沉淀污泥高速生物处理厂可行性研究报告
摘要：沉淀污泥生物处理创新采用污泥洗涤、超高温厌氧消化、多级厌氧消化、沼渣湔孚、秸秆共混等工艺，大大提高了消化违度和沼气产量；工程设计创新采用地埋式、多级，混凝土结构厌氧消化反应器，大大降低了工程投资戍芩．生物处理沉淀污泥成本最低，产生的副产品沼气发电创收，沼渣制成肥创收，经济效益可观，即使政府财政不补贴资金处理厂也能获得较好的经济效益。
关键词：污水处理；沉淀污泥；生物处理；投资少；效率高；成本低；技术强；处理全
一.概述
近几年来我国的污水处理工作有了前所未有的发展，污水处理厂在解决水污染问题方面起到了巨大的作用，在很大程度匕缓解了我国水污染的危机。但是，多数污水处理厂对大量的沉淀污泥如何安全处理和处置束手无策，有8瓶淀污泥没有得到妥善处理，由于污水处理后产生大量的沉淀污泥无处堆放，很多污水处理厂已经面临停止运营的窘境，沉淀污泥已成为多数污水处理厂亟待解决的问题。目前的技术发展很难实现处理沉淀污泥净盈利，以泥干化焚烧发电为例，污泥运输、干化的成本要远高于焚睨发电带来的收益。污泥中含有大量微生物的菌体和有机胶体物质，导致污泥黏度大脱水困难，采用机械脱水的方法只能将含水率降低到80％左右，污泥含有大量的水为后续处理带来难度，加大了污泥处理费用。污泥现有处理、处置方法：污泥用会与人类的．僦发生关系，存在极大风险；污泥填埋污染地下水源，大部分垃圾填埋场存在拒收污泥的现象；污泥焚烧一次性投资巨大，焚烧时达不到热值耗费过多的热量，造成严重的大气污染；污泥厌氧消化处理是最佳处理方法，但是处理厂投资大，处理费用高，没有政府财政补贴难以盈利，巨额财政补贴给当地政府带来沉重负担。我公司多年来不断研发餐厨污水处理和垃圾生物处理，在此基础匕汇集了国内外生物处理前沿技术，发明专利技术—捣泥洗涤高速生物处理系统和方法。该方法创新采用沉淀污泥洗涤工艺，首先洗出污泥中有机物质，分离无机物和不易分解垃圾夕}运埔哩，将有柳污泥浓缩进行高温厌氧消化处理。沉淀污泥经过冼涤洗出污泥中一半固体含量，减少了一半生物处理量，节省工程投资和生产成本；沉淀污泥经过洗涤单独处理有机物泥，去除了无机物在反应器中的沉淀，减少了设备、反应器的维护；沉淀污泥经过洗涤洗出污泥中容易沉淀的重金属，提高了有机肥的品质。小型污水处理厂产生的沉淀污泥较少，为了降低生产成本需要睛．一定的生产规模，沉淀污泥可与秸秆、餐厨嘲刻撇高鞠汽和有机肥产量，沉淀污泥高速生物处理系统，工程设计创新采用地埋式、紧密型、多级消化反应器设_汁，门．个独立的厌氧消化反应器你中有我我中有你浑然一体，节省建筑材料，采用混凝土结构造价低廉a目前国内外现有的厌氧消化系统普遍采用地上式结构，地b￡结构能使配备设备便于维护和便于排放沼渣预防沉淀。该厌氧消化系统工程设计很好地解决了配套设备的维护和沼渣沉淀，消化系统配备设备少，只需要几台水泵，就是水泵坏了更换一台用不完20分钟，保证设备检修不停产，反应器内部吹浮管道采用耐腐蚀不锈钢管，20年以上不需要停产大修；沉淀污泥经过洗涤去除了无机物在反应器中的沉淀，有机物过滤后较小的固体经吹浮系统吹浮也不能沉淀。地埋式消化系统不仅投资少、不占用土地，而且还能防地震、防雷击和使用寿命长、减少消化系统的热量损失。以设计—个日处理600吨含水量80％的沉淀污泥高速生物处理厂为例，处理能力、污泥含水量与大连夏家河污泥处理厂完全相同，与其相比仅需要21％资金。处理厂日常运营费用低，设备维护少，能源消耗自产沼气，产生的副产品沼气发电刨收，沼渣制作有机肥料创收，经济效益可观，即使政府财政不补贴资金处理厂也能获得较好的经济效益。
二.建设场地
本项目沉淀污泥高速生物处理厂，筹建在准备筹馘正在使用的城镇污水处理厂内，就地就近处理污泥。
三.沉淀污泥高速生物处理方法
3.1沉淀污泥洗涤工艺
将污水处理厂沉淀池污泥收集泵入沉淀污泥洗涤装置中洗涤(也可以收集其他污水处理厂沉淀污泥，用专用运输车运来直接掴I入洗涤装置中洗涤)，洗涤装置设有洗涤池、有机污泥沉淀池、澄清污水井、高浓度有机污泥储存池、固体垃圾脱水池；洗涤池池底设有30-_50度坡度，坡度尽头设有2-4台污泥泵管道连通洗涤池前部进料管口，洗涤池与有机污泥况淀池共用的隔墙匕部悬空连通有机污泥沉淀池，悬空部分设有格栅，格棚孔径0．8-1．5cIIl；(省略)
3.2秸秆预处理工艺
收购农民的玉米秸秆(或其他秸秆)已经过揉搓粉碎草化，压缩成长方形草捆方便运输，草杆最大直径0．Scm；(省略)
3.3厌氧消化工艺
按照1：0．5-2(干物质重量)比例，分别将浓度10-12％(干物质含量)的高浓度有机物泥和已经半水解酸化的秸秆溶液抽入备料池，根据检测混合液PH值数据，矾碱性溶液池抽出一定数量的碱性溶液泵入备料池中和酸碱度，中和后的PH值5．5-6．5；也可以将较低浓度(5—6％)有机物泥从沉淀池直接泵入厌氧消化反应器消化处理；(省略)3A副产品利用沼肥从最后—个高温产甲烷反应器中抽出进入沼肥脱水柳脱水，脱出的沼液回流到沼液池，沼液免费供应市政、蔬菜基地、农户和调整反直器消化液PH值、浓度，或排入污水处理厂沉淀池，沼肥脱水后沼渣含水率60-65％(省略).
