洛阳涯东污水处理厂污泥无害化处理工程设计 4页

第29卷第6期中国给水排水Vo1．29No．62013年3月CHINAWATER＆WASTEWATERMar．2013洛阳涯东污水处理厂污泥无害化处理工程设计王涛，马芳。，修玉凤，杨明'(1．机械科学研究总院环保技术与装备研究所，北京100044；2．机科发展科技股份有限公司，北京100044；3．洛阳市水务集团有限公司，河南洛阳471000)摘要：洛阳渥东污水处理厂污泥无害化处理工程是动态条垛式堆肥工艺的示范项目，介绍了项目概况、工艺流程、工艺设计(物料衡算、工艺参数、主要设备等)，总结了项目设计特点，并分析了项目运行效果，最后得到结论：动态条垛式堆肥工艺是稳定可靠的好氧堆肥工艺，设计与运行方便灵活；自然晾晒可以满足好氧堆肥前处理要求，是较经济的污泥减量手段；臭气污染问题是制约动态条垛式堆肥工艺应用的关键，大比例的辅料添加和大面积的绿化隔离有可能使这一问题有效缓解，若采用传统除臭系统将付出巨大代价，得不偿失。关键词：污泥堆肥；晾晒工程；动态条垛中图分类号：TU992文献标识码：C文章编号：1000—4602(2013)06—0051—04DesignofSludgeHarmlessTreatmentEngineeringinChandongWastewaterTreatmentPlantinLuoyangCityWANGTao，MAFang，XIUYu—feng，rANGMing，(1．InstituteofEnvironmentalProtectionTechnologyandInstallation，ChinaAcademyofMachineryScienceandTechnology，Beqing100044，China；2．MachineryTechnologyDevelopmentCo．Ltd．，Beifing100044，China；3．LuoyangWaterGroupCo．Ltd．，Luoyang471000，China)Abstract：ThesludgeharmlesstreatmentprojectinLuoyangChandongWWTPisademonstrationprojectofdynamicwindrowcompostingprocess．Thegeneralsituationoftheproject，technologicalprocess，processdesign(materialbalance，technicalparameters，mainequipmentandSOon)wereintro—duced，thecharacteristicsofprojectdesignweresummarized，andtheprojectoperationeffectwasana-lyzed．Theconclusionsreachedareasfollows：(1)dynamicwindrowcompostingprocessisstableandreliableaerobiccompostingprocess，thedesignandoperationareconvenientandflexible；(2)thenatu—raldryingcanmeettheaerobiccompostingpretreatmentrequirements，anditiseconomicsludgereduc—tionmeans；(3)theodorpollutionproblemiskeytorestrictthewindrowcompostingprocessapplication，alargeproportionofadditivesandalargeareaofgreeningcaneffectivelyeasethisproblem，andthetra—ditionaldeodorizationsystemwillpayaheavyprice，thelossoutweighsthegain．Keywords：sludgecomposting；dryingengineering；dynamicwindrow1项目概况(部分)脱水污泥无害化处理问题。洛阳湟东污水处理工程污泥无害化处理项目是项目建设地点位于洛阳市区北部邙山岭，距市瑞典政府贷款项目——洛阳湟东污水处理工程配套区规划区边缘约8km，厂址距最近的水口村村民居项目，主要解决湟东污水处理厂和涧西污水处理厂住地约2km，距北郊机场1km，距离湟东污水处理\n第29卷第6期中国给水排水厂20km左右。厂址地势较高，四周空旷，通风条件脱水污泥228t／d82％含水率较好。