1、保定市污水处理厂污泥无害化处理项目建议书（1.0 版）总目录前言 21.SACT 技术背景 32.技术比选 43. SACT 工艺流程及工艺特点 64.实施方案 105.投资与经济分析 11设计证书编号：污水/固废专项甲级（2828）1前言污水处理伴生的脱水污泥对于环境的威胁由来已久，随着污水处理率提高，污泥产量增加而逐渐成为必需解决的问题。2007-2009 年建设部陆续组织制定颁布实施了： CJ248-2007 城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质 、 CJ/T 291-2008 城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质、 CJ/T 309-2009 城镇污水处理厂污泥处置 农用标准等 8
2、 项污泥处置标准。2009 年 2 月，环境部、建设部、科技部联合发布城市污水处理厂污泥处理处置技术政策；城市污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则、 城镇污水处理厂污泥处理处置技术规范以及污泥总量控制政策也已在酝酿中。随着政策标准的逐步完善，污泥处置将步入快车道。保定市污水处理厂规划脱水污泥处理设施规模 300t/d，污泥堆肥工艺路线作为污泥资源化处理的备选主导路线。本项目建议书本着先进性与可靠性并举的原则，以 SACT-HCC污泥堆肥工艺和 SACT-F5.110 污泥翻堆机为 核心，提出了技术解决方案，并进 行项目初步经济分析，为项目立项提供参考依据。21.SACT技术背景1956 年1
3、980 年1986 年1995 年1997 年2001 年2002 年2006 年2007 年2008 年2009 年机械科学研究总院成立。机械科学研究院组建我国最早的环保科研机构机械科学研究院环保技术与装备研究所。机械院环保所在国家攻关计划支持下开始从事污水处理厂污泥处理技术研究。中国第一台污泥堆肥翻堆机研制成功。中国第一座市政污泥堆肥项目唐山西郊污水厂污泥堆肥项目投入使用，SACT 工艺初步形成。中国第一座市政污泥热干化项目秦皇岛东部区污水处理厂污泥热干化项目投入使用。中国运行规模最大的污泥堆肥项目北京大兴污泥消纳厂投入运行,目前设计处理规模 520t/d。SACT 技术获 北京市科学技
4、术二等奖。中国第一座工业污泥堆肥项目天津石化供排水厂污泥堆肥项目投入运行。SACT 技术获 中国机械工 业科技进步三等奖。唐山西郊污水二厂污泥堆肥项目投入使用，自动化与除臭系统的完备标志 SACT 工艺系统走向成熟。中国单期建设规模最大的市政污泥堆肥项目洛阳廛东污水厂228t/d 污泥堆肥项目投入运行。SACT 技术获 首届中央企 业青年创新奖。3机科发展公司承担国家环保部污水处理厂污泥处置最佳可行技术导则 （第四、七章污泥堆肥部分）编制工作。中国第一台大型国产污泥翻堆机 F5.110 完成全部设计研制工作。机科发展公司承担环境保护设备产品分类环境保护设备术语等两部国家标准相关内容起草编制工作
5、，以及链条式翻堆机滚筒式翻堆机污泥堆肥翻堆曝气发酵仓等三部行业标准起草编制工作。42.技术比选2.1 污泥处置技术比较选择污泥处置技术已经实现工业化应用的有：热干化、焚烧、电厂混烧、碱（石灰）稳定、堆肥。下表就上述几种技术结合示范工程运行情况，对各自优点、存在问题、投资、运行成本、成品出路进行横向分析比较：热干化 焚烧 电厂混烧 碱（石灰）稳定 堆肥优点占地面积节省，自动化程度高。适用于占地要求苛刻的项目。占地面积节省，减量化、无害化效果最好。适用于无害化要求高且用地紧张的项目。利用原有设备，建设周期短，在不考虑尾气达标前提下投资较节省。适用于临时处理项目。工艺简单，无害化效果好，适用于临时应
6、急处理项目。工艺成熟稳定。利用生物质能源，节省投资和运行费用。适用于各种规模项目。问题投资、运行费用高。需要外加燃料，运行成本存在不可控风险。存在潜在爆炸风险（殴美已发生多起类似事故） 。投资、运行费用高。需要外加燃料，运行成本存在不可控风险。技术存在不成熟因素。二垩英问题难以彻底解决。污泥与燃料燃点不同，影响机组正常运行。重金属物质会飘落于周围几公里范围内并持续富积。“小火电”混烧逃避“关停”存在较大政策风险。需要消耗大量生石灰资源。减量化效率低。产生的物质具有强碱性，销售无市场，处置有难度。重金属物质制约着堆肥产品的应用推广。占地面积较大。臭气污染控制也是推广制约之一。投资 33 万元/（
