1、I 附件二： 中华人民共和国污染防治最佳可行技术导则 XXXX200X 污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则 (征求意见稿) Best Available Techniques Directive for Treatment and Disposal of Sludge from Wastewater Treatment Plant XXXXXXXX 发布 XXXXXXXX 实施 国家环境保护部 发布 II 目 录 前 言1 1、最佳可行技术(BAT)的定义及作用 2 2、BAT 的确定原则. . 3 3、适用范围 . 3 第一章 概述4 1.1 污泥的特性及危害 . . 4 1.1.1 污
2、泥的特性 4 1.1.2 污泥对环境的危害. 5 1.2 污泥处理处置工艺 . 6 1.2.1污泥处理过程涉及的污染问题 6 1.2.2 污泥处置技术 8 第二章 污泥预处理及辅助设施管理.10 2.1 污水预处理工艺流程及产污环节 . 10 2.2 污泥产生及计量 . 11 2.2.1 污泥处理产生量和计量. 11 2.2.2 污泥的计量 13 2.3 污水预处理工艺介绍 .14 2.3.1 污泥浓缩 14 2.3.2 污泥脱水 14 2.4 污泥预处理工艺物料及能源消耗 . 15 2.5 污泥预处理过程主要的污染物 . 15 2.6 污染控制技术 16 2.7 污泥预处理环境管理实践 .
3、1 7 2.7.1 工艺流程 17 2.7.2 环境控制 17 2.8 污泥脱水新技术 . 18 第三章 污泥消化技术19 3.1 厌氧消化流程及产污环节 . 1 9 3.2 厌氧消化工艺及能耗和污染物排放 . 19 3.2.1厌氧消化工艺. 19 III 3.2.2能耗及污染物排放 21 3.3 确定 BAT 时需考虑的内容 . 22 3.3.1中温厌氧消化技术 22 3.3.2 综合利用技术 22 3.3.3 末端技术 23 3.4 污泥消化可行技术 . 25 3.4.1技术适用范围. 25 3.4.2 环境管理 25 3.5 污泥消化新技术 . 25 第四章 污泥发酵技术26 4.1 好
4、氧发酵基本流程及产污环节 . 26 4.2 好氧发酵工艺及能耗和污染物排放 26 4.2.1 污泥好氧发酵工艺. 26 4.2.2能耗及主要污染物 29 4.3 确定 BAT 时需考虑的内容 30 4.3.1 污泥发酵技术 30 4.3.2臭气污染控制技术 32 4.3.3 废水污染控制技术. 33 4.3.4 发酵中重金属的控制. 33 4.5 污泥发酵可行技术 . 33 4.5.1可行技术. 33 4.5.2 环境管理 34 4.6 污泥发酵新技术 . 35 第五章 污泥土地利用技术36 5.1 污泥土地利用工艺流程及产污环节 . 36 5.2 污泥土地利用方式及消耗和污染物排放 . 36
5、 5.2.1污泥土地利用方式 36 5.2.2能耗及污染物排放 36 5.3 确定 BAT 时需考虑的内容 38 5.3.1 污泥的运输与贮存. 38 5.3.2 污泥施用方法 38 5.3.3 污染物限值 39 IV 5.3.4减少病原菌. 40 5.4 污泥土地利用可行技术 . 40 5.4.1 污泥土地利用指标要求. 40 5.4.2 环境管理 41 5.5 污泥土地利用新技术 .41 第六章 污泥焚烧技术42 6.1 污泥焚烧工艺流程与产污环节 . 42 6.2 污泥焚烧工艺及消耗和污染物排放 . 42 6.2.1污泥焚烧工艺. 42 6.2.2排放和消耗水平. 42 6.3 确定 B
6、AT 时需考虑的内容 . 44 6.3.1干化技术. 44 6.3.2焚烧技术. 45 6.3.3烟气净化技术. 46 6.3.4飞灰处理技术. 50 6.4 污泥焚烧可行技术 . 50 6.4.1可行技术. 50 6.4.2环境管理. 51 6.5 污泥焚烧新技术 . 52 6.5.1与生活垃圾(MSW)混合焚烧. 52 6.5.2利用现有工业用炉焚烧污泥 52 6.5.3 火电厂混合焚烧发电工艺. 52 6.5.4 喷雾干燥回转式焚烧炉. 53 第七章 污泥处理处置最佳可行技术选择.53 7.1 污泥处理、处置最佳可行技术选择原则 . 53 7.2 污泥处理最佳可行技术 . 54 7.2.
