一、前言

　　上海市政府在發展經濟建設的同時，十分重視城市環境和保護，尤其是對水環境的治理與完善，40 多年來市政府在污水治理方面投入了巨額資金，上世紀60-70 年代相繼完成上海市西區污水輸送干線和南區污水輸送干線；70-90 年代建成天山、曲陽、龍華、長橋、程橋等中心城區污水處理廠；1985～1993 年，建成了合流污水治理一期工程；1994 年開始建設污水治理二期工程和吳涇閔行污水北排工程；2003 年完成蘇州河綜合整治一期工程建設；2003 啟動蘇州河綜合整治二期工程；2004 年啟動中心城區污水處理廠達標改造工程；2004 年正式啟動西區污水輸送干線改造工程可行性研究工作。到2004 年末，上海市中心城區污水處理量將達到430 萬m3/d，達到污水收集處理率70%以上，這對減輕黃浦江和蘇州河的污染作出了重要的貢獻。

　　但是，在城市污水處理過程中必然會產生大量的污水污泥，它容量大、不穩定、易腐敗、有惡臭，如不加妥善處理和處置，將造成堆放和排放區周圍環境嚴重的二次污染，更有甚者，將污泥任意施于農業，導致農作物污染，土壤受到不可逆轉的中毒受害。

　 國家環境保護總局發(fa)布(bu)的“城鎮污水處理(li)廠(chang)污染(ran)物(wu)排放標(biao)準(zhun)”（GB18918-2002）對(dui)污泥(ni)的處理(li)處置作(zuo)了(le)具體要求(qiu)，即“城鎮污水處理(li)廠(chang)的污泥(ni)應進(jin)行(xing)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)處理(li)”，并對(dui)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)處理(li)后的控制指標(biao)作(zuo)了(le)詳細規定(ding)(ding)(ding)。上海(hai)市結合新標(biao)準(zhun)的出臺(tai)，對(dui)污泥(ni)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)處理(li)技術的研究與應用作(zuo)了(le)全面思(si)考(kao)，其(qi)中對(dui)好(hao)氧發(fa)酵(jiao)工藝(yi)進(jin)行(xing)了(le)一次實用性研究，取得了(le)一些經(jing)驗。本文(wen)結合排水公司已開展(zhan)的污泥(ni)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)處理(li)技術的研究工作(zuo)，就(jiu)好(hao)氧發(fa)酵(jiao)工藝(yi)的生產試驗情況，向大會(hui)作(zuo)一簡要匯報(bao)，供參考(kao)。

　　二、背景

　　1、上海市區污水廠污泥處理處置的現狀
　　根據《上海市(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)系統專(zhuan)業規(gui)劃》，上海市(shi)屬12 座污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)的規(gui)劃方(fang)向為：東區污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)、北郊污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)、程橋污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)和曹(cao)楊污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)將被廢棄；曲陽污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)、天山污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)和龍華污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)、吳淞污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)、泗塘污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)、長橋污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)、閔行污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)和桃浦污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)長期保(bao)留。這幾個污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)除桃浦廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)屬工業廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)外，其余各廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)均為生活(huo)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)，污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)處(chu)理處(chu)置(zhi)現狀(zhuang)見表(biao)1。

表1 市屬(shu)污(wu)水(shui)廠污(wu)泥處(chu)理處(chu)置現狀

　　從上述方式可以看出，目前市區各污水廠污泥均沒有進行減量化、無害化和穩定化處理，這顯然不符合國家關于污泥處理處置的戰略思想，也與上海這個大都市的環境政策不符，因此結合現狀對污泥進行“三化”處理已成為各污水廠面臨的主要問題。

　　2、市區污水廠污泥穩定化處理工藝的選擇

　　決定污泥處理工藝時，不僅要從環境效益、社會效益和經濟效益全面權衡，還要對各種處理工藝進行探討和評價，根據實際情況進行選定，對環境整體而言，要具有安全性和可持續性。

　 國內外常用的污泥穩定化技術有：厭氧消化、好氧消化、堆肥、堿法穩定和干化穩定。堿法穩定因無法長期使污泥穩定僅做應急之用；干化穩定因投資運行費用高應用很少；好氧消化需要較高的動力能耗，寒冷季節處理效率降低，副產品沒有實用價值僅適用于小型污水廠；厭氧消化應用最為廣泛，但有安全隱患、運行管理要求高，市區如曹楊、北郊等廠曾有過厭氧消化措施，因種種原因廢棄；堆肥是一種生物處理方法，因其充分利用污泥中有用成分，可變廢為寶，有利于建立循環型經濟而受到廣泛關注。這些方法各有千秋，具體選擇要綜合考慮，杜絕不確定因素對環境可能造成的沖擊和意想不到的污染物在不同介質之間的轉移。

