1、 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 題目 7500噸/年市政污泥制有機菌肥設(shè)計項目 學(xué)生姓名學(xué) 號2011111750院 系 名化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)年級化學(xué)工程與工藝2011級指導(dǎo)教師職 稱教授單 位化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院輔導(dǎo)教師職 稱講師單 位大學(xué)預(yù)科教育學(xué)院 完成日期2015年5月30日目 錄 百色學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告i百色學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書v百色學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）中期自查表vi摘 要viiabstract：.vii1 引言11.1國外市政污泥處理現(xiàn)狀21.2國外主要處理方式21.2.1污泥制磚21.2.2污泥制生態(tài)水泥21.2.3污泥制油31.2.4海洋傾倒41.2.5

2、污泥處理方法優(yōu)缺點比較41.3我國市政污泥處理現(xiàn)狀51.4國內(nèi)處理主要方式51.4.1污泥填埋51.4.2污泥焚燒61.4.3 污泥農(nóng)用61.4.4污泥好氧堆肥61.4.5 污泥處理方法優(yōu)缺點比較71.5 項目建設(shè)的必要性71.5.1肥效方面71.5.2 土壤方面81.5.3環(huán)境方面82 設(shè)計方案92.1 污泥處理設(shè)計原則92.2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)92.3 項目規(guī)模、地點、方案102.3.1 規(guī)模102.3.2 地點102.3.3 建設(shè)方案102.4 項目技術(shù)指標(biāo)102.5工藝原理112.6 工藝控制參數(shù)122.6.1 供氧量132.6.2 含水率132.6.3 c/n比132.6.4 ph值132.

3、6.5 粒度142.6.6 溫度142.7 工藝流程142.7.1 污泥收集142.7.2 污泥存放152.7.3 污泥輸送152.7.4 添加料（稻殼）貯存間152.7.5 混料間162.7.6 接種菌劑172.7.7 發(fā)酵間參數(shù)計算172.7.8 發(fā)酵倉相關(guān)參數(shù)182.7.9 除臭設(shè)計192.7.10 濾池設(shè)計參數(shù)192.7.11 風(fēng)量設(shè)計192.7.12 篩分設(shè)計203 投資估算213.1 設(shè)備投資213.2 主要用電設(shè)備功率223.3 人員編制223.4 土建工程投資費用233.5 運行費用234 工程效益254.1環(huán)境效益254.2經(jīng)濟效益254.3社會效益25參考文獻27致 謝29

4、百色學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計)誠信保證書30百色學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告學(xué)號2011111750學(xué)生姓名院系名化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)年級化學(xué)工程與工藝2011級指導(dǎo)教師職稱 教授 講師論文（設(shè)計）題目7500噸/年市政污泥制有機菌肥設(shè)計項目1.本論題國內(nèi)外研究動態(tài)及研究意義： 國內(nèi)外研究動態(tài)：目前，我國市政污泥的處理方法主要有污泥填埋1、污泥焚燒法2、污泥農(nóng)用3-4和好氧發(fā)酵堆肥5-7等。污泥填埋容易導(dǎo)致潛在的土壤污染以地下水污染8-10，這對以地下水為生活水源的地區(qū)來說是不安全的衛(wèi)生問題。此外，污泥填埋占用土地大，對于城市用地更是受到嚴重限制。污泥焚燒前期投資大，對操作人員的技術(shù)要求高

5、，而且焚燒是能源消耗較大，在焚燒的過程中會產(chǎn)生有害氣體。污泥好氧發(fā)酵堆肥是利用污泥發(fā)酵制肥，獲得的有機菌肥可以作為農(nóng)作物肥料，資源化效果明顯。國外對于市政污泥的處理技術(shù)起步較早，主要采取的處理方法有污泥制磚11、污泥制生態(tài)水泥12、污泥制油13、海洋傾倒14-17等。其中，污泥海洋傾倒是已經(jīng)被禁止的，其他的三種處理方式處理技術(shù)先進，對技術(shù)要求高，同時投資大，要求管理水平高，不適合我國的基本國情。對于我國目前常采用的處理方法，普遍無法達到減少資源的浪費和達到資源化利用的效果。研究意義：隨著我國人口的增長、經(jīng)濟社會的發(fā)展、城市污水處理的發(fā)展，污泥的處理的排放量以10%的速度增長18-21,污泥中含

6、有豐富的有機物、營養(yǎng)物質(zhì)和n,p,k等植物生長所必需的營養(yǎng)元素22-23，施用于農(nóng)田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、促進作物的生長，因此污泥的土地利用將是一個很有前途的發(fā)展方向。但是污泥中也含大量病原菌、寄生蟲（卵）、重金屬和難降解的有機有毒有害物質(zhì)23-27，必須經(jīng)過妥善的處理，達到穩(wěn)定之后才能利用。市政污泥如果不合理化處理，不但導(dǎo)致可利用資源的浪費，還會污染地下水進而影響人體健康，因此要求就地進行合理處理和資源化利用。本文采用好氧堆肥技術(shù)處理市政污泥，該方法有三個階段：起始階段、高溫階段、熟化階段。通過對市政污泥進行好氧堆肥處理工藝，可以使污泥中的病原菌被殺滅，最重要的一點是產(chǎn)生有機菌肥，

7、有機菌肥可以作為農(nóng)作物的肥料，是污泥作為二次資源利用，達到資源化利用的效果。污泥無害化經(jīng)該工藝處理之后達到國家環(huán)保部減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的要求。對于本工藝來說，不僅能夠使市政污泥的合理化，而且能夠從中獲得可利用的資源，為經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生經(jīng)濟效益。2.畢業(yè)論文（設(shè)計)研究內(nèi)容、擬解決的主要問題：(1) 研究內(nèi)容：本設(shè)計以市政污泥的處理研究對象，設(shè)計年產(chǎn)7500噸/年的有機菌肥。主要包括設(shè)計方案、工藝流程簡述、工藝設(shè)計、投資估算和工程效益。(2) 擬解決的主要問題：7500噸/年市政污泥制有機菌肥設(shè)計項目報告；市政污泥制備有機菌肥。3.畢業(yè)論文（設(shè)計)研究方法、步驟及措施：(1) 研究方法：