3.5其他创新工艺
3.5.1多级厌氧消化工艺
目前国内外普遍采用单级或两级厌氧消化工艺。实践证明：两级厌氧消化工艺(两个反应器)即创造两个不同的生物营养环境(如温度、pH等)，比单级(—个反应器)厌氧消化工艺可以提高反应器整体消化效率，增加沼气产量和增加消化系统的稳定性。本项目创新采用多级厌氧消化工艺，设有多个独立的消化反应器，分别控制不同温度和PH值，更有利于特定厌氧菌群生长，更进—步提高了消化效率和消化速度；多级厌氧消化工艺不仅提高消化速度而且大大提高了消化系统的稳定性和可操作性，单独调整每个反应器可以更好地保证厌氧消化正常进行。
3．5．2超高温消化工艺
目前我国厌氧消化工艺—般采用中温35度消化工艺。最近国外学者研究表明：有机物厌氧消化在65-68度时水解活性进—步提高，加快有机物水解速度，需要把超高温水解工序单独放在—个反应器中进行。本项目首先利用这—科研成果，把超高温水解工序放在两个反应器中进行，超高温水解酸化反应器设定温度65-68度，超高温过渡反应器设定温度58-61度。有机物厌氧消化工艺理论匕规定：自然厌氧消化工艺消化温度10-26度，中温厌氧消化工艺消化温度35度，；高温厌氧消化工艺消化温度55度，本项目厌氧消化工艺消化温度最高达到68度，消化温度每提高10度消化速度就会提高—倍。
3.5.3沼渣漂浮工艺
厌氧菌喜欢附着在固体物质E(如沼渣、污泥等)，为了使厌氧菌与消化物充分接触加快消化速度，迫使沼渣和固体消化物从反应器底部漂浮起来，一是采用高压回流气体定时强力吹浮，使沼渣和固体消化物全部漂浮起来，也叫高压吹浮；二是每个反应器自身消化液24小时不问断循环低压吹浮，保持沼渣和固体消化物不沉底，也叫低压吹浮。一般厌氧消化工艺消化物料进入反应器中与消化液混合，较轻的固体消化物漂浮在消化液匕部，厌氧菌浓度低，消化速度慢；较重的固体消化物沉淀在反应器下部与沼渣混合，虽然厌氧菌浓度较高，但是在缺少消化液情况下容易造成局部消化超载，抑制了消化速度，所以—般的厌氧消化工艺消化速度较低。目前国内外—般厌氧消化工艺也有低速机械搅拌和回流气体吹浮，低速搅拌只能使很少—部分沼渣和固体消化物漂浮，回流气体吹浮也是短时间吹浮，沼渣与固体消化物还会沉底，起不到厌氧菌与消化物充分接触的目的。
四.沉淀污泥高速生物处理系统
4.1土舡程
]4003污泥洗涤装置6s003、厌氧消化反应器240003、沼液池5403、碱性溶液池603；(省略)
4.2配套设备
污泥泵、过滤粉碎机、吹浮设备、在线监测设备、有机肥生产线、沼气发电机组、沼气脱硫设备、大型沼气储气罐等；其他设施：聚氨日酏隘掰乞层、不锈钢吹浮管道、系统外镀锌管道、运输车辆、交通工具等。 (全部设备国产化)
4.3配套房屋
操作车间、化验室、锅炉房、发电机房、有机肥车间、有机肥仓库、办公室、职工食堂、职工浴池、职工宿舍。(省略)
五.投资估算
3150万元(附投资清单)污泥处理系统1494．8万元、发电设备1005万元、有机肥生产218万元、厂区建设280万元、运输交通车辆80万元、计划外资金72．2万元.