7、吨/日） 55 万元/（吨/日） 12 万元/（吨/日） 18 万元/（吨/日） 15 万元/（吨/日）运行成本300 元/吨（天然气） 270 元/吨（煤） 150 元/吨 100 元/吨 90 元/吨成品出路作为大兴堆肥干物料 外运填埋 作为基肥销售100-200 元/吨示范工程北京清河热干化项目 300t/d上海石洞口焚烧项目 200t/d常州广源热电混烧项目 100t/d（2006年）北京方庄碱稳定项目 30t/d（2006 年）北京大兴堆肥项目520t/d（2001 年）通过比较可以看出污泥堆肥技术作为投资、运行成本最低，成熟可靠的技术，是最适合中国国情的污泥处置技术。52.2 污泥
8、堆肥技术比较选择污泥堆肥技术在市政行业应用主要分为以 SACT 工艺为代表的动态堆肥仓工艺和静态堆肥仓工艺两个流派，下表针对各自技术经济特征进行比较：动态堆肥仓工艺 静态堆肥仓工艺工艺特点 通过堆肥专用翻堆机将物料从仓的一端向另一端移动，实现物料总体流动状态，过程中使物料增加空隙率，仓底曝气效率提高。物料始终处于相对静止状态，需要添加大量干物料以增加空隙率，较长间隔时间翻堆仅一定程度上缓解物料塌落密实、空隙率降低的问题，仓底曝气效率较低。停留时间 10-14 天 18-24 天仓型 翻堆+曝气 曝气（主）+翻堆（辅）布料深度 最大 2m 最大 1.5m占地面积 较小 较大车间高度 小，满足机械
9、安装高度即可。 大，需要满足有人驾驶机械操作空间。是否封闭 可以做到完全封闭。 为保障人员安全，无法全封闭。物料进仓方式 自动机械布料，或装载机布料 自动机械布料，或装载机布料物料出仓方式 自动机械出仓，或装载机出仓 仅能装载机出仓翻堆机 配备，每日翻堆一次 配备，每周翻堆一次外加干物料量 可以不加或者少量添加 必须大量添加以维持物料空隙率干物料储运 基本没有 必须考虑场地、防火等问题臭气污染 通过封闭仓体配合主动除臭系统完成，安全可靠，完全可控。通过调节物料性质，减少翻堆过程实现，仍有臭气外溢，且控制水平低。投资 15 万元/吨脱水污泥 20 万元/吨脱水污泥运行费用（不含折旧）30-50
10、元/吨脱水污泥 70 元/吨脱水污泥左右（必须有稳定干物料来源，且价格较低）示范工程 唐山西郊污水处理二厂污泥堆肥项目（两座动态发酵仓，2005 年建成）烟台莱山污水处理厂污泥堆肥项目（两座静态发酵仓，2004 年建成）设计、总承包单位机科发展科技股份有限公司 机科发展科技股份有限公司通过比较可以看出，动态仓从技术先进性和经济性上占优，但需要实施者具备较强的机械设计能力和系统集成能力。63.SACT工艺流程及工艺特点制约污泥堆肥技术工业化应用的主要瓶颈问题包括占地面积问题、臭气外排造成二次污染问题和操作员工职业健康安全问题。SACT 工艺在经济可靠的前提下，很好地解决了上述问题。SACT 工艺
11、流程如下：SACT 系统七个特点：节省占地、免干物料、模块化、无人操作、高效除臭、节省投资、节省成本。具体体现在以下方面：（1）堆肥发酵仓模块化，方便远期扩建。发酵模块1-24出仓系统 缓冲料仓 螺旋提升机筛分系统皮带输送机熟料料仓计量螺旋混料机上料螺旋布料系统生料料仓螺旋提升机除臭系统曝气系统300t/d 脱水污泥（生料）81t/d 成品营养土（熟料）7（2）堆肥模块物料深度最大可达 2.2m：节省占地。（3）堆肥模块之间可以实现翻堆机水平垂直二维转仓：成倍节省占地面积（本项目考虑水平转仓） 。（4）堆肥模块内部容积效率高达 45%；每个模块自由空间容积仅675m3(传统工艺相同处理能力系统
12、自由空间容积约 2000m3)；除臭换气量较传统工艺减少 60%以上：高效除臭，节省成本。（5）隧道式发酵仓替代臭气收集管道，且效率提高：节省投资。（6）针对主要臭气源 NH3、H2S 、VOC ，终端除臭有针对性分段考虑：高效除臭。喷淋段活性填料段惰性填料段洗涤段去除绝大部分NH3和部分H2S、VOC去除大部分VOC和 部分NH3 、H2S去除剩余NH3、H2S、VOC去除残余NH3、H2S、VOC循环水进气排气终端除臭系统除臭原理示意图（7）系统集成与优化改进相结合，使操作员工与污泥彻底隔离：无8人操作。注意:物料粘性和含水率不同，对于输送储存设备设施提出苛刻要求，需要大量非标机械设计辅助
