/kg）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xtkj.html