8、本課題采用文獻研究法進行研究，通過查閱大量有關(guān)文獻，根據(jù)市政污泥產(chǎn)量，結(jié)合最佳處理工藝，根據(jù)有機菌肥產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計出經(jīng)濟、可行工藝方案。(2) 步驟及措施：查閱相關(guān)文獻資料，了解國內(nèi)外市政污泥處理工藝的現(xiàn)狀。對市政污泥處理工藝流程進行對比篩選出最佳處理方法。依據(jù)行業(yè)設(shè)計原則、國家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)工藝計算進行設(shè)備選型，投資估算、工程效益評估。提出設(shè)備一覽表。4.主要參考文獻：1 趙樂軍，戴樹桂,辜顯華.污泥填埋技術(shù)應(yīng)用進展j.中國給水排水，2 李輝,吳曉芙,蔣龍波,等. 城市污泥焚燒工藝研究進展j.環(huán)境工程,2014,06:88 -92.3 丘錦榮,郭曉方,衛(wèi)澤斌, 等.城市污泥農(nóng)用資源化研究進展j

9、.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 ,2010, 29:300-304.4 易紅星,王建龍,李書軍.我國污泥農(nóng)用資源化的處置方法j.石河子大學(xué)學(xué)報(自 然科學(xué)版), 2004,03:273-276. 5 李斌,李羊林. 污水處理廠污泥好氧發(fā)酵堆肥農(nóng)用研究進展j. 環(huán)境衛(wèi)生工程, 2009, 17: 118-1206 何澤堅,何偉鋒,黃廣漢, 等. 污泥好氧發(fā)酵堆肥試驗研究j. 西南給排水, 2012, 04: 39-42 7 蔣瑋.污泥好氧發(fā)酵堆肥試驗條件研究j.農(nóng)機化研究,2008,10:106-108.8 曲振曉.污水廠污泥一體化豎式強化滲濾自然干化與消化研究d.重慶大學(xué), 2008. 9 傅鳳霞.污泥干

10、化處理中重金屬遷移特性研究d.浙江大學(xué),2008.10 張燕玲. 城市污泥資源利用與思考j.現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊),2014,04:95-96.11 趙友恒,于衍真,李玄. 利用污泥制磚的應(yīng)用研究與現(xiàn)狀j. 中國資源綜合利 用,2011,03:33-35. 12 李樹霞. 城市污水污泥制生態(tài)水泥技術(shù)研究d.貴州大學(xué),2009.13 李桂菊,王昶,賈青竹. 污泥制油技術(shù)研究進展j.西部皮革,2006,08:32-35.14 熊一凡,熊江璐. 城市污泥資源化利用與思考j. 企業(yè)經(jīng)濟,2013,09:164-167.15楊金滿,賈瑞寶. 城市污泥資源化利用研究進展j.工業(yè)用水與廢水, 2011, 05:

11、 1- 516 王菲,楊國錄,劉林雙, 等. 城市污泥資源化利用現(xiàn)狀及發(fā)展探討j. 南水北調(diào)與 水利科技,2013,02:99-103.17馬芳,劉曉丹. 淺談城市污泥資源化利用的途徑j(luò). 中國資源綜合利用, 2007, 08: 16-18.18 柯玉娟,陳泉源,張立娜. 城市污水污泥資源化利用途徑探討j.中國資源綜合利 用,2008,08:13-16.19 田冬梅.城市污泥中污染物的化學(xué)形態(tài)分析研究d.華東師范大學(xué),2006.20 彭韜.城市污泥中重金屬的穩(wěn)定化研究d.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.21馬娜,陳玲,何培松, 等. 城市污泥資源化利用研究j.生態(tài)學(xué)雜志, 2004, 01: 86 -

12、89.22 姚金玲,王海燕,于云江, 等. 城市污水廠污泥處理處置技術(shù)評估及工藝選擇j. 環(huán)境工程,2010,01:81-84.23 王洪臣. 污泥處理處置設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)與管理j. 中國給水排水,2010,14:1-6.24 彭琦,孫志堅.國內(nèi)污泥處理與綜合利用現(xiàn)狀及發(fā)展j.能源工程, 2008, 05: 47- 50.25 姚金玲.污水處理廠污泥處理處置技術(shù)評估d.中國環(huán)境科學(xué)研究院,2010.26 趙慶良, 胡凱. 城市污水處理廠污泥處理的能耗分析j. 給水排水動態(tài), 2009, 02:15-20.27 王嵐. 我國污泥處理處置發(fā)展概述j. 給水排水動態(tài),2010,04:11-12.是否可

13、以進入論文（設(shè)計）研究：該課題是緊扣學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識，符合學(xué)生專業(yè)發(fā)展方向。研究方法和研究計劃基本合理，難度合適，學(xué)生能夠在預(yù)定時間內(nèi)完成該課題的設(shè)計。同意該學(xué)生的開題報告，可以進入論文（設(shè)計）研究。 指導(dǎo)教師簽名： 2014年10月20日是否可以進入論文（設(shè)計）研究：院長簽名：2014年10月25日百色學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書題目名稱 7500噸/年市政污泥制有機菌肥設(shè)計項目學(xué)生姓名朱覺軍所學(xué)專業(yè)化學(xué)工程與工藝班 級化工本11班指導(dǎo)教師姓名凌紹明、雷祿所學(xué)專業(yè)分析化學(xué)職 稱教授、講師完成期限2014.09.102015.05.101.畢業(yè)論文（設(shè)計）主要內(nèi)容或主要技術(shù)指標(biāo)本項目為750

