隨著(zhù)我國城市經(jīng)濟的快速發(fā)展、城市人口的不斷增加、地方市政建設規模的不斷擴大以及企業(yè)生產(chǎn)規模的不斷擴大，所產(chǎn)生的生活污水排放量也隨之增長(cháng)，對營(yíng)造良好的城市環(huán)境產(chǎn)生了較大的影響。在該種情況下，城鎮污水處理廠(chǎng)做好生活污水、污泥的無(wú)害化處理、承擔地區環(huán)境保護污染物減排的社會(huì )責任，則成為了非常重要的一項工作。本文以神華準能污水處理廠(chǎng)污泥處置工藝為例，對污泥好氧發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行了介紹，并對節能減排效益進(jìn)行了分析。

　　在我國城市化建設不斷發(fā)展的過(guò)程中，要求排放水體的污染物排放標準也在不斷提高，城市污水處理率逐年提升，城市污水處理廠(chǎng)處理污水產(chǎn)生的污泥的數量也不斷增加。

　　一般城市污水處理廠(chǎng)產(chǎn)生的污泥為含水率在80%的固體或流體狀物質(zhì)，在這部分污泥當中，含有微生物群落、各種有毒有害有機物、重金屬、致病菌、病毒、蟲(chóng)卵、草籽以及殘留絮凝藥劑等成分，還伴有惡臭味，外觀(guān)黑色、粘稠，有較強的污染性，需要在經(jīng)過(guò)適當方式進(jìn)行無(wú)害化處理后才能夠避免二次污染情況的發(fā)生；

　　同時(shí)，這部分污泥含有潛在利用價(jià)值的有機質(zhì)及數量較多的氮、磷、鉀和各種微量元素，如應用在農田當中之后，可促進(jìn)農作物生長(cháng)、改良土壤結構，應用前景廣闊，但前提是必須經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理。

　　在對社會(huì )、經(jīng)濟以及環(huán)境生態(tài)三者進(jìn)行平衡考慮的基礎上，結合薛家灣地區發(fā)展的特點(diǎn)，槽式好氧發(fā)酵工藝可以說(shuō)是適合神華準能集團有限責任公司污水處理廠(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)準能污水處理廠(chǎng)）污泥處置的一種最有效的方式，且得到了有效應用。

　　1背景

　　1.1污水廠(chǎng)污泥處理的現狀

　　準能污水處理廠(chǎng)位于內蒙古自治區準格爾旗薛家灣鎮。薛家灣鎮地處準格爾旗東部，地理坐標為東經(jīng)110°51′——111°22′12″，北緯39°32′30″——39°58′。薛家灣鎮東臨呼和浩特市，南與龍口鎮、陜西省府谷縣相連，西與沙圪堵鎮搭界，北與大路鎮、布爾陶亥蘇木接壤。全鎮總面積1297km2，轄31個(gè)村、1個(gè)小區。

　　準能污水處理廠(chǎng)始建于1992年，原設計污水處理能力為12500m3/d，采用普通活性污泥法工藝。2008年、2016年先后兩次污水廠(chǎng)開(kāi)展了兩期擴能工程，處理規模40000m3/d，設計出水水質(zhì)為《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準，以CAST為主體工藝。CAST池產(chǎn)生的剩余污泥由剩余污泥泵提升至貯泥池，經(jīng)污泥螺桿泵提升后由離心脫水機進(jìn)行離心脫水，脫水后污泥含水率在80%左右。

　　準能污水處理廠(chǎng)日產(chǎn)污泥（含水率80%）45——60t，脫水后污泥外運到指定地點(diǎn)進(jìn)行填埋。準能污水處理廠(chǎng)污泥處置工程于2017年6月開(kāi)工建設，預計2017年12月底投產(chǎn)運行，污水處理產(chǎn)生的濕污泥經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理，生產(chǎn)出的成品成為肥料計量打包外運，作為資源再利用。

　　1.2準能污水處理廠(chǎng)污泥無(wú)害化處理工藝的選擇

　　在國家住建部、環(huán)保部發(fā)布的城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處置及污染物防治政策要求的新形勢下，根據污泥最終安全處置要求和污泥特性，選擇適宜的污水和污泥處理工藝，實(shí)施污泥處理處置全過(guò)程管理。準能污水處理廠(chǎng)綜合考慮污泥泥質(zhì)特征、地理位置、環(huán)境條件等因素，因地制宜地確定污泥處置方式。

