CN207347379U - 市政污泥固化绿化库 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种市政污泥固化绿化库，其设置于市政污泥固化绿化库待建立区域，其包括：设置于市政污泥固化绿化库待建立区域四周的挡水坝体，挡水坝体内围护区具有渗滤液收集池布置区域以及土工管袋布置区域，渗滤液收集池布置区域设置有渗滤液收集池，土工管袋布置区域设置有若干内置污泥浆液的土工管袋，土工管袋布置区域设置有将土工管袋排出的渗滤液导向渗滤液收集池布置区域所设渗滤液收集池的渗滤液导排系统，土工管袋布置区域设置有位于土工管袋和/或土工管袋的网格间隙处的植物。本实用新型提供的市政污泥固化绿化库解决了现有的市政污泥即使脱水达标后也无处可去的尴尬处境，还能充分利用市政污泥富含的植物性营养元素来种植植物。

Description

市政污泥固化绿化库

技术领域

本实用新型涉及市政污泥环保与综合利用领域，尤其是涉及一种市政污泥固化绿化库。

背景技术

市政污泥，包括了城市生活污水处理厂生物法处理(如活性污泥法、生物膜法)产生的污泥，城市下水道、河道清淤产生的污泥等。市政污泥的成分复杂，除含有大量的水分外，还含有大量的有机质、难降解的有机物、多种微量元素、病原微生物和寄生虫卵、重金属等成分，颗粒较细，一般呈胶状液态，并伴有恶臭。污泥中含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，造成水质的富营养化，导致水质恶化，同时污泥中的重金属，有毒物质，致病菌等也将给人类健康带来极大危害。市政污泥如果没得到妥善处理处置，将对周围环境大气、土壤、地下水源造成严重的污染。目前，我国市政污泥的产量近1000万t/a，市政污泥处理处置包括前端脱水和最终处置两个阶段。

(1)前端脱水阶段主要是自然干化、机械脱水、热力干化；

①自然干化：指将污泥摊铺晾晒于具有自然滤层或人工滤层的干化场中，借助自然力和介质(如太阳能、风能和空气)，使得污泥中的水分因周边空气的蒸汽压的不同而形成从内向外的迁移(蒸发)。该方法适用于气候比较干燥、占地不紧张以及环境卫生条件允许的地区。我国南方大多数具有多雨潮湿季节的地区难以适用，且占地面积大，臭气污染严重等问题的存在，仍以处理小规模经过厌氧消化的脱水污泥为佳。

②机械脱水:利用离心分离、带式压滤、板框式压滤、管式压滤真空过滤、污泥增稠等机械方式进行污泥脱水的方法。

机械脱水法有过滤和离心法。过滤是将湿污泥用滤层(多孔性材料如滤布、金属丝网)过滤，使水分(滤液)渗过滤层，脱水污泥(滤饼)则被截留在滤层上。离心法是借污泥中固、液比重差所产生的不同离心倾向达到泥水分离。过滤法用的设备有真空过滤机、板框压滤机和带式过滤机。真空过滤机连续进泥，连续出泥,运行平稳，但附属设施较多。板框压滤机为化工常用设备，过滤推动力大，泥饼含水率较低，进泥、出泥是间歇的，生产率较低。人工操作的板框压滤机，劳动强度甚大，大多改用机械自动操作。带式过滤机是新型的过滤机，有多种设计，依据的脱水原理也有不同(重力过滤、压力过滤、毛细管吸水、造粒)，但它们都有回转带，一边运泥，一边脱水，或只有运泥作用。它们的复杂性和能耗都相近。离心法常用卧式高速沉降离心脱水机，由内外转筒组成，转筒一端呈圆柱形，另一端呈圆锥形。转速一般在3000转/分左右或更高，内外转筒有一定的速差。离心脱水机连续生产和自动控制，卫生条件较好，占地也小，但污泥预处理的要求较高。机械脱水法主要用于初次沉淀池污泥和消化污泥。脱水污泥的含水率和污泥性质及脱水方法有关。一般情况下，真空过滤的泥饼含水率为百分之六十至百分之八十，板框压滤为百分之四十五至百分之八十，离心脱水为百分之八十至百分之八十五。

③热力干化：污泥的大规模、工业化处理工艺中最常见的是热力干化。热力干化是指利用燃烧化石燃料所产生的热量或工业余热、废热，通过专门的工艺和设备，使污泥失去部分或大部分水分的过程。适用于处理大规模的污泥。具有处理时间短、占用场地小、处理能力大、减量率高、卫生化程度高、外部因素影响小(如气候、污泥性质等)、最终处置适用性好和灵活性高等优点。但热力干化的缺点在于初建投资大，具有一定的运行风险，采用化石燃料提供热能的成本因燃料价格而相对较高。