7、1 污泥消化最佳可行技术. 54 7.2.2 污泥发酵最佳可行技术. 58 7.3 污泥处置最佳可行技术 . 61 7.3.1 污泥土地利用最佳可行技术. 61 7.3.2 污泥焚烧最佳可行技术. 64 第八章 结论说明和建议67 1 前 言 为进一步增强环境管理决策的科学性， 提升环境保护技术和产业在环境保护工作中的保障作用，有效提高污水处理厂 污泥处理处置率，根据中华人民共和国环境保护法、中华人民共和 国水污染防治法、中华人民共和国固体废物污染防治法和中华人 民共和国大气污染防治法以及污染物排放控制标准，为防止污水处理厂 产生污泥造成的二次污染，进一步强化污水处理厂解决污泥处理处置技术 和
8、环境要求制定本导则。本导则可为污水处理厂污泥处理处置项目环境影 响评价、工程设计、施工、验收、运营管理等环境管理的技术依据，是各 级环境保护部门、设计施工单位以及用户的技术指导性的参考文件。 本导则为首次发布。 按照有关法律规定， 本导则为指导性技术参考文件。若被相关法律或标准引用，则具有法律效应。 本导则由国家环境保护部科技标准司提出。 本导则主要起草单位：北京市环境保护科学研究院 参与单位：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 本导则由国家环境保护部 20年 月 日批准。 本导则自 20年 月 日起实施。 本导则由国家环境保护部解释。 2 1、最佳可行技
9、术 (BAT)的定义及作用 导则制定的宗旨是通过选择有效的、可行的技术和污染防治途径，进行污泥处理、处置，并控制和消减污泥处理、处置过程中可能产生的环境污染，从而实行有效的环境管理，达到消除污染、保护环境的目的。导则的核心是要求设施的运营者通过选择可以真正实现污泥的减量化、稳定化、无害化的技术，并在此前提下采取适当的措施防止污泥处理处置过程中的污染或二次污染问题，在 “安全、环保 ”的原则下实现污泥的处理处置。导则通过选择最佳可行技术，结合倡导污泥最佳环境管理实践，提高设计者、运营者和管理者综合技术水平。 “最佳可行技术” 实践代表针对各种生产活动、 工艺过程产生的各种环境污染问题，在经济和技
10、术可行的条件下， 采用在公共基础设施和工业部门得到应用的最有效、 先进、可行的污染防治工艺和技术减少污染物的排放，特别是通过生产过程的清洁生产管理措施预防、减少污染物的跑、冒、滴、漏造成的污染，从整体上减少对环境的影响。 最佳可行技术为制定排放限值提供了基础， 代表了污染防治技术、 工艺和相关运行、维护管理等发展的最新阶段，它表明了某种特定技术在满足排放法规、限值基础上的适用性，或者当无法满足排放限值时，又无其他指定技术的情况下，采用此种技术可以使得向整个环境中的排放量达到最小。 “技术” ：最佳可行技术中技术的含义是指的广义技术，其包括各类污染防治设施的设计、建造、运行管理、维修、操作和拆除
11、等环节涉及的技术、工艺、设备，同时也包括相关的运行管理技术。 “可行技术” ：指在经济和技术许可的条件下，同时考虑成本和效益，已经在我国相关公共基础设施和工业领域中得到一定规模应用的技术和管理方法。对于新的、特定的污染防治技术，至少已通过工业性工程示范验证，证明其技术可行性、经济合理。 “最佳” ：指与我国在一定时期的技术、经济发展水平和环境管理要求相适应，综合和整体地考虑环境保护的前提下，通过技术和管理措施使污染防治设施能够实现处理设施的达标排放，同时达到高水平的整体的环境保护效果。 最佳可行技术的作用： 在技术上提供指导，污泥处理、处置环境保护滞后于污水处理厂规划和建设，为转变与污水处理厂