14、0噸每年市政污泥制有機菌肥設(shè)計項目，工藝流程是以市政污泥、稻殼和回流堆肥成品為原料，經(jīng)過混合、兩次發(fā)酵等工藝流程從而制得有機菌肥，解決了市政污泥給城市環(huán)境帶來的污染問題，還等到農(nóng)作物生長所需的有機菌肥，實現(xiàn)污泥資源化利用目標(biāo)。本設(shè)計主要內(nèi)容包含設(shè)計方案、工藝流程簡述、工藝設(shè)計、投資估算和工程效益。通過設(shè)計方案確定項目的規(guī)模，通過相關(guān)文獻對比分析項目的可行性及優(yōu)勢。通過工藝流程設(shè)計，確定所需設(shè)備型號和數(shù)量，通過投資估算和工程效益評估項目的環(huán)境效益、經(jīng)濟效、社會效益。2.畢業(yè)論文（設(shè)計）基本要求 (1)合理設(shè)計開題報告并認真填寫表格，虛心聽取開題會上老師們的意見并完善開題報告； (2)科學(xué)嚴謹?shù)倪M

15、行論文實驗，實驗數(shù)據(jù)合理；(4)論文撰寫要概念清晰，結(jié)論科學(xué)，觀點明確，論據(jù)充分，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，論證有力，結(jié)構(gòu)合理，文字流暢，格式書寫規(guī)范； (6)嚴格遵守紀律，做到態(tài)度認真、按時保質(zhì)保量地完成各項任務(wù)，尊重指導(dǎo)老師，虛心請教；(7)必須誠實守信，嚴禁弄虛作假、抄襲和剽竊他人成果。3.畢業(yè)論文（設(shè)計）進度安排2014.10.16-2014.12.15 選題、定題并完成畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告。2015.03.15-2015.04.15 完成處理工藝計算、投資估算及設(shè)備的選型工作。2015.04.15-2015.05.19 提交設(shè)計初稿并修改。2015.05.19-2015.05.27進行答辯。 指

16、導(dǎo)教師簽名： 2014年 11月 14 日百色學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）中期自查表院系 名化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院年級2011專業(yè)化學(xué)工程與工藝本人投入的時間和精力每周平均工作 40 小時，出勤情況：較好（ ）、一般（ ）、差（ ）。影響時間投入的原因：找工作（ ）、自身水平（ ）、其他原因 。指導(dǎo)教師的投入指導(dǎo)教師每周指導(dǎo) 2 次，大約 1 小時；指導(dǎo)形式：網(wǎng)絡(luò)（）、電話（ ）、面對面（ ）、其他 ；指導(dǎo)效果：好（ ）、較好（ ）、一般（ ）、差（ ）。畢業(yè)論文（設(shè)計）工作情況是否能按任務(wù)書的“進程安排”完成工作：是（）、否（ ），已完成內(nèi)容占全部工作 60 。你的論題是：自選（ ）、專業(yè)安排（ ）

17、、跨專業(yè)（ ）。論題是否結(jié)合專業(yè)（是、否）、難度（高、適當(dāng)、容易）、工作量（大、一般、小）。自己對畢業(yè)設(shè)計（論文）文件規(guī)范的學(xué)習(xí)情況：已了解（ ）、部分了解（）、不清楚（ ）。條件保障試驗設(shè)備和器材是否得到保證：是（）、否（ ）。學(xué)校提供的圖書資料是否滿足需要：是（）、一般（ ）、否（ ）。學(xué)校計算機上機條件：好（ ）、較好（ ）、不好（ ）；約需 2 機時。經(jīng)費來源：學(xué)校（ ）、個人（ ）、尚無需要（ ）。存在問題及整改思路存在問題:課題工作量較大, 本次論題難度一般，屬于化工設(shè)計類，在設(shè)備選型的時候，對實際的生產(chǎn)需要考慮不周全。整改思路:查閱大量文獻,在學(xué)習(xí)中逐漸完善每個步驟,盡最大努力完

18、成論文。 學(xué)生簽名： 2015 年 3月20 日 指導(dǎo)教師簽名： 2015 年 3月20 日7500噸/年市政污泥制有機菌肥設(shè)計項目 化學(xué)工程與工藝 2011111750 朱覺軍 指導(dǎo)老師：凌紹明、雷祿 摘 要：本項目為7500噸每年市政污泥制有機菌肥設(shè)計項目，是以市政污泥作為原料，稻殼為輔料，按照固定比例混合、兩次發(fā)酵等工藝流程從而制得有機菌肥，解決了市政污泥污染環(huán)境問題，實現(xiàn)了污泥的資源化利用。根據(jù)污泥的量設(shè)計有機菌肥生產(chǎn)規(guī)模，本設(shè)計主要內(nèi)容包含有機菌肥綜述、設(shè)計方案、投資估算、經(jīng)濟效益四個部分。關(guān)鍵詞：好氧堆肥；有機菌肥；市政污泥；資源化利用 7500 tons per year of

19、municipal sludge in the preparation of organic fertilizer design project abstract：this paper is 7500 tons per year of municipal sludge in the preparation of organic fertilizer project. municipal sludge as main material, rice husk as accessories, mix in fixed proportion, two times of fermentation pro

20、cess is produced organic fertilizer, solving the municipal sludge pollution of the environment and realizing the resource utilization of the sludge. according to the sludge volume design of organic fertilizer production scale, the design paper of the main contents, organic fertilizer review, design,

21、 investment estimation and the economic benefits.keywords: aerobic compost; organic fertilizer; municipal sludge; resource utilization 1 引言隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的影響下，城市在發(fā)展的進程中人口數(shù)量不斷地壯大，隨之而來的市政污水處理規(guī)模也隨著壯大。截止2014年，我國的污水處理廠已建設(shè)3781座，這個數(shù)量還會以每年8%的速度增長1，并且在污水的處理技術(shù)不斷成熟的今天，污水處理量更是在快速地增長，2014年全國城鎮(zhèn)污水處理量高達330多億m3，另外，我國的污

