污水處理廠污泥處理處置技術評估
行業(yè)動態(tài)
1 項目背景
由于我國城市化進程的不斷加快，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質物質，遇到厭氧環(huán)境會發(fā)生腐敗，而產(chǎn)生硫化氫、甲硫醇等不良氣體。除此之外，污泥中還含有重金屬等有毒有害物質和病原菌、寄生蟲以及難降解物質，嚴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方案無疑將促進這一問題的解決。但是，目前，我國關于污泥處理處置技術評估的研究還很薄弱，缺少方法學指導。因此，迫切需要開展污泥處理處置技術評估方法研究并進行評估，給出推薦技術路線。
2 項目介紹
本研究以污泥處理處置技術為研究對象，以構建污水處理廠污泥處理處置技術評估方法體系為研究目標，在文獻調(diào)研、現(xiàn)場調(diào)研和實驗測試的基礎上，應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進行評估，并建立了相應的評估指標體系和評估程序，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方案評估結果。
3 創(chuàng)新點
3.1 建立了綜合性污泥處理處置技術數(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
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、干化濕料進行測試。測試項目包括含水率、pH、TN、TP、蛋白質、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特性分析
將污泥處理處置技術分為廠內(nèi)處理和廠外集中處置兩部分，系統(tǒng)地給出了各類技術的技術、經(jīng)濟、環(huán)境影響和資源化利用特性，為技術綜合評估提供全面的基礎信息。對關鍵影響因素對污水廠污泥處理處置技術選擇的影響進行分析，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?shù)氐臍夂?、土地資源和經(jīng)濟條件等。
（3）開發(fā)建立污泥處理處置技術數(shù)據(jù)庫
根據(jù)調(diào)研分析得到的污泥處理處置技術及相關信息，建立了“污泥處理處置技術評估數(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，根據(jù)不同的污水處理工藝和污水處理規(guī)模對污水廠進行分類，以此為基礎計算不同類型污水處理廠的污泥產(chǎn)生量。根據(jù)有無預處理，污水處理廠可分為帶預處理工藝的污水處理廠和不帶預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，綜合文獻和現(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。
（2）給出污泥處理處置技術成本效益表
對于廠內(nèi)處理技術，根據(jù)不同的污水處理工藝和污水處理規(guī)模對污水廠進行分類，以此為基礎計算不同類型污水處理廠的污泥產(chǎn)生量，根據(jù)有關設計手冊，分別計算重力濃縮、氣浮濃縮、機械濃縮、厭氧消化、好氧消化、壓濾脫水、離心脫水、濃縮脫水一體機的投資成本與運行成本。
對于集中處置技術，綜合文獻和現(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的投資成本、運行成本以及直接經(jīng)濟效益。
3.3 建立了一套污泥處理處置技術評估指標體系與評估方法
（1）建立了一套污泥處理處置技術綜合評估指標體系
以污泥處理處置技術方案選擇為一級指標，根據(jù)污泥處理處置技術特點和評估需要考慮的要素，在征求專家意見的基礎上，研究建立了一套污泥處理處置技術綜合評估指標體系。二級指標分為技術性能、經(jīng)濟性能、環(huán)境影響、資源化利用性能、與區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)性能等五個指標；三級指標是對二級指標的細化，共有三十個指標。該體系是本研究創(chuàng)新點之一，除考慮以往較重視的技術性能、經(jīng)濟性能、環(huán)境影響性能和資源化利用性能等指標外，還充分考慮了與區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的協(xié)調(diào)性能，為因地制宜選擇污泥處理處置技術提供保障。
（2）建立了一套污泥處理處置技術綜合評估方法
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重計算方法，建立了評估程序和評估方法，為環(huán)境技術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，建立評估指標體系。
②確定評估對象對應各指標的分值，計算相應的隸屬度。
③計算各指標權重（熵值法、層次分析法或專家判斷法）。
④得出綜合評估結果。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)建立便捷的技術綜合評估系統(tǒng)
為了進行準確、便捷的計算，根據(jù)本研究確定權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，確定評估指標體系中的目標層、準則層和指標層，還要給出被評估的計算方案；二為權重計算模塊，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權重；三為綜合評估模塊，可根據(jù)評估方案對各指標的賦分，計算各指標隸屬度，依據(jù)選擇的權重計算方法，綜合分析得到各方案綜合評估分值，并給出圖示結果。
（2）實證研究
以建立的模糊綜合評估方法為基礎，分別對北京、蘇州、太原的污泥處理處置技術方案進行評估。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與管理專家參加。研究報告對三種權重計算方法、評估專家類別（技術或管理人員）以及三個城市的特點進行了分析與比較，初步給出三個城市推薦的污泥處理處置技術方案，具有參考價值。
4 應用推廣情況
（1）將污泥處理處置技術分為廠內(nèi)處理與廠外集中處置兩部分，系統(tǒng)給出了各類技術的技術、經(jīng)濟、環(huán)境影響和資源化利用特性，為技術綜合評估提供全面的基礎信息。
（2）結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)處理技術的投資與運行成本，還給出了不同污泥處置技術的投資與運行成本，為污泥處理處置技術決策提供必要的經(jīng)濟數(shù)據(jù)參考。
（3）建立了全面、系統(tǒng)的污泥處理處置技術評估指標體系，充分考慮了與區(qū)域經(jīng)濟社會發(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評估的模糊綜合評估系統(tǒng)，為開展環(huán)境技術評估提供了方法學參考。
（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方案進行評估，初步給出三大城市推薦的污泥處理處置技術方案，具有參考價值。