12、同步规划、同时设计、同时施工、同时投产提供技术上有效的、经济上可行的技术指导参考文件； 分类参考，针对现有源及新源对技术的不同要 求，提供不同的最佳可行技术参考； 从重视污水处理轻污泥处理处置转变为污水处 理和污泥处理处置并重，加强对污泥处理处置的管理；为标准制/修订提供依据，根据最佳可行技术治理达标效3 果，制/修订有关环境标准； 为鼓励采用能实现节能减排、循环利用的污泥 处理处置最佳可行技术提供技术支持。 2、 BAT 的确定原则 体现污泥处理处置全过程管理 体现全过程管理的原则，从源头上加以控制，以预防作为主要手段对污泥进行减量化、稳定化、无害化处理处置。通过污水处理厂内预处理及辅助设施
13、的最佳环境管理实践要求，到污泥的最终处理处置最佳可行技术，从而实施有效的环境监督管理。 污泥处理处置遵循“减量化、稳定化、无害化”的原则 为了便于污泥的运输、存储及后续的处置、利用，污泥必须实现减量化、稳定化和无害化。污泥的这个处理处置原则将一直贯穿整个导则的编制，也是污泥处理处置的目的和实现方向。污泥处理处置最佳可行技术的选择均围绕这个大的原则进行展开。 污泥处理处置应体现节能减排和循环经济的原则 根据国务院颁布的国家环境保护 “十一五 ”规划以及节能减排综合性工作方案的指导思想和方针，污泥处理处置技术的选择和管理也应全面体现节能减排的思想。 在安全、环保的前提下，实现污泥的资源化 污泥处理
14、处置的最终目标是实现无害化，在 “安全、环保 ”的前提下实现污泥的综合利用，即污泥的资源化利用不以潜在的或二次环境污染为代价。 3、适用范围 本导则中的污泥是指在污水净化处理过程中产生的含水率不同的废弃物，不包括栅渣、浮渣和沉砂池沙砾。与污水性质类似的污水处理过程产生的污泥处理处置可参照执行。经鉴定为危险废物的污泥执行危险废物相关规定，不适用本导则。 本导则在于帮助污泥处理处置管理、使用人员 在处理处置污泥时能够选用最佳可行技术 (BAT)，同时为环境保护相关管理部门 在环境影响评价、工程设计、工程施工以及竣工验收等提供技术依据。 规划阶段 本导则为规划管理和制定部门提供依据，根据 “污泥在污
15、水处理厂内处理与厂外集中处理处置相结合，采用实用可行技术实现目标安全处置 ”的方针，对污泥处理处置统筹规划，全面考虑，为污泥处理处置规划、选址和技术路线的确定提供依据。 立项审批阶段 本导则通过对污泥处理处置过程中污泥减容、减量及无害化过程，分析可能产生的水、气、声、固废等环境污染问题，为污泥处理处置实施单位和环境管理部门在环境影响评价报告编制、审批等方面提供技术依据，选择适合的污泥处理处置最佳可行技术，4 同时为项目其它审批部门提供切实可行的审批依据。 设计施工阶段 本导则为污泥设计单位和施工单位提供相应的技术参数选择，选择可以真正实现污泥的减量化、稳定化、无害化，并对环境影响较小的污泥安全
16、处置技术。 运营管理阶段 本导则通过对污泥计量、稳定化的考核以及设备要求，为污泥处理处置竣工验收的相关管理部门提供验收参考，督促污泥运营方在污泥运营管理时实现污泥处理处置最佳的环境管理。 第一章 概述 1.1 污泥的特性及危害 1.1.1 污泥的特性 1、污泥分类 污水处理厂产生的污泥基本上可以按照其性质或处理方法分成几类，按污泥的性质污泥可以分为以有机物为主的污泥和以无机物为主的沉渣。在本导则中主要是按污泥处理工艺将污泥分为初沉污泥、剩余污泥、消化污泥和化学污泥。 初沉污泥(P rimary sludge)：指一级处理过程中产生的污泥，也就是在初沉池中沉淀下来的污泥。含水率一般为 9698。
17、 剩余污泥(Surplus sludge )：指在生化处理工艺等二级处理过程中排放的污泥，含水率一般为 99.2以上。 消化污泥(Digested sludge)：指初沉污泥、剩余污泥经消化处理后达到稳定化、无害化的污泥，其中的有机物大部分被消化分 解，因而不易腐败，同时污泥中的寄生虫卵和病原微生物被杀灭。 化学污泥(Chemical sludge)是指絮凝沉淀和化学深度处理过程中产生的污泥，如石灰法除磷、酸、碱废水中和以及电解法等产生的沉淀物。 2、污泥的特性 一般污水处理厂产生的污泥为含水量在 75 99不等的固体或流体状物质。其中的固体成分主要由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体及絮凝所
