污水處理廠污泥處理處置技術(shù)評(píng)估
行業(yè)動(dòng)態(tài)
1 項(xiàng)目背景
由于我國(guó)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(zhǎng)。隨著我國(guó)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(shì)。污泥是潛在的環(huán)境污染源，甚至已開(kāi)始引發(fā)一些社會(huì)問(wèn)題。由于污泥含水率高、體積大，不僅在處置的過(guò)程中占用大量的土地資源，而且在轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中極易發(fā)生泄漏而污染周邊環(huán)境。同時(shí)，污泥中含有大量的有機(jī)質(zhì)物質(zhì)，遇到厭氧環(huán)境會(huì)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(chóng)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(wú)疑將促進(jìn)這一問(wèn)題的解決。但是，目前，我國(guó)關(guān)于污泥處理處置技術(shù)評(píng)估的研究還很薄弱，缺少方法學(xué)指導(dǎo)。因此，迫切需要開(kāi)展污泥處理處置技術(shù)評(píng)估方法研究并進(jìn)行評(píng)估，給出推薦技術(shù)路線。
2 項(xiàng)目介紹
本研究以污泥處理處置技術(shù)為研究對(duì)象，以構(gòu)建污水處理廠污泥處理處置技術(shù)評(píng)估方法體系為研究目標(biāo)，在文獻(xiàn)調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的基礎(chǔ)上，應(yīng)用成本效益分析法和模糊綜合評(píng)估法對(duì)污泥處理處置技術(shù)進(jìn)行評(píng)估，并建立了相應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)體系和評(píng)估程序，開(kāi)發(fā)了模糊綜合評(píng)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(píng)估法給出理想的污泥處置技術(shù)方案評(píng)估結(jié)果。
3 創(chuàng)新點(diǎn)
3.1 建立了綜合性污泥處理處置技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)
（1）全國(guó)性調(diào)研分析污水處理廠污泥成分與性質(zhì)
選擇我國(guó)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(duì)象，調(diào)研對(duì)象包括12個(gè)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(duì)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(cè)試。測(cè)試項(xiàng)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(duì)重金屬含量的影響，具有創(chuàng)新性。
（2）系統(tǒng)開(kāi)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(píng)估提供全面的基礎(chǔ)信息。對(duì)關(guān)鍵影響因素對(duì)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(lái)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?、土地資源和經(jīng)濟(jì)條件等。
（3）開(kāi)發(fā)建立污泥處理處置技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)
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(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)”。數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)與用戶使用手冊(cè)，并可實(shí)現(xiàn)信息發(fā)布、搜索、技術(shù)比較、下載等功能，為項(xiàng)目組內(nèi)部交流提供了良好的平臺(tái)。
3.2 系統(tǒng)開(kāi)展污泥處理處置技術(shù)成本效益分析
（1）系統(tǒng)開(kāi)展污水處理廠分類與泥量計(jì)算
對(duì)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(duì)污水廠進(jìn)行分類，以此為基礎(chǔ)計(jì)算不同類型污水處理廠的污泥產(chǎn)生量。根據(jù)有無(wú)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(jiàn)的工藝類型有傳統(tǒng)活性污泥法、An/O、Ap/O、A2/O；后者常見(jiàn)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(jì)算污泥處理處置成本分析的必備條件之一。研究計(jì)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(duì)于集中處置技術(shù)，綜合文獻(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的數(shù)據(jù)，形成流化床干化、污泥單獨(dú)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(duì)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(duì)污水廠進(jìn)行分類，以此為基礎(chǔ)計(jì)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(jì)手冊(cè)，分別計(jì)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(yùn)行成本。
對(duì)于集中處置技術(shù)，綜合文獻(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的數(shù)據(jù)，形成流化床干化、污泥單獨(dú)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(yùn)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(píng)估指標(biāo)體系與評(píng)估方法
（1）建立了一套污泥處理處置技術(shù)綜合評(píng)估指標(biāo)體系
以污泥處理處置技術(shù)方案選擇為一級(jí)指標(biāo)，根據(jù)污泥處理處置技術(shù)特點(diǎn)和評(píng)估需要考慮的要素，在征求專家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，研究建立了一套污泥處理處置技術(shù)綜合評(píng)估指標(biāo)體系。二級(jí)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性能等五個(gè)指標(biāo)；三級(jí)指標(biāo)是對(duì)二級(jí)指標(biāo)的細(xì)化，共有三十個(gè)指標(biāo)。該體系是本研究創(chuàng)新點(diǎn)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(huì)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(píng)估方法
選用模糊綜合評(píng)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(jì)算方法，建立了評(píng)估程序和評(píng)估方法，為環(huán)境技術(shù)評(píng)估方法研究提供參考。主要評(píng)估程序包括：
①明確評(píng)估對(duì)象，建立評(píng)估指標(biāo)體系。
②確定評(píng)估對(duì)象對(duì)應(yīng)各指標(biāo)的分值，計(jì)算相應(yīng)的隸屬度。
③計(jì)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(píng)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(jì)算方法。
3.4 開(kāi)發(fā)建立了污泥處理處置計(jì)算評(píng)估系統(tǒng)并開(kāi)展實(shí)證研究
（1）開(kāi)發(fā)建立便捷的技術(shù)綜合評(píng)估系統(tǒng)
為了進(jìn)行準(zhǔn)確、便捷的計(jì)算，根據(jù)本研究確定權(quán)重計(jì)算及模糊綜合評(píng)估方法，開(kāi)發(fā)了污泥處理處置計(jì)算模糊綜合評(píng)估系統(tǒng)，并建立了系統(tǒng)使用手冊(cè)。系統(tǒng)共分為三個(gè)功能模塊：一為建立決策分析模型模塊，確定評(píng)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(píng)估的計(jì)算方案；二為權(quán)重計(jì)算模塊，可分別實(shí)現(xiàn)熵值法、層次分析法和專家評(píng)判法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重；三為綜合評(píng)估模塊，可根據(jù)評(píng)估方案對(duì)各指標(biāo)的賦分，計(jì)算各指標(biāo)隸屬度，依據(jù)選擇的權(quán)重計(jì)算方法，綜合分析得到各方案綜合評(píng)估分值，并給出圖示結(jié)果。
（2）實(shí)證研究
以建立的模糊綜合評(píng)估方法為基礎(chǔ)，分別對(duì)北京、蘇州、太原的污泥處理處置技術(shù)方案進(jìn)行評(píng)估。在三地分別召開(kāi)了專家咨詢會(huì)，邀請(qǐng)來(lái)自政府主管部門(mén)、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(bào)告對(duì)三種權(quán)重計(jì)算方法、評(píng)估專家類別（技術(shù)或管理人員）以及三個(gè)城市的特點(diǎn)進(jìn)行了分析與比較，初步給出三個(gè)城市推薦的污泥處理處置技術(shù)方案，具有參考價(jià)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(píng)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(yùn)行成本，還給出了不同污泥處置技術(shù)的投資與運(yùn)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(píng)估指標(biāo)體系，充分考慮了與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(píng)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(jì)算方法，建立了評(píng)估程序和評(píng)估方法，創(chuàng)新性地建立了用于污泥處理處置技術(shù)評(píng)估的模糊綜合評(píng)估系統(tǒng)，為開(kāi)展環(huán)境技術(shù)評(píng)估提供了方法學(xué)參考。
（4）率先以模糊綜合評(píng)估法對(duì)北京、蘇州、太原污泥處理處置技術(shù)方案進(jìn)行評(píng)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(jià)值。
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