项目处理规模为228t／d(含水率为82％)，总嘲脓失62t／dlrl占地面积为126152In。建设内容包括污泥晾晒车间、好氧堆肥车间、营养土造粒车间、营养土存放库、混合料成品熟料165t／d103t／d成品及原料存放库等。55％含水率35％含水率项目于2006年开工建设，2007年12月投入运行。颗粒产品2工艺流程24t／d1O％含水率该项目采用动态(翻堆曝气)条垛堆肥工艺(见图1)，核心设备采用德国BACKHUS车式翻堆机，图3物料平衡图并设置了较为完善的营养土造粒(制肥)工艺系统Fig．3MaterialbalancediagTam(见图2)。项目主要处理设施包括污泥机械翻堆晾晒车间16座、好氧堆肥车间1座、营养土造粒车间1座、营脱泥Ii养土存放库1座、成品及原料存放库1座。3．1污泥机械翻堆晾晒车间{L——————————一l3．1．1晾晒处理工序描述；：匝匹__[麴l’每天将从污水厂运来的228t脱水污泥运至晾IL一营养土晒车间，用专用晾晒翻堆设备将污泥铺平，经过15d辅料⋯⋯⋯===：：===：：===：：墨墨囊毛广+颡粒营养i眺的自然晾晒，使脱水污泥含水率由82％降到65％，图1堆肥工艺流程体积减容约一半，以便于与其他辅料混合后堆肥。Fig．1Flowchartofsludgeeomposting晾晒过程完全依靠太阳能以及晾晒翻堆设备作用，通过翻动增大污泥水分蒸发面积和蒸发速率来降低污泥的含水率。一一一一一一一3．1．2晾晒效果影响因素污泥晾晒水分蒸发的速度与污泥的种类和性质、当地气候特点、空气的流通、物料与空气接触界团圈圆匮面面积、污泥的翻动次数等因素密切相关。I①污泥的种类和性质：就城市污水污泥而言，污泥含水率从82％降至65％，去除的是污泥中的间图2营养土造粒工艺流程隙水，这是一个污泥水分易于蒸发的阶段。Fig．2Flowchartofnutritivesoilgranulation②当地气候特点：洛阳市属亚热带向暖温带3工艺设计过渡地带，四季分明，冬季寒冷雨雪少，春季干旱大项目处理污泥量为228t／d(82％含水率)，产出风多，夏季炎热多雨且集中，秋季晴和日照长；年平颗粒营养土24t(10％含水率)、营养土32t(35％含均气温为14．7℃，年平均降雨量为601．6mm，年平水率)。符合国家有机肥料标准要求的颗粒营养土均蒸发量为1724．0mm，最大蒸发量为1988．6mm可作为园林绿化用有机肥料，符合国家园林绿化用(1971年)，年最小蒸发量为1296．7mm，年平均相泥质标准要求的营养土可作为林业、绿化用改良土对湿度为64．5％。气候条件比较干燥，适宜晾晒。或回填土使用。按350个工作日计算，年处理8．3×③空气的流通：工程采用无围墙的阳光大棚，10t脱水污泥，生产颗粒营养土8400t、营养土便于空气的流通，增大了干燥空气与蒸发表面的接11200t。触率，屋面全部采用FRP采光板，最大限度利用太物料平衡图见图3。阳能。·52·\n王涛，等：洛阳徨东污水处理厂污泥无害化处理工程设计第29卷第6期④物料与空气接触界面面积：晾晒采用平铺车间处理能力为275m。／d；停留时间为15d；及多次翻动的方式，依据实际过程的需要翻动晾晒条垛物料总体积为4125m；根据翻堆机设备的要污泥，破坏其晾晒易产成的膜，增大湿污泥与空气的求，每条垛截面积为三角形，底边宽为4．3m，高为2接触几率。m，面积为4．3m；垛总有效长度为960m；垛数为83．1．3晾晒车间的设计垛(含1条空垛)；垛长为1381TI；翻堆频率为(17欠／洛阳市年平均蒸发量为1724．0mm，根据国外2d)～(1次／d)；车间工艺尺寸为162m×48rn×9类似项目经验，污泥中蒸发的水分，等于从清水表面m。直接蒸发水分的75％，因此污泥水分的年平均蒸发主要工艺设备如下：车式翻堆机2套；5t装载量为1293mm，意味1m晾晒车间年蒸发污泥中水机1辆，铲斗容量为3m；3t装载机1辆，铲斗容量分为1．293t。现年处理含水率为82％的污泥量为为1．7m；载重自卸车2辆，额定载质量为8t；罗茨83220t，含水率要求从82％降低到65％，年脱水量风机8套，0．01MPa，170m／min，45kW。为40515t，核算晾晒车间面积为31334m。考虑3．3营养土造粒车间到雨雪天气、车间内设备的行驶道路等各方面的影好氧堆肥后的产物(营养土)含水率在35％左响，取安全系数为1．3，则晾晒车间总面积为39680右。为了利于用户施用，以及便于储存及运输，将部2m。分营养土送入营养土造粒车间制成颗粒，颗粒含固依据北京大兴庞各庄污泥消纳场污泥晾晒工程量I>90％，颗粒形状为球状；颗粒粒径为3～8mm。的实际运行数据，将污泥晾晒含水率从80％降至项目设计Et产成品颗粒为24t，年产量为8400t。60％，夏季和冬季约分别需要8d和15d。