18、用药剂等组成，是一种以有机成分为主，组分复杂的混合物，其中 包含有潜在利用价值的有机质、氮 (N)、磷 (P)、钾 (K)和各种微量元素。 5 表1-1 不同种类的污泥营养物质含量范围() 污泥类型 总氮 (TN) 磷 (P2O5) 钾 (K) 腐殖质 初沉污泥 2.0 3.4 1.0 3.0 0.1 0.3 33 生物滤池污泥 2.8 3.1 1.0 2.0 0.11 0.8 47 活性污泥 3.5 7.2 3.3 5.0 0.2 0.4 41 表1-2 污泥燃烧热值表 污泥种类 燃烧热值 / kJ/kg(污泥干重 )污泥种类 燃烧热值 / kJ/kg(污泥干重 )生污泥 15000 180
19、00 新鲜 17000 初沉污泥 经消化 7200 初沉污泥与活性污泥混合 经消化 7400 生污泥 14000 生污泥 14900 15200 初沉污泥与生物膜污泥混合 经消化 6700 8100 剩余污泥 13300 24000 物理特性 污泥组成为水中悬浮固体经不同方式胶结凝聚而成，结构松散，形状不规则，比表面积与孔隙率极高 (孔隙率常大于 99%)，含水量高，脱水性差。外观上具有类似绒毛的分支与网状结构。 化学特性 生物污泥以微生物为主体，同时包括混入生活污水泥沙、纤维、动植物残体等固体颗粒以及可能吸附的有机物、金属、病菌、虫卵等物质。污泥中也含有植物生长发育所需的氮、磷、钾及维持植物
20、正常生长发育的多种微量元素和能改良土壤结构的有机质。 污泥中水分的存在形式及其性质 污泥中的水分有四种形态：表面吸附水、间隙水、毛细结合水和内部结合水。毛细结合水又分为裂隙水、空隙水和楔形水。 表面张力作用吸附的水分为表面吸附水。 间隙水一般要占污泥中总含水量的 65%85%，这部分水是污泥浓缩的主要对象。毛细结合水：浓缩作用不能将毛细结合水分离，分离毛细结合水需要有较高的机械作用力和能量，如真空过滤、压力过滤、离心分离和挤压可去除这部分水分。各类毛细 结合水约占污泥中总含水量的 15%25%。内部结合水：指包含在污泥中微生物细胞体内的水分，含量多少与污泥中微生物细胞体所占的比例有关。去除这部
21、分水分必须破坏细胞膜，使细胞液渗出，由内部结合水变为外部液体。内部结合水一般只占污泥中总含水量的 10%左右。 1.1.2 污泥对环境的危害 污泥有机物含量高、易腐烂，有强烈的臭味，并且含有寄生虫卵、病原微生物和铜、锌、铬、汞等重金属以及盐类、多氯联苯、二噁英、放射性核素等难降解的有毒有害物质，如不加以妥善处理，任意排放，将会造成二次污染。 1、有机物污染 6 污泥中有机污染物主要有苯、氯酚、多氯联苯 (PCBs)、多氯二苯并呋喃和多氯二苯并二噁英 (PCDD/F)等。污泥中含有的有机污染物不易降 解、毒性残留长，这些有毒有害物质进入水体与土壤中将造成环境污染。 2、病原微生物污染 污水中的病
22、原微生物和寄生虫卵经过处理会进入污泥，污泥中病原体对人类或动物的污染途径包括： 直接与污泥接触； 通过食物链与污泥直接接触； 水源被病原体污染； 病原体首先污染了土壤，然后污染水体。 3、重金属污染 在污水处理过程中， 70% 90%的重金属元素会通过吸附或沉淀而转移到污泥中。一些重金属元素主要来源于工业排放的废水如镉、铬；另外，还有的重金属来源于家庭生活的管道系统如铜、锌等。 4、其它危害 污泥对环境的二次污染还包括污泥盐份的污染和氮、磷等养分的污染。污泥盐分含盐量较高，会明显提高土壤电导率，破坏植物养分平衡，抑制植物对养分的吸收，甚至对植物根系造成直接的伤害；在降雨量较大地区且土质疏松土地
