污水處理廠污泥處理處置技術(shù)評估
行業(yè)動態(tài)
1 項目背景
由于我國城市化進(jìn)程的不斷加快，城市污水的產(chǎn)生量也在持續(xù)增長。隨著我國城市污水處理率的不斷增加，污泥的產(chǎn)量呈急劇上升趨勢。污泥是潛在的環(huán)境污染源，甚至已開始引發(fā)一些社會問題。由于污泥含水率高、體積大，不僅在處置的過程中占用大量的土地資源，而且在轉(zhuǎn)運的過程中極易發(fā)生泄漏而污染周邊環(huán)境。同時，污泥中含有大量的有機(jī)質(zhì)物質(zhì)，遇到厭氧環(huán)境會發(fā)生腐敗，而產(chǎn)生硫化氫、甲硫醇等不良?xì)怏w。除此之外，污泥中還含有重金屬等有毒有害物質(zhì)和病原菌、寄生蟲以及難降解物質(zhì)，嚴(yán)重威脅著人類和生態(tài)環(huán)境的安全。如果污泥得不到科學(xué)合理的處理處置，很容易造成二次污染。
污泥的處理處置已成為制約許多城市發(fā)展的主要因素，選擇適用的污泥處理處置技術(shù)方案無疑將促進(jìn)這一問題的解決。但是，目前，我國關(guān)于污泥處理處置技術(shù)評估的研究還很薄弱，缺少方法學(xué)指導(dǎo)。因此，迫切需要開展污泥處理處置技術(shù)評估方法研究并進(jìn)行評估，給出推薦技術(shù)路線。
2 項目介紹
本研究以污泥處理處置技術(shù)為研究對象，以構(gòu)建污水處理廠污泥處理處置技術(shù)評估方法體系為研究目標(biāo)，在文獻(xiàn)調(diào)研、現(xiàn)場調(diào)研和實驗測試的基礎(chǔ)上，應(yīng)用成本效益分析法和模糊綜合評估法對污泥處理處置技術(shù)進(jìn)行評估，并建立了相應(yīng)的評估指標(biāo)體系和評估程序，開發(fā)了模糊綜合評估系統(tǒng)。以蘇州、北京和太原為例，應(yīng)用污泥處理處置模糊綜合評估法給出理想的污泥處置技術(shù)方案評估結(jié)果。
3 創(chuàng)新點
3.1 建立了綜合性污泥處理處置技術(shù)數(shù)據(jù)庫
（1）全國性調(diào)研分析污水處理廠污泥成分與性質(zhì)
選擇我國不同地區(qū)不同污水處理工藝和污水處理規(guī)模的污水處理廠作為調(diào)研對象，調(diào)研對象包括12個城市的19家污水處理廠、5家污泥處理廠。為掌握污泥成分信息，對調(diào)研污水廠和污泥處理處置廠的初沉污泥、剩余污泥、濃縮污泥、消化污泥、脫水污泥、堆肥前期、堆肥中期、堆肥后期、干化干料、干化濕料進(jìn)行測試。測試項目包括含水率、pH、TN、TP、蛋白質(zhì)、重金屬（Cr、Cd、Cu、As、Pb）。研究了污水處理廠污泥中不同重金屬含量的規(guī)律，還分析了不同污水處理規(guī)模和工藝對重金屬含量的影響，具有創(chuàng)新性。
（2）系統(tǒng)開展各類污泥處理處置技術(shù)特性分析
將污泥處理處置技術(shù)分為廠內(nèi)處理和廠外集中處置兩部分，系統(tǒng)地給出了各類技術(shù)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境影響和資源化利用特性，為技術(shù)綜合評估提供全面的基礎(chǔ)信息。對關(guān)鍵影響因素對污水廠污泥處理處置技術(shù)選擇的影響進(jìn)行分析，包括污水來源、污水處理規(guī)模、污水處理工藝、污泥處理整體系統(tǒng)、當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑼恋刭Y源和經(jīng)濟(jì)條件等。
（3）開發(fā)建立污泥處理處置技術(shù)數(shù)據(jù)庫