　　上海市排水公司對市區污水廠污泥性質進行了系統的調研，查閱了大量的文獻資料，在參考國外發達國家經驗的基礎上，結合上海的實際情況，編制了《上海城市污泥處理處置規劃》。根據規劃，市區污水廠除桃浦工業廢水廠污泥焚燒外，其余各廠污泥無害化、穩定化處理后回收利用。

　　鑒(jian)于市區污水(shui)(shui)廠不應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)厭氧(yang)(yang)消化工藝(yi)，排(pai)水(shui)(shui)公(gong)司在(zai)對國內(nei)外應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)污泥(ni)好氧(yang)(yang)堆(dui)肥(fei)的(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)及應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)調(diao)研的(de)(de)(de)基礎上，借鑒(jian)畜禽糞便(bian)發(fa)酵(jiao)原理(li)(li)，自2001 年起應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)好氧(yang)(yang)堆(dui)肥(fei)工藝(yi)原理(li)(li)制(zhi)成(cheng)成(cheng)套技(ji)術(shu)設(she)(she)備(bei)對城市生活污泥(ni)分別進行了(le)(le)(le)小試、中試，摸(mo)索出了(le)(le)(le)一(yi)套少加甚至不加摻合料、工藝(yi)簡(jian)單、便(bian)于操(cao)作管(guan)理(li)(li)的(de)(de)(de)封(feng)閉式好氧(yang)(yang)堆(dui)肥(fei)處(chu)理(li)(li)工藝(yi)，該(gai)發(fa)酵(jiao)設(she)(she)備(bei)引進了(le)(le)(le)日本的(de)(de)(de)專利技(ji)術(shu)，該(gai)技(ji)術(shu)原用(yong)(yong)(yong)于畜禽糞便(bian)好氧(yang)(yang)堆(dui)肥(fei)，經簡(jian)單改進后應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)于污水(shui)(shui)廠污泥(ni)的(de)(de)(de)好氧(yang)(yang)發(fa)酵(jiao)工藝(yi)的(de)(de)(de)試驗研究。該(gai)工藝(yi)的(de)(de)(de)成(cheng)果率(lv)先(xian)在(zai)程橋水(shui)(shui)質凈化廠得到應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)，有效解決了(le)(le)(le)長期突(tu)出的(de)(de)(de)廠群矛盾，實現了(le)(le)(le)設(she)(she)備(bei)成(cheng)套化、系統化，為污泥(ni)的(de)(de)(de)處(chu)置走出了(le)(le)(le)一(yi)條(tiao)新路，在(zai)國內(nei)屬于首創。

　　三、試驗研究

　　好氧發酵的一般工藝過程主要分為前處理、一次發酵、二次發酵和后處理四個過程。其技術主要分為條垛系統、強制通風靜態垛系統和發酵槽系統。堆肥處理工藝近幾年發展較快。綜觀國內各地污泥高溫好氧堆肥方面的研究，主要集中在后續制肥工藝的研究，而堆肥基本采用自然通風或強制通風條垛式，這種方式占地面積大，操作環境差，在上海這個環境要求較高的城市顯然是不太合適的。上海排水公司進行了機械化堆肥技術的試驗研究，并在程橋污水廠進行了生產性應用。下面對該生產試驗進行簡要介紹。

　　1、泥質評價

　　程橋廠(chang)污(wu)水(shui)來源(yuan)主要(yao)(yao)(yao)是生活(huo)污(wu)水(shui)，污(wu)泥(ni)(ni)主要(yao)(yao)(yao)來自兩個方面：初沉池污(wu)泥(ni)(ni)和剩余活(huo)性污(wu)泥(ni)(ni)。污(wu)泥(ni)(ni)主要(yao)(yao)(yao)成分(fen)見表2。

表2 污泥主要成分表

　 從表中可以看出，污泥中的營養成分遠高于農家肥，適合植物生長之需，如對污泥進行穩定化、無害化處理，制成有機肥料，則能變廢為寶，既節約資源又維護環境，符合可持續發展戰略要求。

　　2、工藝流程

　　程(cheng)橋廠實施的(de)(de)污泥固態好(hao)氧(yang)發(fa)酵工藝(yi)日處理(li)量2t/d（80％含水(shui)率）。其(qi)工藝(yi)是脫水(shui)污泥與輔料(liao)、菌種(zhong)攪(jiao)拌混合后(hou)通過螺旋輸送料(liao)斗進入立式(shi)發(fa)酵器好(hao)氧(yang)發(fa)酵，菌種(zhong)在運(yun)(yun)行初始一次性投加，以后(hou)留存接種(zhong)。經(jing)過48h 的(de)(de)一次發(fa)酵后(hou)，初步達(da)到(dao)(dao)(dao)無(wu)害化(hua)、穩定(ding)化(hua)，含水(shui)率可(ke)降至50％以下(xia)，體積(ji)大(da)大(da)減少，便于運(yun)(yun)輸、基本無(wu)臭(chou)味(wei)。但尚(shang)未達(da)到(dao)(dao)(dao)腐(fu)熟，需要繼續二次發(fa)酵，采用發(fa)酵袋發(fa)酵，25 天后(hou)達(da)到(dao)(dao)(dao)熟化(hua)，成品(pin)可(ke)以資(zi)源(yuan)化(hua)利用。一次發(fa)酵過程(cheng)中產生的(de)(de)臭(chou)氣由(you)抽風機集中收集后(hou)經(jing)除(chu)臭(chou)系統(tong)處理(li)后(hou)達(da)標排放。

