市政污泥集中处置和综合利用试验中心工程可行性研究报告.docx

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市政污泥集中处置和综合利用试验中心工程可行性研究报告

市政污泥集中处置和综合利用试验中心工程

可行性研究报告

1项目概况1

1.1项目基本情况1

1.2项目背景1

1.2.1城市概况1

1.2.2城市污泥处理处置现状及存在的问题1

1.2.3城市污泥处理处置规划2

1.3工程概况3

1.3.1工程内容及范围3

1.3.2工程的建设规模4

1.3.3工程选址4

1.3.4投资估算5

1.3.5处理目标6

1.4项目建设方案6

1.4.1污泥处理系统6

1.4.2工程设计10

2合理用能标准和节能设计规范14

2.1相关法律、法规、技术和产业政策14

2.2相关标准及规范14

2.3污泥处理处置的相关标准和规范15

2.4建筑设计类相关标准和规范15

2.5其他终端用能产品能效标准16

3项目能源利用分析17

3.1项目的能源消耗系统17

3.2项目所有耗能系统的用能方式17

3.3所有用能系统的能耗计算方法24

3.3.1项目建设阶段的用能计算方法24

3.3.2项目运行阶段的用能计算方法28

3.4用能系统耗能的计算举例30

3.5项目的综合能耗分析31

3.5.1项目的能耗系统构成31

3.5.2项目综合能源消耗量31

4项目所在地能源供应条件33

4.1市能源发展的指导思想\原则和目标33

4.1.1指导思想33

4.1.2基本原则33

4.1.3发展目标33

4.2市能源生产与消费情况及特点34

4.2.1市能源生产情况34

4.2.2市能源消费情况34

4.3本项目的实施对能源供求平衡的影响34

4.3.1项目实施的能源保障条件与要求34

4.3.2项目实施对市能源供求平衡的影响35

5项目节能措施及效果分析36

5.1节能的必要性及意义36

5.2本项目能耗种类36

5.3节能措施及效果分析37

5.3.1增加污泥焚烧系统37

5.3.2干化机产生的臭气进行焚烧处理40

5.3.3合理的选择厂址42

5.3.4机电、电气设备的合理选用43

5.3.5采暖、通风系统的节能方案43

5.3.6建筑节能44

1项目概况

1.1项目基本情况

1）项目名称：

市市政污泥集中处置和综合利用试验中心

2）项目建设单位：

市公用事业局

市排水有限责任公司

3）项目工程地点：

4）设计单位：

1.2项目背景

1.2.1城市概况

是湖南的省会，省政治、经济、文化、科教、商贸、交通、金融、信息中心。

全市辖芙蓉、天心、岳麓、开福、雨花五区和、望城、宁乡三县及浏阳市，共有52个街道办事处，76个建制镇，44个乡。

总面积11819.5平方公里，其中市区面积556.33平方公里，建城区面积128平方公里。

总人口587.09万人，其中非农业人口191.89万人，市区人口180.77万人。

位于东经111度53分至114度15分,北纬27度51分至28度40分之间，东西长约233公里，南北宽约90公里，从东至西依次是浏阳市、县、市、望城县和宁乡县，基本处于湘中丘陵与洞庭湖冲积平原过渡地带和湘浏盆地。

市区处于湘江和浏阳河交汇的河谷台地,周围为地势较高的山丘。

1.2.2城市污泥处理处置现状及存在的问题

市按自然地形特征，以湘江为界，划分成两大排水系统，分别是城市主体湘江东岸排水系统和湘江西岸排水系统。

其余，新区东翼及北组团的马坡岭、泉塘和捞霞地区分别按自然地形排放。

湘江东岸排水系统均采用合流排水制，按地形划分形成了7个汇水区域，并依照规划形成了各自的污水收集系统。

目前，上述区域已建成三座污水处理厂，总处理能力为40×104m3/d（详见表1-1）。

表1-1市现状污水处理厂概况表

污水处理厂

名称

现状规模

（万m3/d）

污水

处理工艺

污泥

处理工艺

脱水污泥量

（t/d）

含水率

（%）

金霞污水厂

18

氧化沟

浓缩-脱水

98～108

78～80

湘湖污水厂

14

氧化沟

浓缩-脱水

40～50

80

星沙污水厂

8

氧化沟

浓缩-脱水

12～16

80

从表1-1中可以看出，目前三座污水处理厂均将产生的剩余污泥只进行浓缩-脱水处理，脱水后的污泥含水率在75～80%之间，然后直接送往市垃圾处理中转站，进行机械化整装后，送至市黑糜峰垃圾填埋场进行填埋处置。

但是由于污泥排放量日益增加，且脱水污泥含水率依然较高，给垃圾与污泥填埋压实带来困难，且污泥产生沼气也存在一定危险性，严重影响了填埋场正常运行，目前市黑糜峰垃圾填埋场已明确提出拒绝长期接收现状污水处理厂高含水率脱水污泥（含水率为80％）的请求。