　　結合國內外現有污泥處理成熟技術(shù)，結合準能集團公司調研結果，及污泥處置系統工藝設備確定專(zhuān)題會(huì )議討論結果，將該污水處理廠(chǎng)污泥處置工藝確定為動(dòng)、靜態(tài)結合的槽式好氧發(fā)酵工藝，滿(mǎn)足污泥處理處置中無(wú)害化和穩定化的基本要求；同時(shí)，好氧發(fā)酵工藝的選擇可實(shí)現污泥資源化利用。

　　在該技術(shù)中，其通過(guò)微生物的作用，將原本不穩定的有機質(zhì)降解和轉化成具有穩定特性的有機質(zhì)，在降低發(fā)揮性有機質(zhì)含量的基礎上，減少臭氣含量，在物理性狀方面具有較為明顯的改善，方便運輸、儲存以及實(shí)際使用，效果良好。

　　同時(shí)，高溫堆肥方式的應用也能夠對堆料當中的蟲(chóng)卵、草籽以及病原菌進(jìn)行殺滅處理，以此使污泥處置后的產(chǎn)品更適合作為植物營(yíng)養源以及土壤改良劑。污泥好氧發(fā)酵過(guò)程比較復雜，主要有：添加輔料調整堆料的含水率和適當的C/N比；選擇填充料改變污泥的物理性狀；建立合適的通風(fēng)系統；控制適宜的溫度和pH值等。

　　好氧發(fā)酵是實(shí)現污泥資源化利用的一種重要途徑。其優(yōu)點(diǎn)是投資少、工藝簡(jiǎn)單、易操作、運行成本相對較低，但常規工藝臭味大、操作環(huán)境差，并且堆肥后農用或其他土地利用受污泥中重金屬、有機物及N、P含量的限制。

　　2好氧發(fā)酵工藝技術(shù)應用

　　2.1設計處理能力

　　準能污水處理廠(chǎng)污泥處置設計能力為：脫水污泥100t/d（含水率80%）。

　　2.2工藝流程

　　除臭系統單元，工藝流程圖見(jiàn)圖1。

　　2.2.1污泥混料、輸送單元

　　污泥脫水車(chē)間生產(chǎn)出的濕污泥利用2臺自卸裝運車(chē)，直接運送倒入污泥料倉。通過(guò)自動(dòng)計量裝置將濕污泥、調理劑和返混料均勻輸送至混料機中充分混合，使物料達到適宜的含水率，并保證混合料具有松散的結構，達到堆肥所需的自由空域要求。

　　混料系統含污泥料倉、輔料料倉、返混料倉、混料機、原料皮帶輸送機、混合料皮帶輸送機、卸料皮帶及轉向平臺。混料系統在混料車(chē)間現場(chǎng)設置一套控制平臺，所有設備控制平臺上現場(chǎng)操作。控制方式由手動(dòng)和聯(lián)動(dòng)兩種，聯(lián)動(dòng)控制由PLC實(shí)現。現場(chǎng)控制平臺設置聯(lián)動(dòng)、手動(dòng)轉換按鈕。聯(lián)動(dòng)操作時(shí)，設備循序啟動(dòng)，啟動(dòng)順序為卸料皮帶—混合料輸送皮帶—混料機—原料輸送皮帶—輔料料倉—返混料倉—污泥料倉，而設備停止順序與啟動(dòng)順序則相反。

　　從混料機出來(lái)的混合料，經(jīng)皮帶機輸送至自卸車(chē)，由自卸車(chē)送入發(fā)酵槽。發(fā)酵槽中的物料進(jìn)行平整，然后插入溫度、氧氣監測探頭，并由計算機啟動(dòng)發(fā)酵過(guò)程監測和控制程序。

　　2.2.2污泥好氧生物發(fā)酵單元

　　將混合后的物料堆放至發(fā)酵槽內進(jìn)行好氧生物發(fā)酵。發(fā)酵過(guò)程開(kāi)始后，在鼓風(fēng)機提供氧氣的條件下，好氧微生物迅速增殖，堆體溫度迅速升高，2——3天后堆體進(jìn)入高溫期。通過(guò)自動(dòng)監測和控制系統使堆體在50℃以上的高溫階段維持5——7天以上，以達到充分殺滅病原菌和雜草種子，實(shí)現物料的無(wú)害化和穩定化的目的。高溫期結束后，由勻翻機進(jìn)行翻堆，使不同部位的物料進(jìn)一步混勻，提高產(chǎn)品質(zhì)量。endprint