六.投资对比
投资—个日处理沉淀污泥600吨含水量80％的高速生物处理厂，投资估算资金3150万元；2009年4月正式投产运行的大连夏家河污泥处理厂，处理能力、污泥含水量完全相同投资1．5亿元，与其相比仅需要21％资金(未加物价上涨指数和预留处理fiIp3)。
7市场分析
保护环境是我国的基本国策，治理环境污染是各级政府的重要工作，垃圾生物处理技术已歹入国家环保十二五攻关技术，特别是污水处理厂沉淀污泥污染严重，处理难度大，彻底根治还没有—套可靠的管理办法和低成本处理运营模式。沉淀污泥高速生物处理厂处理沉淀污泥经济、环保、高效、可靠，市场前景广阔，一定会在污水处理、环保、能源、农业领域大显身手作出积极贡献。
八.经济效益
8.1销售收入
1454万元／年 沼气发电收入797万元绰，有机肥收入657万元／年。
8.2费用支出
712万元年工资支出252万元年、管理费支出252万元年、税金支出72万元年、耗材支出100万元／年、维修费支出36万元／年。
8.3利润收入
42万元／年 销售收入1454万元／年费用支出7 12万元佯。
8.4所得税
93万元侔 所得税率25％，新型产业减半12．5％,742万元X12．5％。
8.5净利润收入2127页司年.
8.5.1.营业净利润
649万元／年 742万元-93万元。
8.5.2处理污泥补贴
1478万元／年 处理—吨含水量8瓶淀污泥政府财政补贴135元(大连模式全国最低)，日处理600吨，每天补贴8．1万元，年补贴2956万元，本项目按一半补贴1478万元侔。
九.营运对比
大连夏家河污泥处理厂政府投资企业经营，处理一吨泥政府财政补贴企业135元(全国最低价)，污泥处理厂处理污泥费用每吨1 35元，不包括各污水处理厂污泥浓缩含水量80％的浓缩费、污泥运输费，总费用相加不低于200元／吨。本项目处理一吨含水量800／,污泥只需政府补贴67．5元，减少了污泥处理费2倍，每年节省处理费2900万元。
十.生态效益
沉淀污泥是垃圾中最难处置的垃圾，有机物、含水率高，填埋法、焚烧法、堆肥法都不能合理处置；沉淀污泥散发剧烈恶臭，含有大量细菌、病原体，是彻头彻尾的问题垃圾。沉淀污泥高速生物处理厂处理沉淀污泥全程封闭，不会有臭味外泄，处理后产生的副产品全部利用，把有害污泥变害为宝。淀污泥高速生物处理是保护环境、保持生态平衡、充分利用垃圾资源、处理成本最低的最佳处理方法。
十一.社会效益
沉淀污泥高速生物处理厂依托先进技术，投资少、低成本i垂营模式为实现我国沉淀污泥生物处理产业化奠定了基础。沉淀污泥就地耥丘处理减型习垂输费用和二次污染，污泥生物处理从洗涤、消化、利用全程封闭，污泥洗出有机物质极少量固体垃圾外运填埋，不会对地下水源、周边环境、大气环境造成污染，彻底改变了污泥给人f『燃的恶劣形象。污泥与秸秆、餐厨垃圾共混生物处理提高了沼气、有机肥产值，大量收购废弃秸秆减少了秸秆絷晓政府投入的人力、财力和治理了餐厨垃圾、地沟油对食品安全的冲击。沉淀污泥高速生物处理厂还能处理化粪池垃圾，市政下水道污泥，充分利用废弃垃圾创造社会财富，生物处理产生的沼气补充了紧张的能源，有机肥替代化肥生产有机蔬菜、瓜果、粮食；还能安排大量就业岗位，创造出显著的经济效益，减少政府财政补贴。沉淀污泥高速生物处理厂投资少、效率高，速度快、低成本运营模式将会取代现有的污泥处理方法；创新的污泥洗涤、超高温厌氧消化、．多级厌氧消化、沼渣漂浮等工艺，将会改进现有大中型厌氧消化系统的工程设计、工艺设计。沉淀污泥高速生物处理厂污泥处理技术营运模式已：达到国际先进水平。我公司专利餐厨污水处理装置、餐厨垃圾高速生物处理方法及系统、生活垃圾免分拣生物处理方法及系统、污泥洗涤生物处理系统及方法，覆盖城市饭店、食堂餐厨污水和餐厨垃圾、居民生活垃圾、化粪池垃圾、市政下水道污泥、污水厂沉淀污泥的高速生物处理技术。餐厨垃圾与沉淀污泥共混生物处理，经过冼涤可以洗出餐厨垃圾中的盐分，有利于正常厌氧消化和降低沼肥盐度及防治土壤板结，是餐厨垃圾最经济科学的处理方法；生活垃圾与沉淀沉淀共混生物处理可以提高沼气、有机吧产量。—个城市可根据具体情况采用组合方式处理各种垃圾，大城市可细分专业的垃圾生物处理厂，小城镇垃圾数量少全部垃圾可以—起生物处理。城市垃圾最佳处理方案：沉淀污泥与餐厨垃圾共混生物处理，处理厂设在污水处理厂中；沉淀污泥与生活垃圾共混生物处理，处理厂设在垃圾填埋场中。
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