(2)最终处置阶段，污泥在经过脱水后，再根据泥质不同采用适宜的处置方式，主要包括卫生填埋、建材利用、土地利用和焚烧四种。

①卫生填埋：应严格控制填埋的污泥量和含水率，并满足相关泥质要求；该种方式是我国目前污泥处置的主要方式，考虑填埋场瓶颈问题，该方式会逐渐减少。

城市污泥的填埋：一是指将城市污水处理厂产生的污泥与城市固体废弃物(城市垃圾)一起作为城市垃圾进行填埋。二是指单独填埋。由于我国污泥的含水率较高，单独填埋实施起来非常困难，大都采用第一种填埋方式。污泥填埋因其投资少、容量大、见效快，这是我国目前对污泥处置的一种主流方法，全国90％以上的城市几乎都采用这种方法。

按照国标GB/T 23485-2009的要求，送入填埋场的污泥含水率应不大于60％。但是，就目前掌握的资料，即使是含水率应小于60％的污泥，垃圾填埋场均不太愿意接收。原因主要是接收污泥填埋对垃圾填埋场的运行及安全不利，脱水污泥大量堆存对垃圾填埋场后期运行的安全性影响很大。

②土地利用：包括肥料利用(园林绿化、林地、农用)和土地改良利用，肥料产品应当满足国家及行业有关有机肥料的营养要求，污泥农用应严格控制施用量和施用期限，对于进入食物链的作物种植须谨慎使用。

污泥的土地利用包括农田回用、园林绿化、改良土壤和堆肥等，污泥中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等营养元素及植物所必须的各种微量元素，所以将剩余污泥回用于土地作为植物的肥料，施用于农田，不仅能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长，而且也使污泥得到了处置。因此，土地利用是目前欧美发达国家使用最广泛的剩余污泥处置方法之一。

然而，由于污泥中含有病原微生物和寄生虫卵等致病细菌，特别是我国城市污水处理厂不是处理的纯生活污水，几乎所有城市都是将工业废水与生活污水合并处埋，不仅剩余污泥中的重金属含量比欧美发达国家高出许多，而且医院废水的处理设施也都不完善，处理后也大多数不达标。另外，污泥的农用在我国也不能像发达国家那样对土地使用过程中的污染做到严格测控。因此，在我国即便是将污泥迸行高温堆肥处理，污泥中难降解的有机物、病原菌和重金属也很难控制达到污泥土地利用的国家标准。这样如果将污泥作为土地利用，不仅会造成疾病传播，而且重金属将进入食物链，对人体健康造成危害。所以，对含有部分难降解的有机化学物质、难以杀灭的病毒病菌以及重金属等有害成分的污泥，不宜采用这种方式处置，发达国家已逐渐限制污泥的填埋及农用。

③污泥焚烧：包括单独焚烧、与垃圾混合焚烧以及污泥燃料利用，与垃圾混合焚烧须严格限制污泥处理过程中的添加剂投加量并保证适度的污泥热值，并且需控制掺入比例，最好先干化到含水20％以下，以保证焚烧完全。

污泥焚烧是一些经济发达国家对污泥处置的主要方法之一，焚烧可使剩余污泥的体积减少到最小化，是最为安全的一种污泥处置方式，不存在重金属离子和病原细菌传播疾病的问题。它可以解决其他方法中污泥要占用大量空间的缺陷，这对日益紧张的土地资源来说是很重要的。焚烧后剩余污泥中的水分、有机物等都被分解，只剩下很少量的无机物成为焚烧灰，而这些焚烧灰可以作为建筑材料(路基材料、砖瓦材料、水泥原料等)。

然而，目前常用的污泥焚烧系统投资巨大，焚烧的成本是其他工艺的2～4倍，操作管理复杂，能耗和运行费均很高。如我国目前某污水处理厂污泥焚烧场，日焚烧规模400吨，设计投资4亿元，实际投资5亿元。实际焚烧运行成本达到580元/吨。焚烧场已建成一年多时间还不能正常运行。

因此，污泥焚烧作为污泥处置方法，在能耗、污染防治、成本方面存在大量问题。

④建材利用：将脱水污泥经干燥后进行无机化处理，用于制作水泥添加料、制砖、制轻质骨料和路基材料等；该种方式由于能回收和利用污泥中的能源和资源，适度降低污泥处置成本，受到国家鼓励和推广。

近些年来，我国很多城市都对用污泥做砖进行了很多实践，将污泥加入到页岩、粘土或煤干石中，作为砖体材料的一部分。这样不仅避免了污泥中的有机物对环境造咸的二次污染；而且污泥中具有一定热质的有机物，作为能源以砖的内燃燃料得到二次利用；同时污泥中的病原细菌在高温下被彻底杀灭，杜绝了疾病传播；再者污泥中的重金属在高温作用下成为砖体材料的一部分，避免了污泥中的重金属对环境的污染：污泥砖作为建筑材料，使污泥成为真正意义上的资源化。因此，用污泥制砖可使污泥的处置做到无害化和资源化。