　　整個(gè)發(fā)酵過(guò)程為自動(dòng)控制，發(fā)酵倉中設置有氧氣、溫度監測探頭，探頭采集的數據經(jīng)信號采集器輸入計算機控制系統，實(shí)時(shí)回饋控制鼓風(fēng)曝氣的強度和時(shí)間。發(fā)酵車(chē)間內安裝有環(huán)境監測探頭，在線(xiàn)監測廠(chǎng)房?jì)拳h(huán)境中氨氣、硫化氫等有害氣體濃度。當有害氣體濃度達到默認危害濃度時(shí)，系統報警并開(kāi)啟預警系統，自動(dòng)啟動(dòng)除臭系統。

　　發(fā)酵周期為20天，污泥發(fā)酵車(chē)間內設置發(fā)酵槽共10組分為20格，平行布置。單槽長(cháng)度為30m，寬度為4.5m，高度為2.2m。每組發(fā)酵槽設置3臺曝氣鼓風(fēng)機，鼓風(fēng)機設置于每組發(fā)酵槽間隙。發(fā)酵系統采用動(dòng)、靜結合，加速腐熟。每個(gè)發(fā)酵槽設置3套溫度檢測儀和1套氧氣監測儀來(lái)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測堆體內的氧氣含量及溫度。

　　根據回饋的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測數據自動(dòng)控制強制通風(fēng)過(guò)程。翻拋機及其拖車(chē)現場(chǎng)遙控操作運行，強制通風(fēng)系統遠程自動(dòng)控制，根據溫度監測儀及氧氣檢測儀回饋的數據通過(guò)發(fā)酵工藝自動(dòng)控制軟件進(jìn)行自動(dòng)控制。

　　曝氣方式采用“動(dòng)-靜結合”的供氧方式。在發(fā)酵初期，物料濕度大、熱量累積和持續高溫的階段，堆體保持靜止狀態(tài)，采用鼓風(fēng)機供氧，充分保證堆體的高溫狀態(tài)，加速物料無(wú)害化，避免惡臭氣體排放；在堆體維持足夠的高溫期后，為改善堆體的水分分布，對堆體進(jìn)行勻翻，促進(jìn)物料后期腐熟，加速水分脫除。

　　2.2.3篩分系統

　　篩分系統主要由篩分前料倉、篩分前皮帶輸送機、篩分機、篩下物皮帶輸送機、篩上物皮帶輸送機等設備組成。腐熟后的成品暫存在后熟區，經(jīng)過(guò)底部曝氣系統微曝氣進(jìn)行后熟，后熟后的產(chǎn)品經(jīng)篩分系統進(jìn)行篩分，篩下物作為成品進(jìn)行土地利用，篩上物作為回流料進(jìn)入返混料倉，循環(huán)進(jìn)入混料系統。

　　2.2.4資源化利用階段

　　好氧發(fā)酵過(guò)程完成后，部分腐熟物料可作為成品打包外運，進(jìn)行資源化利用，其余部分作為返混料。

　　2.3好氧發(fā)酵工藝的特點(diǎn)

　　該工藝的特點(diǎn)有：

　　第一，占地面積小、堆肥效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩定。槽式好氧發(fā)酵，其核心工藝為通過(guò)翻拋設備對堆體進(jìn)行翻拋，同時(shí)采取強制通風(fēng)措施給堆體供氧，除起到補充氧氣作用外還具有加速水分脫除的功能。足量的曝氣和翻拋能夠保證發(fā)酵過(guò)程對細菌、病毒等有害物質(zhì)的殺滅率，堆肥效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩定。

　　第二，工藝自動(dòng)化、智能化程度高。可以實(shí)現工藝自動(dòng)化控制，有效保證工藝的高效穩定，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩定，同時(shí)減少人力投資。