22、水處理量在未來的20年還會持續(xù)增長，預(yù)計到2020年污水處理量會接近2014年的兩倍2，污水處理的同時，產(chǎn)生大量的污泥，污泥中含有大量的有害病菌、重金屬離子以及豐富的有機質(zhì)物質(zhì)，污泥如何最大化資源利用，是目前環(huán)保工作者關(guān)注的問題，表1-1是我國與世界其他國家污泥年產(chǎn)量情況。表1-1 我國與世界其他國家污泥年產(chǎn)量國家名稱污泥總量(萬噸/年)所占比例(%)中國美國日本德國法國奧地利比利時西班牙3500320072027362940588393213821.619.74.416.918.13.62.413.2在污水處理規(guī)模不斷壯大，污水處理技術(shù)不斷成熟和效率不斷提高3-5的同時，作為城市污水處理產(chǎn)物

23、的市政污泥產(chǎn)生量隨之不斷提高。在十二五期間，全國每年污泥(含水率80%)以246萬m3/年增長。根據(jù)資料預(yù)測，我國在2015年城鎮(zhèn)污泥產(chǎn)生量會達到3500多萬噸。面對如此龐大的污泥量，污泥一方面含有大量的重金屬離子和少量的微生物等有害物質(zhì)，如果不進行合理化處理，將會給生態(tài)環(huán)境帶來不可估量的后果；另一方面，市政污泥中含有可利用的有機質(zhì)和n、p、k等可利用營養(yǎng)元素，這些營養(yǎng)元素適當(dāng)處理后作為資源進行利用6-7。根據(jù)中國污泥處理處置市場分析報告(2013版)顯示：每噸污泥的價值大概在350元左右，以此估算我國市政污泥擁超過百億的市場價值8，因此如何處理和處置成為了我國21世界乃至世界各國研究的重要課

24、題。1.1國外市政污泥處理現(xiàn)狀國外對市政污泥處理比較重視，在技術(shù)方面起步較早，經(jīng)歷長時間的發(fā)展，處理技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，且已經(jīng)有了完善的法律法規(guī)約束污泥的處理處置。不同的國家和地區(qū)根據(jù)自身的地理位置和本國的實際情況(資源分布、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu))采取相應(yīng)的處理方式，但是基本都把污泥當(dāng)做一種資源9，采取處理與利用相結(jié)合起來的方式。1.2國外主要處理方式1.2.1污泥制磚目前污泥制磚的技術(shù)在國外幾個發(fā)達西方國家比較受青睞，在日本主要以污泥焚燒制磚的方式，是由于污泥中的有機質(zhì)在燃燒中的時候產(chǎn)生的熱量，可以使工藝節(jié)省能源。污泥制磚主要先通過濃縮、脫水、干燥、焚燒得到焚燒灰，再與通過900oc煅燒的骨料（洗沙、陶管

25、）、粘土進行混合，投入到混煉造粒機，得到3-5 mm制磚顆粒，對顆粒出去適當(dāng)水分后投入燒成機，在溫度1000-1100 oc下進行焚燒制得污泥磚。污泥制磚是一種污泥達到資源利用的形式，但是脫水成本過高10-13，具體工藝流程圖見圖1-1。 圖1-1污泥制磚流程圖1.2.2污泥制生態(tài)水泥污泥制生態(tài)水泥已經(jīng)不算是一門新興的技術(shù)，早在上世紀70年代加拿大人已經(jīng)進行過首次試驗14，結(jié)果表明含聚氯苯基等原料在焚燒中是安全的，隨后美國對于這方面的研究也取得了研究進展，最具有代表性研究的是來自新加坡研究人員的一次試驗，他們利用污泥、粘土、石灰石作為基本的輔助原料，在105oc下，與經(jīng)脫水、干燥的污泥(含固率

26、95%以上)混合，經(jīng)過粉碎、磨碎后進行煅燒。經(jīng)試驗結(jié)果得出，50%污泥混合石灰石經(jīng)過1000oc高溫煅燒4小時，得出了優(yōu)質(zhì)性能的產(chǎn)品。如今在國外已經(jīng)開始流行污泥制生態(tài)水泥，是潛在的一種技術(shù)要求高，管理水平要求嚴格。污泥制生態(tài)水泥首先是焚燒污泥，焚燒的過程在水泥回轉(zhuǎn)窯中進行，焚燒的過程高溫會很高，使大部分的有害微生物被殺滅，不僅得到無害化物料，還減小了污泥的體積。這部分物料可以作為制生態(tài)水泥直接原料，所以不需要對焚燒后得到的物料進行后處理，減少了一段處理工藝，是一種一舉兩得處理方式，工藝流程圖見圖1-2。 圖1-2污泥制生態(tài)水泥流程圖1.2.3污泥制油污泥制油與國內(nèi)常采用的污泥焚燒都屬于熱化學(xué)處

27、理技術(shù)。不同的是污泥熱解制油屬于吸熱過程，污泥焚燒是放熱過程。反應(yīng)后的產(chǎn)物固態(tài)部分主要成分即為焦炭或者炭黑，氣體部分經(jīng)過冷凝得到的產(chǎn)物有氣態(tài)的h2、ch4和co，液體部分的有ch3oh、ch3coch3、ch3cho等有機物以及油產(chǎn)品等，獲得的產(chǎn)品便于儲藏和運輸。但是污泥制得的油油質(zhì)差，因此限制了其在市場銷售15。污泥制油是根據(jù)污泥中一些有機物受熱的時候會分解，首先污泥經(jīng)過濃縮、離心脫水、熱風(fēng)干燥處理后，在無氧或者有氧的條件下進行加熱干餾，使有機物發(fā)生裂解反應(yīng)，工藝流程圖見圖1-3。 圖1-3制油工藝流程圖1.2.4海洋傾倒海洋傾倒就是把污泥直接倒入到附近海域，利用海洋水的流動作用使污泥擴散和