污泥铺主要工艺设备：半湿粉碎机2台；螺旋输送机4摊厚度为15em以下，晾晒翻堆机每天翻动污泥2台；混料机2台；组合造粒机2台；皮带输送机2台；～3次。营养土颗粒干燥机2台；热风炉2台；营养土颗粒冷该项目晾晒车间设计如采用污泥晾晒停留时间却机2台；营养土颗粒筛分机2台；营养土颗粒称重为15d，污泥铺摊厚度为15em，校核晾晒车间总面及装袋系统2套；颗粒输送机8套；除尘系统2套；积为28500m，按照晾晒车间总面积为39680m，引风系统4套；叉车1台，额定起质量为5000kg。则污泥铺摊厚度约为11em，满足要求。因此最终3．4营养土存放库确定晾晒车间总面积为39680m。好氧堆肥后的污泥经无害化后，部分通过自卸共设置16个晾晒车间，每个车间的平面尺寸为车运到营养土存放库，根据需要每天进库量为32t。62m×40m，面积为2480m。营养土存放库总建筑面积为1440m，长为40in，主要工艺设备如下：污泥晾晒翻堆机2套，240宽为36I1，高为6．8In。营养土存放高度为2m，储m／h；5t装载机2辆，铲斗容积为3m；3t装载机1存周期约为60d。辆，铲斗容积为1．7m；推土机2台，最大牵引力为3．5成品及原料存放库14t；自卸载重车3辆，额定载质量为5t。营养土造粒车间每天生产24t营养土颗粒，存3．2好氧堆肥车间放于成品及原料存放库，总建筑面积为1008in，长①好氧堆肥工序描述为42m，宽为241TI，高为6．8ITI。成品为25、50kg污泥经过太阳能干化后，每天将有117t晾晒污两种袋装产品，通过叉车堆放高度可达4m，储存周泥通过载重车运输进入堆肥车间相应位置，装载机期为60d。剩余面积用于存放辅料。按照比例添加辅料、熟料并将混合物料整理成条垛，4设计特点与运行效果之后采用车式翻堆机定期将物料翻堆、打散，发酵最4．1设计特点高温度可达7O℃，污泥中的病原体、杂草种子等被①工艺流程简洁杀死，经过15天左右的充分好氧发酵，污泥含水率项目工艺流程简洁，管理水平要求较低，系统可降到35％左右，颗粒粒径<15mm，实现污泥减量靠性较高，抗冲击负荷能力较强。化、无害化的目的。②自然晾晒前处理工序②工艺计算自然晾晒作为好氧堆肥前处理工序，具有减量·53·\n第29卷第6期中国给水排水化程度高、运行成本低等优势，在用地和自然条件允5结语许的情况下，自然晾晒是经济有效的堆肥预处理技洛阳湟东污水处理厂污泥无害化处理工程作为术；与传统自然晾晒系统相比，洛阳项目采用全FRP动态条垛式堆肥工艺的示范项目，在从国外引进技屋面板晾晒车间，自然气候适应性和运行可靠性明术过程中获得了大量宝贵经验，也在中国的本土化显提高。应用中发现了诸多问题：③封闭式大跨度堆肥车间和车式翻堆机的应①动态条垛式堆肥工艺是稳定可靠的好氧堆用肥工艺，设计与运行方便灵活；动态条垛式堆肥工艺在国外多为露天条件下采②自然晾晒可以满足好氧堆肥前处理要求，用，洛阳项目同样基于自然气候适应性和运行可靠是较经济的污泥减量手段；性的考虑，并根据车式翻堆机的特点设计了封闭式③臭气污染问题是制约动态条垛式堆肥工艺大跨度堆肥车间，162m的车间长度和136m的条应用的关键，大比例的辅料添加和大面积的绿化隔垛长度使翻堆机尽量直线运行，减少挑头作业，提高离有可能使这一问题有效缓解，若采用传统除臭系设备有效利用率，并且在增加车间封闭性的前提下，统将付出巨大代价，得不偿失。最大程度地适应设备使用条件。④完善的制肥系统参考文献：项目设置了完善的营养土造粒生产线，可以生[1]王涛．温室技术在污泥堆肥设计中的应用[玎．工程产有机颗粒肥，略加改造即可满足有机无机复混肥建设，2006，(3)：53—55．料生产要求，并且设置了专门的颗粒肥料库房。4．2运行效果项目2007年底投入运行后，一直保持正常运行状态，处理量达到设计指标，除处理澶东污水处理厂产生的脱水污泥外，还处理了部分涧西污水处理厂污泥，这得益于设计中安全系数取值较高。冬季堆肥产物含水率为40％左右，无法达到设计指标35％，主要原因是堆肥车间面积较大，热量散失较大，影响水分去除效果。项目臭气采用无组织排放，对周边居民生活有不良影响，分析原因如下：条垛式动态堆肥工艺与大作者简介：王涛(1974一)，男，辽宁沈阳人，研跨度车间结合势必造成气流组织与控制困难、除臭究员级高级工程师，注册一级建造师，注量巨大等问题，国外多采用增大绿化隔离距离和增册咨询工程师，主要从事污泥处理处置工加辅料添加比例的措施加以缓解，国内较难解决。艺与设备方面的研究以及工程设计等方面工2012年洛阳项目启动改扩建工程，改造后项目处理作，公开发表论文6O余篇。E—mail：wangtao3214@126．corn能力将增加至400t／d，并彻底解决臭气收集处理问题收稿日期：2012—08—15·54·