　　第三，臭氣污染易于控制。靜態(tài)堆肥倉工藝通過(guò)調節物料性質(zhì)，減少翻堆過(guò)程，但有臭氣外溢，且控制水平低。而槽式堆肥由于發(fā)酵過(guò)程氧氣含量較足，產(chǎn)生惡臭氣體少，同時(shí)在車(chē)間設置排風(fēng)口，收集臭氣并進(jìn)行處理，能夠顯著(zhù)改善廠(chǎng)區環(huán)境。第四，槽式好氧發(fā)酵工藝應用廣泛，工藝成熟。經(jīng)了解調研，目前國內普遍采用的污泥好氧發(fā)酵工藝類(lèi)型為槽式好氧發(fā)酵。該工藝成熟、運行穩定、臭氣收集與處理控制水平高。

　　2.4物料配比平衡

　　混料后物料的性狀直接影響到發(fā)酵效果的好壞。通常，離心脫水后的污泥具有含水率高、孔隙率低等特點(diǎn)，在好氧發(fā)酵前必須與填充料進(jìn)行混合、破碎，進(jìn)行適當的預處理，以調節適宜的含水率、碳氮比等參數。混合后物料的含水率盡量控制在60%左右，碳氮比在25∶1——35∶1。填充料的選擇因地制宜，可以利用剪枝、落葉等園林廢棄物和秸稈、木屑、鋸末等有機廢棄物，或利用已發(fā)酵的熟料作為回填料。添加比例要適中，過(guò)低會(huì )影響發(fā)酵效果，過(guò)高會(huì )增加運行成本。

　　在保證發(fā)酵效果的前提下，充分考慮當地資源及經(jīng)濟因素，向污泥中添加適當比例的調理劑及回流物料，并且在混料機中充分混合保證物料性狀均勻。

　　準能污泥處理處置工程設計處理污泥100t/天，根據設計處理能力，有關(guān)專(zhuān)家計算得出100t含水率為80%的污泥與15t回流腐熟料（返混料）以及15t有機輔料（秸稈等）混合，混合均勻后物料175t，含水率61.1%。經(jīng)過(guò)高溫發(fā)酵，有機質(zhì)與水分揮發(fā)76.3t，充分腐熟后含水率降到40%，腐熟后的重量為98.7t，腐熟的物料每日回流60t，剩余的成品外運38.7t。現污水處理廠(chǎng)每天大約產(chǎn)生60t的濕污泥，約需投加9t的輔料，可產(chǎn)生23t的成品。

　　3節能減排效益分析

　　隨著(zhù)科學(xué)的進(jìn)步和社會(huì )發(fā)展，對能源的需求量日益增加，而如何高效、合理地利用有限的能源，最大限度地節約能源是我們目前所面臨的問(wèn)題。準能污水處理廠(chǎng)污泥處置工程設計過(guò)程中，把設備的節能作為設計的重點(diǎn)，把好設備選型關(guān)。污泥處置工藝設備購置力求高效節能，設備全部采用先進(jìn)節能型的設備，并采用先進(jìn)的PLC控制系統，根據污泥發(fā)酵過(guò)程的各項工藝參數，混料、翻拋、鼓風(fēng)等設備的運行接受自動(dòng)檢測，并實(shí)現自動(dòng)控制，使整個(gè)污泥處置系統的設備運行狀態(tài)保持最佳狀態(tài)，以提高節能效果，降低能耗指標。

　　準能污水處理廠(chǎng)污泥處置工程的建設，不僅滿(mǎn)足國家環(huán)保污泥無(wú)害化、穩定化處理的要求，還可以減少濕污泥填埋對環(huán)境可能造成的污染，主動(dòng)承擔地區環(huán)境保護和污染物減排的社會(huì )責任，為準格爾旗地區環(huán)境保護事業(yè)做出了重大的貢獻，為改善準格爾旗人民的人居環(huán)境發(fā)揮了重要作用，創(chuàng )造了良好社會(huì )效益。生產(chǎn)出的成品可用作農用、園林綠化及土地改良（用于鹽堿地、沙化地和廢棄礦場(chǎng)的土壤改良材料及垃圾填埋場(chǎng)覆蓋土）等，還可給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟利益，實(shí)現互惠互利、企地共贏(yíng)。

　　4結語(yǔ)

     在上文中，我們對城市污水處理廠(chǎng)污泥好氧發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行了一定的研究與分析。經(jīng)過(guò)新工藝的應用，在工藝運行、節能減排方面都獲得了較好的成果，對保護環(huán)境和地區經(jīng)濟發(fā)展均發(fā)揮了重要作用，為清潔型城市的建設打下了扎實(shí)基礎。