28、稀釋以達到海洋自凈作用，海洋傾倒這種處理方式主要是沿海國家采用得較多。由于這種處理方式不需要對污泥進行特殊的處理，具有處理簡單、處理成本較低，并且處理量較大的特點，因而海洋傾倒在20世紀40年代前一直受到許多沿海國家的青睞的處理方式，但是，這種處理方式無法消除環(huán)境污染問題，還會導(dǎo)致海洋環(huán)境的污染。由于過去海洋污泥傾入量的增加，海洋污染問題已經(jīng)日益惡化，海底的重金屬濃度比以往提高了100200倍，海洋傾倒越來越收到人們關(guān)注的處理方式。20世紀末，歐美國家已經(jīng)制定了相關(guān)法規(guī)禁止海洋傾倒污泥，在國內(nèi)，我國也不允許這樣的處理方式進行處理污泥。隨著人們環(huán)境意識的提高，海洋傾倒處理方式開始禁止。1.2.5

29、 污泥處理方法優(yōu)缺點比較通過污泥制磚、生態(tài)水泥、制油以及海洋傾倒處理方法，各種方法的優(yōu)缺點見表1-2。表1-2國外污泥主要處理方式對比處理方式優(yōu)點缺點所占百分比（%）污泥制磚1、獲得新的資源，變廢為寶。2、高溫殺死有害微生物3、環(huán)境污染小1、脫水成本高2、工藝繁多、復(fù)雜3、技術(shù)要求高24污泥制生態(tài)水泥1、處理量大2、生態(tài)水泥比普通水泥更優(yōu)質(zhì)3、屬于無害化處理1、煅燒溫度高，耗能大2、技術(shù)要求高3、投資成本大21污泥制油1、產(chǎn)品便于輸送和儲藏1、油產(chǎn)品不穩(wěn)定2、產(chǎn)品純度不高18海洋傾倒1、不需要前處理2、處理成本低3、處理量大1、容易造成海洋污染2、違法國際法規(guī)28其他91.3我國市政污泥處理現(xiàn)

30、狀我國的市政污泥處理、利用在技術(shù)和相關(guān)政策法規(guī)上仍需進一步完善，當(dāng)前我國的城市污泥的資源化利用率較低，處理技術(shù)比較單一，技術(shù)方面與國外許多發(fā)達國家相差甚遠。我國的普遍情況是污水未處理直接排放或者處理未達標(biāo)排放，在污泥處理的方面投入比較有限，城市污泥處置不當(dāng)，將污染環(huán)境。部分城市的飲用水源或地下水已經(jīng)受到了污染。城市污泥處理處置已成為我國在21世紀邁向城市文明建設(shè)的重要課題16-17。1.4國內(nèi)處理主要方式1.4.1污泥填埋 污泥填埋處理在我國是采取較多的方式，它可以分為直接填埋、混合填埋兩種形式。混合填埋就是把污泥與生活垃圾一起做適當(dāng)?shù)臏缇筮M行填埋。在我國，大部分采用的都是混合填埋。污泥填埋

31、的優(yōu)點是資金投入少、處理量大、見效明顯18。對于像我國一樣大多數(shù)發(fā)展中國家而言，在污水處理利用率較低的發(fā)展中國家和地區(qū)，這種污泥填埋方式還會長期被采用。污泥填埋處理方式對環(huán)境會帶來不良影響，比如各種金屬離子和有毒有害物隨填埋帶到環(huán)境中，雨季的時候會導(dǎo)致潛在的土壤污染及地下水污染。當(dāng)脫水污泥與城市生活垃圾混合填埋時，污泥的含水率通常都高達80%以上，污泥與垃圾混合填埋后，由于污泥的抗剪切強度低，呈現(xiàn)流動態(tài)，容易出現(xiàn)混合工藝流程處理緩慢，甚至引發(fā)工程機械事故，存在安全隱患19-21。1.4.2污泥焚燒污泥焚燒是污泥中的有機物發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，這個過程需要在一定溫度和有氧條件下進行，有機物被轉(zhuǎn)化為

32、co2, h2o, n2等氣體物質(zhì)。這種處理方法的優(yōu)點在于處理迅速、焚燒殘渣無毒無臭味、含水率低以及最大限度減少污泥體積，符合污泥處理減量化的原則。但污泥焚燒前期需要脫水，機械脫水成本高，脫水設(shè)施投資大，對操作人員的素質(zhì)和技術(shù)水平要求高，采取自然脫水雖然成本較低，但是耗時、占用空間大、暴曬在空氣中的污泥會產(chǎn)生惡臭污染空氣，且焚燒時能源消耗也較大。邱松華等設(shè)計焚燒含水率為80% 、1t/h的污泥，得出污泥直接焚燒的能源消耗為0. 9 106kg .h-1，且需要較多的輔助燃料。另外，在處理過程中還會產(chǎn)生焚燒煙氣，這些氣體成分有諸如so2、氮氧化合物、重金屬等對環(huán)境和人體有害的物質(zhì)，這些將很大程度

33、上限制焚燒處理的繼續(xù)發(fā)展。1.4.3 污泥農(nóng)用市政污泥成分中包含豐富的n, p, k等無機元素和農(nóng)作物生長所需要的其他有機物質(zhì)，國內(nèi)污泥農(nóng)用的形式大部分是把污泥直接回用于農(nóng)田，污泥拋撒農(nóng)田與土壤混合，最后成為農(nóng)田土壤肥沃部分。污泥農(nóng)用是一種前期處理簡單、經(jīng)濟有效的處置方式，但我國市政污泥農(nóng)用卻受到本身性質(zhì)的制約。我國市政污泥的成分非常復(fù)雜，一方面，其中的重金屬離子，具有難遷移、易富集、危害大等特點22-23；另一方面，污泥中含難于降解的有機污染物，滲入到地下水還會污染飲用水源。這些都是限制污泥農(nóng)用的因素。1.4.4污泥好氧堆肥污泥堆肥的主要形式有兩種，一種是厭氧發(fā)酵堆肥，厭氧發(fā)酵工藝過程產(chǎn)生的