然而，由于剩余污泥脱水后含水率较高，各地剩余污泥的化学成分有所差别，其次他们在用污泥做砖的实践过程中，没有进行系统的研究。因此，他们在用污泥做砖的探索过程中，只是简单的将污泥加入到页岩或粘土或煤矸石中，加多了，不仅砖的含水率远远超过要求，在烘干和焙烧过程中容易变形，影响砖的合格率。而且塑性受到较大影响，砖体成不了形，即使成了形，烧制后砖的强度也达不到要求。污泥砖不仅不能成为建筑材料，反而成为固体垃圾，对环境造成二次污染。加少了，大量的剩余污泥消化不了，失去了污泥做砖的意义。所以，到目前为止，几乎所有用污泥做砖的探索和实践，都以失败而告终。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种市政污泥固化绿化库，其解决了现有的市政污泥即使脱水达标后也无处可去的尴尬处境，还能充分利用市政污泥富含的植物性营养元素。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种市政污泥固化绿化库，其设置于市政污泥固化绿化库待建立区域，其包括：设置于市政污泥固化绿化库待建立区域四周的挡水坝体，挡水坝体内围护区具有渗滤液收集池布置区域以及土工管袋布置区域，渗滤液收集池布置区域设置有渗滤液收集池，土工管袋布置区域设置有若干内置污泥浆液的土工管袋，土工管袋布置区域设置有将土工管袋排出的渗滤液导向渗滤液收集池布置区域所设渗滤液收集池的渗滤液导排系统，土工管袋布置区域设置有位于土工管袋和/或土工管袋的网格间隙处的植物。

与现有技术相比，本实用新型提供的市政污泥固化绿化库解决了现有的市政污泥即使脱水达标后也无处可去的尴尬处境，还能充分利用市政污泥富含的植物性营养元素来种植植物，在利用好市政污泥的同时还能对无法利用的地块能够进行有效的整治。

进一步，市政污泥固化绿化库待建立区域为废弃的滩涂地、盐碱地、棕地。

进一步，土工管袋布置区域设置有位于渗滤液导排系统下方的防渗层。

进一步，土工管袋采用土工布编织而成，容积为2～2000m³。

进一步，土工管袋为长方体或者圆柱体。

进一步，土工管袋具有采用预制块构成的浆液填充口。

附图说明

图1为市政污泥固化绿化库示意图；

图2为市政污泥固化绿化库中堆存系统示意图；

图3为市政污泥固化绿化库中土工管袋填充与脱水示意图；

图4为市政污泥固化绿化库的作业流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。

本实用新型的实施方式提供了一种市政污泥固化绿化库，其效果图参见图1，市政污泥固化绿化库设置于市政污泥固化绿化库待建立区域，该市政污泥固化绿化库待建立区域包括但不仅限于废弃的滩涂地、盐碱地、棕地。参见图2，该市政污泥固化绿化库包括：设置于市政污泥固化绿化库待建立区域四周的挡水坝体1，挡水坝体内围护区具有渗滤液收集池布置区域以及土工管袋布置区域，渗滤液收集池布置区域设置有渗滤液收集池2，土工管袋布置区域设置有若干内置污泥浆液的土工管袋3，土工管袋布置区域设置有将土工管袋排出的渗滤液导向渗滤液收集池布置区域所设渗滤液收集池的渗滤液导排系统4，土工管袋布置区域设置有位于土工管袋和/或土工管袋的网格间隙处的植物，例如，可以在土工管袋种植高大乔木P1，土工管袋的网格间隙处种植草本植物P2。

作为对本实用新型的进一步改进在于，参见图2，土工管袋布置区域设置有位于渗滤液导排系统下方的防渗层5，其能够有效避免渗滤液进入地下水，防渗层可以设置碳纤维网结构层，以保护防渗层免受破坏。而渗滤液导排系统包括但不仅限于碎石铺设的导排结构，通过碎石之间的间隙将渗滤液导向渗滤液收集池。作为一种选择，导排结构可以安装冲洗系统。

参见图3，土工管袋采用土工布编织而成，容积为2～2000m³，根据现场需要进行选择，而土工管袋为长方体或者圆柱体，从图3可知，土工管袋具有采用预制块构成的浆液填充口3A，该图示出了水位线3B、污泥颗粒固结物3C。

该市政污泥固化绿化库的施工作业流程如下(参见图4)：

S1、城市生活污水处理厂产生的污泥(含水率90％以上)使用成熟的、综合费用低的水力输送法(管道泵送方法)，以污泥浆液的形式，直接通过管道泵送到污泥的脱水堆存场地(即市政污泥固化绿化库)。清淤临时产生的污泥，可以采用罐车运输到脱水堆存场地。

