3.1污泥特性

　　上海東區(qū)污水廠的污泥性質(zhì)和曹楊等7個污水廠的污泥中重金屬含量見表2和表3.

　　由上表可以看出，上海市污水廠污泥的有機(jī)物含量較高，達(dá)60%～70%，略低于國外發(fā)達(dá)國家的城市污泥（有機(jī)組分含量70%～80%）；污水廠污泥的氮、磷、鉀以及有機(jī)質(zhì)含量都比較高，并且從長遠(yuǎn)看，隨著脫氮除磷工藝的運(yùn)用，氮、磷含量將會有所增長；污泥含有較高的熱值，控制一定的含水率，具有自持燃燒（＞4000kJ）及干污泥用作能源的可能性；由于污水中工業(yè)廢水比例較大，重金屬含量較高，廢水經(jīng)處理后有相當(dāng)一部分重金屬轉(zhuǎn)移到污泥中，致使污泥中重金屬的含量較高，部分含量接近或者超過我國《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB4284—88）。

　　3.2污泥處置途徑的選擇

　　選擇有效的污泥處置方法，應(yīng)兼顧到環(huán)境生態(tài)效益與處置成本、經(jīng)濟(jì)效益之間的均衡。一種有效的、適合本地具體情況的污泥處置方法應(yīng)該是在環(huán)境上衛(wèi)生、社會上被接受及經(jīng)濟(jì)上有效的方法。無論從經(jīng)濟(jì)因素還是從肥效利用因素出發(fā)，污泥的土地利用特別是污泥的農(nóng)用都是一種符合我國國情的處置方法，但上海市污水廠污泥中部分重金屬含量接近或者超過了農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)，這就部分限制了污水廠污泥的農(nóng)業(yè)應(yīng)用。

　　根據(jù)控制標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)施用符合標(biāo)準(zhǔn)的污泥時(shí)，一般用量不超過3kg/（㎡．a(chǎn)）（以干污泥計(jì)），而美國的相似標(biāo)準(zhǔn)為0.2～7kg/（㎡．a(chǎn)）。當(dāng)污泥中任何一項(xiàng)無機(jī)化合物含量接近標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，連續(xù)在同一塊土壤上施用不得超過20年。上海市預(yù)計(jì)在2010年污水處理量將會達(dá)到550×104m3/d，以上海市統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)1×104m3污水二級處理產(chǎn)生污泥干固體量為2.0t計(jì)，日產(chǎn)污泥量為1100t，如全部考慮農(nóng)用，則每年所需土地面積為13383h㎡.

　　因此，考慮到污泥的性質(zhì)、污泥農(nóng)用所需的土地面積、污水廠與農(nóng)用場地的距離、天氣的變化對農(nóng)用的影響、污泥量的增加趨勢以及污水廠處理的廢水組分趨向復(fù)雜等因素，在以農(nóng)用為首選處置途徑的同時(shí)，必須尋找其他合適的污泥處置方法。

　　3.3經(jīng)濟(jì)分析

　　結(jié)合國內(nèi)外污水廠污泥的主要處置方式及處理流程，污泥衛(wèi)生填埋及焚燒處置的主要工藝流程為：

　　原污泥——濃縮——消化——脫水——衛(wèi)生填埋

　　原污泥——濃縮——消化——脫水——焚燒——焚燒灰衛(wèi)生填埋

　　對于衛(wèi)生填埋處置工藝，污泥經(jīng)過消化處理，可以使之穩(wěn)定化和無害化，減小污泥填埋對環(huán)境造成危害的風(fēng)險(xiǎn)，并且污泥經(jīng)消化處理后也達(dá)到了部分減量化，可以大大減少其運(yùn)輸、脫水及填埋費(fèi)用，甚至總運(yùn)行費(fèi)用也低于無消化處理的直接填埋工藝；對于焚燒處置工藝，為了避免消化后污泥熱值減少，因此可以不作消化處理。

　　計(jì)算投資及運(yùn)行費(fèi)用的依據(jù)為：混合污泥量10000m3/d，含水率為99%，經(jīng)離心濃縮機(jī)濃縮（加絮凝劑量約為1kg/tDS，絮凝劑價(jià)格約為55000元/t）投加后含水率降為95%；污泥經(jīng)過厭氧消化后固體去除率假定為1/3。由于含水率低于80%的污泥適合于填埋，但含水率高于68%的污泥在填埋時(shí)須摻入填充料，則填埋工藝考慮兩種脫水方案，即：①污泥經(jīng)離心脫水后含水率降至80%，絮凝劑投加量約為2.5kg/tDS；②污泥經(jīng)高干度離心脫水后的含水率約為65%，絮凝劑投加量約為5kg/tDS.用焚燒工藝時(shí)，污泥經(jīng)離心脫水后含水率降為80%，加絮凝劑量約為2.5kg/tDS，污泥經(jīng)焚燒后殘余灰分量約為污泥干重的1/3；焚燒煙氣處理消耗NaOH量約為37kg/tDS，NaOH價(jià)格約為3450元/t.污泥運(yùn)輸費(fèi)用約為0.75元/（t．km），以運(yùn)輸距離為40km計(jì)，運(yùn)輸費(fèi)用為30元/t.填埋費(fèi)用參照城市垃圾填埋運(yùn)行費(fèi)用（約15元/t）。各處理流程的耗電量約為：濃縮25kW．h/tDS，脫水75kW．h/tDS，消化150kW．h/tDS，焚燒200kW．h/tDS，電費(fèi)約為0.7元/（kW．h）。

　　兩種工藝污泥處理、處置工程建設(shè)費(fèi)用比較見表4.

　　假定均采用國產(chǎn)設(shè)備，其運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算見表5.

　　將投資費(fèi)用按每年折舊5%及人工福利、利率等5%計(jì)入成本，上述工藝1t污泥干固體處理總成本見表6.

　　根據(jù)上述計(jì)算，污泥干固體處理總成本約為800元/t，以1×104t污水產(chǎn)生2.0tDS計(jì)，1t污水的污泥處理成本約為0.16元，與國內(nèi)大型污水處理廠污水處理部分成本0.3～0.45元/t相比，約占成本的35%～50%，與發(fā)達(dá)國家的測算大致相當(dāng)。