34、甲烷或者代謝物會帶有臭味，而且工藝設(shè)施投資大，運行程序復(fù)雜，要求管理嚴格，較適用于大型污泥處理廠；另一種形式是好養(yǎng)發(fā)酵堆肥，與厭氧發(fā)酵堆肥相比較，好氧發(fā)酵過程通過部分好氧微生物的自身代謝作用，把污泥中有機物降解轉(zhuǎn)化成植物生長所需的營養(yǎng)物腐殖質(zhì)，反應(yīng)的代謝終產(chǎn)物是co2、h2o和熱量24，發(fā)出的熱量還可以使物料維持較高的溫度，使物料的含水率降低，有效地去除病原體、寄生蟲卵和雜草種子，遵循了減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化原則。好氧發(fā)酵工藝所需的設(shè)施投資和運行能耗都不大，僅為厭氧發(fā)酵的1/3，是高效節(jié)能的制肥工藝，而且制造出來的生物有機菌肥可以直接投放市場，也可以對有機菌肥做適當(dāng)?shù)奶幚恚圃斐捎袡C肥

35、料。1.4.5 污泥處理方法優(yōu)缺點比較 通過污泥填埋、焚燒、農(nóng)用以及有機堆肥等處理方法，各種方法的優(yōu)缺點見表1-3。表1-3我國污泥處理主要方式對比處理方式優(yōu)點缺點所占百分比（%）污泥填埋1、處理量大2、見效明顯3、資金投入少1、存在安全隱患2、容易導(dǎo)致二次污泥3、資源化利用率低55污泥焚燒1、處理迅速2、焚燒殘渣無毒無臭味3、減少污泥體積1、前期投資大2、產(chǎn)生有毒氣體3、消耗能源多5污泥農(nóng)用1、前期處理簡單2、投資費用少1、容易造成農(nóng)田污染2、破壞農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)3、污染地下水15污泥好氧堆肥1、運轉(zhuǎn)靈活、管理方便2、基建費用低3、污泥得到資源化利用1、堆肥周期長2、需要供養(yǎng)14其他111.5

36、項目建設(shè)的必要性 該項目以市政污泥作為基本的原料，生產(chǎn)有機菌肥不但可以解決日益突出的環(huán)境問題，還有助于資源化最大利用。把常規(guī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式向綠色、環(huán)保方式轉(zhuǎn)變，可以從根本上解決了環(huán)境污染問題。以下介紹利用污泥制備有機菌肥三個方面的優(yōu)勢。1.5.1肥效方面?zhèn)鹘y(tǒng)的化肥對農(nóng)作物見效快，有機菌肥見效相對緩慢，當(dāng)有機菌肥與傳統(tǒng)化肥互補施用時，有機菌肥施用到農(nóng)田后，農(nóng)田微生物對其進行分解，分解產(chǎn)物就是各種作物所需養(yǎng)分，分解過程還產(chǎn)生二氧化碳，有利用于植物的光合作用，有機菌肥與傳統(tǒng)化肥緩急相濟，互相補充，可明顯提高農(nóng)作物肥效和化肥利用率。 1.5.2 土壤方面有機菌肥使用于農(nóng)田后會轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，可以促進土壤形

37、成團粒結(jié)構(gòu)，也提高了土壤保肥、保濕能力。同時有機菌肥料使土壤中微生物的數(shù)量增加，還為土壤中微生物的活動創(chuàng)造良好的環(huán)境，增強了微生物的活性，起到改良土壤作用。1.5.3環(huán)境方面市政污泥不經(jīng)處理就是污染源，處理后污泥可以當(dāng)作農(nóng)作物肥料。市政污泥經(jīng)過好氧堆肥制成有機菌肥，是提高環(huán)境質(zhì)量的有效措施，避免二次污染。在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的今天，農(nóng)作物抗病蟲危害免疫力下降，人們大量使用化學(xué)肥以及農(nóng)藥，嚴重的打破了生態(tài)系統(tǒng)的平衡。化肥大量使用會使化學(xué)肥料隨著農(nóng)田流入湖泊，造成湖泊的水體富營養(yǎng)化，破壞生態(tài)平衡。 2 設(shè)計方案2.1 污泥處理設(shè)計原則根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理技術(shù)規(guī)程(cjj131-2009)，污泥處

38、理應(yīng)遵循：減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化四大原則。(一)減量化：市政污泥在處理前含水率較高，通常在80%以上，具有體積大和呈流動性的特點，不方便貯存和運輸和消納。污泥處理的減量化就是把從污泥中把水分離出來，使市政污泥處置前的體積減小，以達到降低污泥存放場所及處置的成本。(二)穩(wěn)定化：市政污泥中含有大量有機物，容易發(fā)生厭氧降解，導(dǎo)致腐敗產(chǎn)生惡臭，需要經(jīng)過厭氧消化或者好養(yǎng)消化處理，將易腐敗的有機物部分轉(zhuǎn)化穩(wěn)定的有機物，或者添加化學(xué)物質(zhì)，抑制微生物的活性使污泥穩(wěn)定。常見的有投加石灰，調(diào)節(jié)ph值，便可以終止對微生物的繁殖。(三)無害化：污泥中含有大量的有害微生物和重金屬離子。比如：病毒，病原菌和寄生蟲