根據(jù)調(diào)研分析得到的污泥處理處置技術(shù)及相關(guān)信息，建立了“污泥處理處置技術(shù)評估數(shù)據(jù)庫”。數(shù)據(jù)庫分為用戶界面與用戶管理界面兩部分，并提供安裝配置手冊與用戶使用手冊，并可實現(xiàn)信息發(fā)布、搜索、技術(shù)比較、下載等功能，為項目組內(nèi)部交流提供了良好的平臺。
3.2 系統(tǒng)開展污泥處理處置技術(shù)成本效益分析
（1）系統(tǒng)開展污水處理廠分類與泥量計算
對于廠內(nèi)處理技術(shù)，根據(jù)不同的污水處理工藝和污水處理規(guī)模對污水廠進(jìn)行分類，以此為基礎(chǔ)計算不同類型污水處理廠的污泥產(chǎn)生量。根據(jù)有無預(yù)處理，污水處理廠可分為帶預(yù)處理工藝的污水處理廠和不帶預(yù)處理工藝的污水處理廠，前者常見的工藝類型有傳統(tǒng)活性污泥法、An/O、Ap/O、A2/O；后者常見的工藝類型有SBR、氧化溝、An/O、Ap/O、A2/O法。污泥產(chǎn)量是確定污泥處理處置設(shè)施規(guī)模的前提條件，也是計算污泥處理處置成本分析的必備條件之一。研究計算了各類污水處理廠的生污泥和消化污泥年產(chǎn)量，給出匯總數(shù)據(jù)表。
對于集中處置技術(shù)，綜合文獻(xiàn)和現(xiàn)場調(diào)研的數(shù)據(jù)，形成流化床干化、污泥單獨焚燒、與垃圾混燒、水泥窯混燒、火力發(fā)電廠混燒、污泥堆肥、污泥填埋、污泥土地利用、園林綠化、污泥農(nóng)用、污泥制建材、制陶粒、制磚等各類集中處置技術(shù)。
（2）給出污泥處理處置技術(shù)成本效益表
對于廠內(nèi)處理技術(shù)，根據(jù)不同的污水處理工藝和污水處理規(guī)模對污水廠進(jìn)行分類，以此為基礎(chǔ)計算不同類型污水處理廠的污泥產(chǎn)生量，根據(jù)有關(guān)設(shè)計手冊，分別計算重力濃縮、氣浮濃縮、機(jī)械濃縮、厭氧消化、好氧消化、壓濾脫水、離心脫水、濃縮脫水一體機(jī)的投資成本與運行成本。
對于集中處置技術(shù)，綜合文獻(xiàn)和現(xiàn)場調(diào)研的數(shù)據(jù)，形成流化床干化、污泥單獨焚燒、與垃圾混燒、水泥窯混燒、火力發(fā)電廠混燒、污泥堆肥、污泥填埋、污泥土地利用園林綠化、污泥農(nóng)用、污泥制建材制陶粒、制磚等各類集中處置技術(shù)的投資成本、運行成本以及直接經(jīng)濟(jì)效益。
3.3 建立了一套污泥處理處置技術(shù)評估指標(biāo)體系與評估方法
（1）建立了一套污泥處理處置技術(shù)綜合評估指標(biāo)體系
以污泥處理處置技術(shù)方案選擇為一級指標(biāo)，根據(jù)污泥處理處置技術(shù)特點和評估需要考慮的要素，在征求專家意見的基礎(chǔ)上，研究建立了一套污泥處理處置技術(shù)綜合評估指標(biāo)體系。二級指標(biāo)分為技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性能、環(huán)境影響、資源化利用性能、與區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性能等五個指標(biāo)；三級指標(biāo)是對二級指標(biāo)的細(xì)化，共有三十個指標(biāo)。該體系是本研究創(chuàng)新點之一，除考慮以往較重視的技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性能、環(huán)境影響性能和資源化利用性能等指標(biāo)外，還充分考慮了與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的協(xié)調(diào)性能，為因地制宜選擇污泥處理處置技術(shù)提供保障。