　　3、該工藝的特點：

　　（1）設備簡單，可以完全國產化。

　　（2）一次發酵在封閉容器內完成，通過反應放熱產生高溫，污泥中的水分隨抽風設備排出室外，不會產生污水外排的污染問題，達到了安全、衛生的要求。

　　（3）一次發酵時間短，僅需48h 即可完成。

　　4、生產運行及效果

　　該工程自2002 年運行至今，基本正常，所有運行設備均實現自動控制。污泥發酵(jiao)后，可(ke)得到(dao)含水(shui)率低(di)于30％的熟化成(cheng)品， 成(cheng)品指標(biao)如下：

表3 污泥(ni)發酵成品檢測結果

　　污泥發酵成品達到無害化、穩定化要求，經市園林所檢測，污泥發酵成品中可利用的氧、鎂等離子含量充分，利于植物生長吸收，因此市場銷售情況良好，實際應用中用戶普遍反應良好，不僅倉庫全部清倉，而且有機肥使用旺季還出現了供不應求的局面。

　　5、工程效益分析

　　（1）經濟效益

　　程橋廠實施污泥好氧發酵后，不僅解決了污泥出路問題，改善了作業環境，還使污泥得到資源化利用，產生一定的經濟效益。經過生產實際應用，污泥（80%含水率）年運行費用為21.9 萬元（不計折舊），污泥發酵成品年銷售收入5.50 萬元，可部分回收運行成本，基本實現循環經濟。對污水廠而言，實施污泥好氧發酵工程還可節省污泥外運費、占地費、排污費等。

　 （2）社會及環境效益

　　程橋廠污泥好氧發酵工程實施以來，產生了巨大的社會及環境效益，改善了廠區及廠外周邊環境，提高了環境質量水平。更重要的是此工程有利于推動污泥穩定化、無害化、資源化處理，為市中心城區污水廠無害化、穩定化處理提供了一條可供參考的途徑。

　　6、工程取得的主要成就

　　（1）程橋污水廠污泥好氧發酵處理工程充分利用了有效資源，又保護了環境，對污泥這一固體廢棄物基本實現了從產生、收集、處理到最終處置的全面管理。

　　（2）解決了該廠的污泥無害化、穩定化及污泥出路問題，并產生一定的經濟效益。

　　（3）工程采用立式發酵器，克服了中心城區污水廠普遍存在的場地狹窄的問題，無需另征地，且運行自動化程度高，安全衛生。本工程為污泥的處置開辟了一條新路，在國內污泥處理領域位于前列，具有較高的科學性和先進性，為市中心城區污水廠污泥處理提供了很好的借鑒。

　　7、存在問題

　　（1）該套設備原用于畜禽糞便發酵，用于污泥發酵時根據污泥性質經過一定的設計改進，但由于是首次應用，加上污泥泥質與畜禽糞便差別較大，實際應用時仍產生很多問題，主要體現在進泥含水率偏高、不穩定、設備材質與動力系統需要進一步優化設計。

　　（2）盡管本套工藝采用了PLC 自動控制，但對操作人員的運行管理仍有較高的要求，試驗中曾經發生過數次因操作不當引起的工藝紊亂現象，影響正常工藝運行。

　 （3）發酵設備消納量(liang)有限(xian)，運行成(cheng)本偏(pian)高(gao)，推(tui)廣應用有一(yi)定的局限(xian)性。

　　四、結論

　　1、從程橋廠污泥好氧發酵工藝的運行情況看，市區污水廠實施污泥好氧發酵工藝是可行的，既可以解決污泥無害化、穩定化處理問題，還可以產生一定的經濟效益，既充分利用了資源，又保護了環境。

　　2、污泥堆肥處理既可制取腐殖質含量較高的肥料，又可使廢物體積減少25％，但由于堆肥過程中需添加一定比例的調理劑，因此堆肥化技術比較適用于中小規模的污水廠。

　　3、任何一種新的工藝都會帶來較高的運行管理水平上的要求，因此盡快提高污水廠操作人員的管理水平以適應不斷革新的污水及污泥處理工藝的需要是十分必要的。

　　4、程橋廠污泥好氧發酵工藝基本解決了污泥穩定化問題，但運行成本偏高，且穩定后的污泥仍存在最終出路問題，因此加快研究開發高效節能、操作方便、因地制宜的污泥資源化處置成套技術是解決污泥處置問題有效而又現實的途徑之一。

　　5、本工程中發酵系統與除臭系統雖然均能實現自控，但兩個系統之間的協調控制還有待于進一步優化。 
 

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