39、卵，尤其是初沉污泥中，污泥中的有害物質(zhì)的含量是最高的。這些微生物和金屬離子可從污泥中滲濾到地下水，造成水體污染，嚴重的可能會導(dǎo)致傳染病的傳播，需要對病原菌、寄生蟲卵及病毒消毒處理達到無害化，提高污泥的無害化指數(shù)，所以無害化對污泥處理是要嚴格遵循的原則。(四)資源化：污泥中含有可利用的元素和物質(zhì)，市政污泥中的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分可以促進植物和農(nóng)作物生長，同時利用其中部分有機成分可以制成有機肥料，是一種可利用的資源。在適當(dāng)?shù)臈l件對污泥合理化處理，就是得到資源化的結(jié)果。2.2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(1)中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法(2)糞便無害化衛(wèi)生要求 (gb79592012)(3)工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生設(shè)計標(biāo)

40、準(zhǔn) (gbz 1-2010)(4)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (gb189182002)(5)建筑給水排水設(shè)計規(guī)范 gb50015-2003(2009年版)(6)建筑設(shè)計防火規(guī)范 (gb50016-2014)(7)建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) (gb/t50104-2010)(8)工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范 (gb 50187-2012)(9)室外排水設(shè)計規(guī)范 (gb50014-2006)(10)室外給水設(shè)計規(guī)范 (gb50013-2006)(11)給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (gb50069-2002)(12)建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) (gb50033-2013)(13)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn) (gb1629

41、7-1996)(14)惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (gb14554-1993)(15)工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 (gbz2-2002)(16)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) (gb5749-2006)(17)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 (gb50057-2010)(18)建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) (gb50034-2013)(19)建筑地面設(shè)計規(guī)范 (gb50037-2013)(20)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (gb50010-2010)2.3 項目規(guī)模、地點、方案2.3.1 規(guī)模建設(shè)一座年產(chǎn)量為7500噸的有機菌肥生產(chǎn)廠，實現(xiàn)合理化處理污泥。2.3.2 地點本項目選擇城市污泥處理廠污泥堆放場地附近地皮作為項目建設(shè)地點。2.3.3

42、 建設(shè)方案日處理污泥100噸，日產(chǎn)有機菌肥25噸。本項目的運轉(zhuǎn)部門有生產(chǎn)車間、辦公部門、質(zhì)量部門、技術(shù)部門以銷售部門組成，各部門分工合作，各司其職，必要時可以進行兼任工作。2.4 項目技術(shù)指標(biāo)根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(gb18918-2002)中規(guī)定，項目需遵循污泥堆肥產(chǎn)品質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)以污泥穩(wěn)定化控制標(biāo)準(zhǔn)，堆肥產(chǎn)品質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)見表2-1。表2-1 堆肥產(chǎn)品質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)限值指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)限值雜物/% 3有機質(zhì)（以c計）/%10粒度/mm 12總n/%0.5蛔蟲卵死亡率95100總p/%0.3大腸桿菌值0.10.01總k/%1.0總cd/(mg/kg) 3ph值6.58.5總hg/(mg

43、/kg) 5水分/%2535總pb/(mg/kg) 100好氧呼吸速率/mgo2/（kg揮發(fā)性物料.h）150總cr/(mg/kg) 300堆肥周期/d15總as/(mg/kg) 30堆肥溫度/oc65702.5工藝原理好氧堆肥的基本過程是在有氧條件下，借助好氧微生物（主要是好氧菌）的作用來進行的。在堆肥的過程中，固體廢物中的溶解性有機物質(zhì)透過微生物的細胞壁和細胞膜被微生物所吸收，固體性和膠體性有機物先附著在微生物體外，由生物所分泌的胞外酶分解物溶解性物質(zhì)，再滲入細胞。微生物通過自身的生命活動-氧化、還原、合成等過程，把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的有機物，并放出生物生長活動所需要的能量，把

44、另一部分有機物轉(zhuǎn)化為生物體所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，合成新的細胞物質(zhì)，微生物逐漸生長繁殖，產(chǎn)生更多的生物體，圖2-1可以簡單說明這個過程。合成 細胞物質(zhì)（微生物生長）+腐殖物質(zhì)堆肥有機物+o2+微生物 氧化 co2、h2o 、nh3、po4-、so42- + 能量 排入環(huán)境 釋放、轉(zhuǎn)為熱 或供生物合成用 圖2-1好氧堆肥發(fā)酵過程微生物通過自身氧化過程，對污泥中的有機物進行吸收、氧化、分解，把部分被吸收的有機物氧化后轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚臒o機物，這個過程釋放出的能量，可供微生物生長活動。而其他的部分有機物則成為微生物細胞質(zhì)合成的營養(yǎng)物質(zhì)，微生物獲得不斷生長繁殖的機會，產(chǎn)生出更加多的生物體。熱量會隨著有機物的分解的

45、過程產(chǎn)生，然而熱量不可能完全從內(nèi)部環(huán)境散發(fā)到外部環(huán)境中，就會造成內(nèi)部環(huán)境的溫度升高，溫度升高致使不耐高溫的微生物失活，耐高溫的微生物借此得到繁殖。經(jīng)生態(tài)動力學(xué)研究表明，好氧分解中發(fā)揮主要作用的是菌體碩大、性能活潑的耐熱細菌群。該菌群在有氧條件下將有機物氧化分解，同時釋放出大量的熱量。根據(jù)好氧堆肥過程伴隨著兩次升溫，可將其分成三個階段：起始階段、高溫階段和腐熟階段。 工藝流程圖見圖2-2 圖2-2好氧發(fā)酵制有機菌肥流程圖2.6 工藝控制參數(shù) 微生物快速生長、繁殖關(guān)鍵在于所處的生存環(huán)境，工藝參數(shù)的就是微生物生存環(huán)境的一個指標(biāo)，選擇和控制好工藝參數(shù)，能確保工藝的順利進展，一般而言好氧堆肥有如下要求控