（2）建立了一套污泥處理處置技術(shù)綜合評估方法
選用模糊綜合評估方法，并以熵值法、層次分析法和專家判斷法作為權(quán)重計算方法，建立了評估程序和評估方法，為環(huán)境技術(shù)評估方法研究提供參考。主要評估程序包括：
①明確評估對象，建立評估指標(biāo)體系。
②確定評估對象對應(yīng)各指標(biāo)的分值，計算相應(yīng)的隸屬度。
③計算各指標(biāo)權(quán)重（熵值法、層次分析法或?qū)＜遗袛喾ǎ?/span>
④得出綜合評估結(jié)果。給出熵值法、層次分析法和專家判斷法的打分規(guī)則和權(quán)重計算方法。
3.4 開發(fā)建立了污泥處理處置計算評估系統(tǒng)并開展實證研究
（1）開發(fā)建立便捷的技術(shù)綜合評估系統(tǒng)
為了進(jìn)行準(zhǔn)確、便捷的計算，根據(jù)本研究確定權(quán)重計算及模糊綜合評估方法，開發(fā)了污泥處理處置計算模糊綜合評估系統(tǒng)，并建立了系統(tǒng)使用手冊。系統(tǒng)共分為三個功能模塊：一為建立決策分析模型模塊，確定評估指標(biāo)體系中的目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層，還要給出被評估的計算方案；二為權(quán)重計算模塊，可分別實現(xiàn)熵值法、層次分析法和專家評判法計算各指標(biāo)權(quán)重；三為綜合評估模塊，可根據(jù)評估方案對各指標(biāo)的賦分，計算各指標(biāo)隸屬度，依據(jù)選擇的權(quán)重計算方法，綜合分析得到各方案綜合評估分值，并給出圖示結(jié)果。
（2）實證研究
以建立的模糊綜合評估方法為基礎(chǔ)，分別對北京、蘇州、太原的污泥處理處置技術(shù)方案進(jìn)行評估。在三地分別召開了專家咨詢會，邀請來自政府主管部門、污水處理廠、污水處理公司、高校、科研院所以及市政研究院的技術(shù)與管理專家參加。研究報告對三種權(quán)重計算方法、評估專家類別（技術(shù)或管理人員）以及三個城市的特點進(jìn)行了分析與比較，初步給出三個城市推薦的污泥處理處置技術(shù)方案，具有參考價值。
4 應(yīng)用推廣情況
（1）將污泥處理處置技術(shù)分為廠內(nèi)處理與廠外集中處置兩部分，系統(tǒng)給出了各類技術(shù)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境影響和資源化利用特性，為技術(shù)綜合評估提供全面的基礎(chǔ)信息。
（2）結(jié)合不同污水處理廠規(guī)模和工藝，系統(tǒng)全面地給出污泥廠內(nèi)處理技術(shù)的投資與運行成本，還給出了不同污泥處置技術(shù)的投資與運行成本，為污泥處理處置技術(shù)決策提供必要的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)參考。
（3）建立了全面、系統(tǒng)的污泥處理處置技術(shù)評估指標(biāo)體系，充分考慮了與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的協(xié)調(diào)性能，為因地制宜選擇污泥處理處置技術(shù)提供保障。選用模糊綜合評估方法，并以熵值法、層次分析法和專家判斷法作為權(quán)重計算方法，建立了評估程序和評估方法，創(chuàng)新性地建立了用于污泥處理處置技術(shù)評估的模糊綜合評估系統(tǒng)，為開展環(huán)境技術(shù)評估提供了方法學(xué)參考。
（4）率先以模糊綜合評估法對北京、蘇州、太原污泥處理處置技術(shù)方案進(jìn)行評估，初步給出三大城市推薦的污泥處理處置技術(shù)方案，具有參考價值。