S2、在脱水堆存场地，在输送污泥浆液的管道中添加一定量药剂等(如絮凝剂、生物菌剂等其他，实际需根据污泥的性质，试验确定药剂种类和添加数量)，候补充污泥缺少了营养元素；保持污泥浆液污泥浓度(1％-20％)，缺水需补充水。

S3、药剂和污泥浆液在蛇形混合管道内，经过水力搅拌，絮凝剂与固废浆液中的微小的固体颗粒作用絮凝胶结成大颗粒；生物菌剂可以消化熟化污泥中有机质，有必要时补充污泥中缺乏的植物营养，使用酸碱土壤调理剂或者其他基质(如沙子、焚烧灰、植物秸秆)，使得污泥在固化的过程中腐熟化，适合植物的生长。

S4、将反应后的药剂与污泥浆液的混合溶液，充填入土工管袋(由聚丙烯或者聚乙烯类树脂等为原料的土工布编织而成，有效容积2-2000m³,宽条抗拉强度50-100kN/m，工厂缝合强度10-100kN/m，CBR顶破强力1-10kN，等效孔径0.1-0.5mm，构造如图3所示，土工管袋可以是长方体、圆柱体等不同形态)中，利用袋壁压力和自重作用，混合溶液中的污泥大颗粒逐渐在土工管袋内表面形成反滤层，污泥被截留在土工管袋中，经过自然脱水3～5周，脱水固结后的呈土工管袋包裹的污泥，该胶囊态的污泥具有良好力学强度；而大部分的水可通过袋布过滤排出，通过先布置好的滤液收集系统收集后，可回用至于污水处理厂；或者在加入脱水药剂的同时，加入污水处理的药剂(如对于总磷超标的废水，加入适量的氯化铁，使得形成磷酸盐沉淀的形式固结在土工管袋中；对于重金属超标的废水，加入适量的重金属螯合剂)，使得土工管袋相当于水处理的单元，最终实现滤液达标排放。该方法的工艺流程图见图4所示。

S5、市政污泥用土工管袋脱水，土工管袋如图3所示。其中管袋使用预制块作为管袋的浆液充填口，将其作为未来预留种植口，种植时候不破坏管袋的整体拉丝与管袋整体强度。充填口出可种植根系发达的高大乔木，在土工管袋的网格孔隙处，可以播撒草本植物。其中，绿化库种植的植物，应选择当地物种，且尽量污染物减少其进入食物链，最终可以逐渐产出木材。

S6、固化绿化库可以建立在废弃的滩涂地、盐碱地、棕地(被污染的土地)等原难以开放利用区域。特别是对于棕地，在绿化库区域先布设防渗系统，可以反向治理棕地，防止棕地中的污染物质被雨水污染地下水，同时植物可以吸收转化污泥大部分污染物(如重金属等)，使得污泥若干年后，成为正常的肥沃土壤(重金属达标后)，成为人造土地。污泥固化绿化库堆存系统如图2所示，绿化后的污泥固化绿化库效果如图1所示。

S7、由于污泥固化绿化库内污泥已经腐熟，成胶囊包裹体，污泥与外界接触面积小，且污泥表面种植大量的植被，污泥产生的臭味是少量、短期、可控的。污泥固化绿化库，可真正实现了“资源化、无害化”。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (6)

1.一种市政污泥固化绿化库，其设置于市政污泥固化绿化库待建立区域，其特征在于，其包括：设置于市政污泥固化绿化库待建立区域四周的挡水坝体，所述挡水坝体内围护区具有渗滤液收集池布置区域以及土工管袋布置区域，所述渗滤液收集池布置区域设置有渗滤液收集池，所述土工管袋布置区域设置有若干内置污泥浆液的土工管袋，所述土工管袋布置区域设置有将土工管袋排出的渗滤液导向渗滤液收集池布置区域所设渗滤液收集池的渗滤液导排系统，所述土工管袋布置区域设置有位于土工管袋和/或土工管袋的网格间隙处的植物。

2.根据权利要求1所述的市政污泥固化绿化库，其特征在于，所述市政污泥固化绿化库待建立区域为废弃的滩涂地、盐碱地、棕地。

3.根据权利要求1所述的市政污泥固化绿化库，其特征在于，所述土工管袋布置区域设置有位于渗滤液导排系统下方的防渗层。

4.根据权利要求1所述的市政污泥固化绿化库，其特征在于，所述土工管袋采用土工布编织而成，容积为2～2000m³。

5.根据权利要求1或4所述的市政污泥固化绿化库，其特征在于，所述土工管袋为长方体或者圆柱体。

6.根据权利要求1或4所述的市政污泥固化绿化库，其特征在于，所述土工管袋具有采用预制块构成的浆液填充口。