46、制的參數(shù)：2.6.1 供氧量 對于好氧堆肥而言，關(guān)鍵在于微生物在發(fā)酵中進行生命活動，從中獲得有機菌肥。好養(yǎng)微生物的生命活動需要氧氣，供氧是發(fā)酵速率的重要指標(biāo)。供氧不足會導(dǎo)致使分解速度減慢，甚至造成微生物死亡，因此保持通風(fēng)是堆肥工藝的中心問題。常用保證供養(yǎng)充足的方式有兩種，第一種通過定時攪拌來更新物料孔隙，方便空氣進入孔隙，以確保微生物的需氧量。第二種使用鼓風(fēng)機通入空氣為微生物供養(yǎng)，但供冷空氣量速率過大會導(dǎo)致溫度下降，尤其對耐高溫微生物的氧化分解過程，因此供氧量要適當(dāng)，一般為0.10.2m3/min。2.6.2 含水率 堆肥原料的含水率在堆肥工藝中會影響發(fā)酵過程，水份一方面起到溶解有機物的作用，

47、促進微生物的新陳代謝，另一方面可以調(diào)節(jié)發(fā)酵過程的溫度，溫度過高時水份通過吸熱蒸發(fā)，消耗部分熱量。水份太低會影響微生物的繁殖，影響分解速度，嚴重會導(dǎo)致分解停止，含水率高則會導(dǎo)致堆肥原料空隙被水充滿，阻礙空氣量通入，造成供氧不足，同時水份過多，部分熱量會被水吸收，那么溫度自然會受到影響，導(dǎo)致達不到高溫階段，好高溫菌的活性受到抑制，堆肥過程就會受到影響甚至被終止。經(jīng)研究資料表明：原料含水率在5050%較理想的。2.6.3 c/n比 碳源是微生物合成細胞和獲取能源的成分，蛋白質(zhì)與核酸的合成需要氮源，所以c/n比會影響到微生物對有機物的分解速率。微生物自身的c/n比大概為430，因此用作微生物的營養(yǎng)物質(zhì)

48、的c/n比最好也在430范圍內(nèi)，當(dāng)c/n比在1025時，生物分解有機物的速率最高。如果c/n比過高，等到的有機菌肥成品的比值也會高，施于農(nóng)田后，會出現(xiàn)“氮饑餓”狀態(tài)，會奪走土壤中的氮，從而影響農(nóng)作物生長。堆肥過程較理想的c/n比應(yīng)為2030。2.6.4 ph值 ph值是影響堆肥效果的重要指標(biāo)25，一般而言ph值在312之間堆肥可以進行，在堆肥過程中，開始階段由于酸性細菌的影響，ph值低到5.56.0，使整個堆肥環(huán)境呈酸性，隨著堆肥的進行以酸性物為養(yǎng)料的微生物的生長和繁殖，會使ph值升高，堆肥過程到了腐熟階段后物料的ph值會在8.59.0之間。 在堆肥過程可以通過加入石灰防止ph降低，從而提高堆

49、肥效率。2.6.5 粒度 堆肥物料的密度、內(nèi)部摩擦力和流動性受物料的顆粒度大小影響。最關(guān)鍵的一點是，小的粒度能夠增大堆肥物料與微生物及空氣的接觸面積26-27,加速堆肥過程的反應(yīng)速率。 因此在堆肥前，物料通常要進行篩分和磨碎處理，可以除掉粗大垃圾和減少不適合堆肥化物質(zhì)含量，并使堆肥物料粒度滿足一定程度的均勻化。根據(jù)工藝和產(chǎn)品性能要求，堆肥過程比較理想的物料粒徑在2575mm之間。2.6.6 溫度溫度是整個堆肥系統(tǒng)重要參數(shù)，會影響到微生物的活動反應(yīng)，關(guān)系到堆肥化綜合效果的重要因素。根據(jù)衛(wèi)生學(xué)的要求，如果要保證殺滅堆層中的大腸桿菌和病原菌，堆肥溫度需要達到55oc以上并保持三天28-30，所以堆肥

50、過程一般控制溫度在55oc60oc。在堆肥過程，微生物對有機物的分解會產(chǎn)生熱量，使溫度上升，堆肥溫度走三個階段：上升、穩(wěn)定、下降。堆肥產(chǎn)品質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)見表2-3表2-2 堆肥產(chǎn)品質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)溫度（oc）溫度對微生物生長的影響嗜溫菌嗜熱菌常溫38oc激發(fā)態(tài)不適用3845oc抑制狀態(tài)可開始生長4555oc毀滅態(tài)激發(fā)態(tài)5560oc菌群萎退抑制狀態(tài)（輕微）6070oc抑制狀態(tài)（明顯）70oc/毀滅態(tài)2.7 工藝流程本設(shè)計日處理100噸市政污泥作為計算參考，計算產(chǎn)生有機菌肥的工藝。2.7.1 污泥收集市政污泥運至車間的貯泥斗槽，貯泥槽的槽壁與水平面的斜度要大于60。根據(jù)路線及污泥廠產(chǎn)泥量的實際情況，收集車采用輕、中型兩種載重卡車，每次運載重量3噸和5噸，輕型3臺中型2臺。使用2輕2中4輛車同時工作，一輛輕型車做為備用。每個小時平均運載量為35噸，每天工作3h，完成100t污泥的運送任務(wù)。2.7.2 污泥存放貯泥槽設(shè)置1個，要滿足存放一定的污泥量，容器形狀上方設(shè)置為長方體長寬高分別為9m、5m、2m；下方容器為梯形棱錐，其高度為2m，底部長寬為7m、3m，則貯泥槽容積約為101m3。貯泥槽體積計算如下：上半部分體積：=v1=lbh=952=90 m3下半部分體積：= v2=1/3h(s1+s2+)=64.4 m3+ 有效容積v=v1v2=154.49 m3 污泥間的規(guī)