23、上大量施用富含氮、磷等的污泥之后，当有机物的分解速度大于植物对氮、磷的吸收速度时，氮、磷等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化，进入地下引起地下水的污染。 1.2 污泥处理处置工艺 一般而言，在污水处理厂内污泥经过预处理 (浓缩、脱水及相关辅助设施 )后，在厂内 (或厂外 )根据后续处置的不同，采用不同的处理方 式，主要处置污泥的方式有土地利用、焚烧等。 1.2.1 污泥处理过程涉及的污染问题 污泥预处理技术主要有浓缩、 脱水及相关辅助设施管理。 污泥处理技术主要有消化、发酵。污泥处理工艺见图 1-1。 图1-1 污水处理厂污泥处理工艺及产污示意图 （或者）沼气锅炉或发电初沉污
24、泥蒸汽加热脱硫塔气 柜活性污泥发 酵泥饼外运（含水率30%，热回收效率应 45%，总效率应 80%。 沼气利用前采用脱硫工艺脱硫后 H2S50mg/Nm3。 3.4.2 环境管理 1、初沉污泥和剩余污泥应在进入厌氧消化池前进行浓缩，以减少污泥消化池的建造体积和耗热量。 2、沼气锅炉和沼气发电机要上尾气净化设备，保证尾气达到大气污染物综合排放标准 (GB16297-1996)中新源的标准要求；沼气发电机组应上隔声罩，并布置在单独的密闭房间内，减少噪声污染。 3、须保证厌氧消化池的安全运行，在沼气池、储气柜、脱硫间周边划定管理区，重点防火，配备消防安全设施。 3.5 污泥消化新技术 污泥热解预处理
25、和超声波预处理是污泥厌氧消化预处理技术中研究最成熟的工艺，工程实例 2： 北京高碑店污水处理厂 高碑店污水处理厂设计处理污水 100万 m3/d，污泥产量 4000m3/d(含水率 97%)，采用二级中温厌氧消化工艺。污泥经过浓缩后，含水率 96%，进入消化池。一级消化池有加热和搅拌，二级消化池不加热也不搅拌。运行温度为 3335。一期采用沼气搅拌，二期采用机械搅拌，同时设有循环泵搅拌作为辅助搅拌方式。沼气储柜为一期设干式球罐和湿式气柜；二期为低压湿式三屉螺旋式升降式钢结构。脱硫装置：一二期分别采用干式脱硫和湿式脱硫。干式脱硫塔为填料塔； 湿式脱硫采用氢氧化钠碱液喷淋。 高碑店消化池的有机物分
26、解率平均为 36%。 一期采用 “沼气内燃机余热回收发电机组”，机械功率 513kW，热功率约 600kW；发电机发电容量 470kW，厂内并网。二期工程采用“沼气内燃 机余热回收发电机组”机械功率约 710kW，热功率约850 kW；发电机发电容量 652kW；余热回收装置热媒介质为软化水，使用泥水热交换器给消化池污泥加热。 26 热处理法和超声波使得污泥中的部分细胞体受热膨胀而破裂，释放出蛋白质和胶质、矿物质以及细胞膜碎片，在很大程度上促进污泥厌氧消化的发生。污泥厌氧消化前经过加热预处理，能够减少污泥消化停留时间，提高产气量。 第四章 污泥发酵技术 4.1 好氧发酵基本流程及产污环节 好氧
27、发酵是在有氧条件下，好氧微生物对污泥进行分解、转化并生产出发酵产品的生物转化过程。好氧发酵通过生物反应实现污泥减量化和稳定化。污泥好氧发酵的基本工艺流程及产污环节见图 4-1。 噪声噪声恶臭排放氨、硫化氢以及烷烃类气体滤液调理剂回流成品肥回流添加剂筛 分运输或销售混 合粉 碎好氧发酵（一次好氧发酵）二次好氧发酵脱水泥饼BOD5、CODcr、NH4-N、TP曝气或搅动供氧图4-1 好氧发酵的基本工艺流程及产污示意图 污泥好氧发酵主要环境问题是由于氧气浓度不足发酵伴生物产生的恶臭气体等。污泥好氧发酵过程中，微生物对有机质的分解会产生大量的水分、 CO2和 NH3、 H2S 以及烷烃类气体等。 此外，在好氧发酵场地雨水和粉尘污染问题需要考虑，部分除臭系统中的喷淋洗涤装置也会有少量的废水产生。 4.2 好氧发酵工艺及能耗和污染物排放 4.2.1 污泥好氧发酵工艺 1、预处理 污水处理厂脱水后的污泥含水率一般在 80%左右，呈片状或块状，结构通气性差，好氧发酵困难。因此，必须进行脱水污泥调质预处理，包括调节含水率；调节 C/N、 C/P；调节 pH 值 调节含水率 污泥脱水泥饼的含水率有时高达 85%，必须调节到 5560%方可进入到好氧发酵工序。含水率调节的方法有：螺杆挤压、添加干物料 (调理剂 )、发酵泥质返混、热干化、