13、完成。（8）免干物料，且节省成本。原因如下： 秸杆等干物料来源和价格不稳定； 秸杆等干物料储运占地面积很大，切存在火灾隐患； 秸杆等干物料中 C 元素多以纤维素等大分子形式存在,调节C/N 效果有限； 市政污泥 C/N 比一般较低,不妨碍好氧发酵过程的展开,多余的 N 将以 NH4+或者 NH3 形式存在； 动态发酵翻堆次数多,通过机械作用改善物料孔隙结构。94. 实施方案4.1 处理量与处理标准 处理量 300t/d（含水率 80%） ，实验系统共 24 个仓。 出料含水率小于 40%4.2 工艺流程说明300t/d 脱水污泥经过与 180t/d 熟料混和达到不超过 65%含水率，由装载机送
14、入发酵仓中，经过 14 天翻堆机翻倒和仓底曝气系统曝气，使得物料充分发酵，含水率降低到 40%以下。熟料在仓尾部由装载机出仓。部分熟料与脱水污泥混和进入下一周期，每天 54t 左右含水率 40%以下的熟料作为成品输出，作为制肥原料。4.3.方案设计4.3.1 总平面布置本项目占地面积约为 5000m2。4.3.2 工艺设计好氧堆肥车间按照 1 个好氧发酵模块设置（预留追加模块接口和布料机、出料系统安装空间） 。好氧发酵过程停留 14 天，曝气系统分段曝（吸）气。发酵仓单体有效宽 5 米，有效长 42 米，物料有效深度 2 米。采用 F5 翻堆机每天将仓内物料翻抛 1 次，整体前移动3 米，仓内
15、堆肥物料被翻抛、打散，与氧气充分接触，保证好氧堆肥所需要的氧气量，提高充氧率，提高分解率。10在好氧发酵车间两端设置进料区和出料区，由装载机负责进出料。工艺参数：系统处理量：300t/d（含水率 80%）物料进仓量：480t/d（含水率 65%）物料出仓量：81t/d（含水率 40%）发酵仓模块平面尺寸：45m*5m （含进出料区）发酵仓物料有效深度：2m4.3.3 土建设计发酵仓墙体采用钢筋混凝土结构，混料区车间采用轻钢结构，地板采用素砼结构形式，屋面采用轻钢屋面板+FRP 采光板。4.3.4 电控设计总装机功率约为 1400kW。控制采用现场独立 PLC 控制柜控制。115.投资与经济分析
16、5.1 投资估算工程投资估算表单位：万元序号 工程项目或 费用名称 建筑工程 设备购置 安装工程 其它费用 合计 备 注1 工程费用 1.1 混料区 90.00 360.00 18.00 468.00 1.2 堆肥发酵区 720.00 1848.00 7.5 2575.50 1.3 除臭系统 4.80 530.00 24.00 558.801.4 电控系统 22.50 245.00 15.00 282.50 小计 837.30 2983.00 64.50 0.00 3884.80 2 其它费用 2.1 勘查费 20.00 20.002.2 设计咨询费 150.00 150.00 2.3 其他前
17、期费用 60.00 60.00小计 230.00 230.00 合计 837.30 2983.00 64.50 230.00 4114.8 注：以上未包含第二部分其它费用和含制肥生产系统费用。5.2 经济分析5.2.1 运行成本分析计算运行成本，基本数据如下：5.2.1.1 污泥处理耗电能、水、车辆用油计算（1） 总装机功率约 1400KW，电费为 0.7 元/KW。每日耗电费为 1400KW0.7 元/ KW8h /d=7840 元/ d 电耗费用。核算处理1吨脱水污泥电能成本为26.13元。（2）水费12本工艺生产中基本不需要水，只需要生活用水，每天估计需要用水3吨，每吨水估价4元，合计处
18、理1吨脱水污泥用水成本约为0.04元。（3）车辆用油估算每天车辆用油为150升，估价为每天需要750元，合计处理1吨脱水污泥车辆用油成本为2.50元。5.21.2 污泥处理人员费用计算需要15人操作生产，每人估计工资、福利等人均每人每天50元，合计处理1吨脱水污泥人员费用为2.50元。5.21.2 管理费用计算按照上述费用的10%计算，约合处理1吨污泥管理费用3.10元。5.2.1.3 运行成本分析总计（每日处理 300 吨脱水污泥计算）总计处理 1 吨脱水污泥（含水 80%）运行费用为 34.27。 （不含折旧）5.2.2 效益分析营养土可以直接作为土壤改良剂用于园林绿化、土壤改良，符合国家标准可以作为基肥使用，也可以替代垃圾填埋场覆盖土或者作为辅助燃料。该项目通过改善投资环境，避免或减轻因污泥二次污染对工农业生产和人民健康造成的损失等所产生的经济效益尚无法作出全部的定量计算，但定性地讲，其间接经济效益是巨大的。对污水处理厂来说，建设污泥堆肥工程，即可以节省污泥外运的人工费、运输13费、占地费和排污费，又可以在符合标准的前提下赢利创收。