另外市政污泥中含有大量有机质及矿物质，直接填埋完全忽略了污泥的资源性特征，意味着一种浪费。

1.2.3城市污泥处理处置规划

首先是要实现污泥的减量化、稳定化、无害化目标，提高污泥资源化程度，最终实现污泥的循环利用，形成一个完整的污泥处理处置系统。

污泥浓缩-脱水以分散处理方式为主，即在各污水处理厂内进行。

污泥进一步处理处置则以集中方式为主，即建立市政污泥集中处置工程。

经处理处置后的污泥必须达到相应国家排放及相关资源化产品标准要求。

根据市污水及污泥处理处置规划目标，现在至2020年间，市现有及规划建设污水处理厂参见表1-2。

表1-2市污水处理厂规划一览表（单位：

万m3/d）

处理厂名称

现有

2010年

规划增加

2020年

规划增加

合计

金霞污水处理厂

18

18

湘湖污水处理厂

14

14

星沙污水处理厂

8

4

12

开福污水处理厂

20

20

长善垸污水处理厂

16

8

24

花桥污水处理厂

16

10

26

新开铺污水处理厂

10

10

岳麓污水处理厂

30

30

60

捞霞污水处理厂

10

10

暮云污水处理厂

16

16

合计

40

92

78

210

鉴于目前市各现有污水处理厂尚无污泥处置设施，大量湿污泥的堆放与未处理填埋必然影响城市环境的可持续发展，所以市市政污泥处置设施的规划与建设工作便显得尤为重要。

1.3工程概况

1.3.1工程内容及范围

本工程主要内容为：

建设市市政污泥集中处置和综合利用试验中心。

污泥处置和综合利用试验中心工程服务对象为：

市规划的污水处理厂浓缩-脱水后污泥。

工程建设年限：

根据《市城市总体规划说明书》（2003-2020）、《市市政污泥处置专项规划》（2005-2020）和现实的具体情况，本次工程建设期限为2005年至2020年，近期2005～2010年，远期2011～2020年。

根据规划，确定城市规划年限为2020年。

为使市政污泥集中处置和综合利用试验中心工程的实施既符合近期发展，又满足中长期发展战略需求，将本次工程的规划年限分为两期，远期为2020年；近期既考虑工程建设年限要求，又要使其工程建设规模与实际运行和远期处理规模很好衔接，确定其设计年限为2010年。

在此基础之上，从本项目的建设周期和污水处理厂目前对污泥排放的迫切性并考虑运行初期水量不足的实际出发，将近期工程建设按一次设计，两步实施方式进行。

其中近期工程一期工程为2008年；二期工程为2010年。

1.3.2工程的建设规模

根据批复的可研报告：

近期工程市政污泥处置规模为750t/d（按含水率80%计），折合干固体150吨。

远期市政污泥集中处置工程设计规模为1250t/d按含水率80%计），折合干污泥250t/d。

1.3.3工程选址

根据市总体规划城市发展方向和市水文地理环境，并考虑污泥集中处理的工艺要求，污泥集中处理厂址的设置最好依托于某个污水处理厂，这样利于污泥处置中心的污水排放，并可以使污水厂的出水得以利用，选择捞霞污水处理厂作为市市政污泥集中处置和综合利用试验中心备选厂址方案。

捞霞污水处理厂地处开福区境内，市市区最北端，湘江城区下游，规划控制用地320亩左右。

由于又增加了污泥焚烧系统，原有的征地范围用地满足不了新增的工艺要求，需要新增部分占地。

新增加的占地位于原污泥处置中心的西侧，为原新港污水处理厂规划用地范围，此次项目的占地是将新港污水处理厂进行优化布局后节约出的占地，新增加的用地面积为：

14647.41m2，合21.97亩。

1.3.4投资估算

市市政污泥处理处置及综合利用试验中心增加污泥焚烧后工程总投资及主要经济指标：

工程总投资：

93373.5万元

原可研投资：

33758.86万元

增加投资：

59614.64万元

1）技术经济指标（含财务费用）：

年总生产成本：

18533.74万元

单位生产成本：

677.03元/吨湿污泥

单位生产成本：

0.385元/m3污水

年总经营成本：

9312.25万元

单位经营成本：

340.17元/吨湿污泥

单位经营成本：

0.193元/m3污水

2）技术经济指标（不含财务费用）：

年总生产成本：

13781.74万元

单位生产成本：

503.44元/吨湿污泥

单位生产成本：

0.286元/m3污水

年总经营成本：

9312.25万元

单位经营成本：

340.17元/吨湿污泥

单位经营成本：

0.193元/m3污水

1.3.5处理目标

作为污水污泥处理项目，工程的总体目标是实现污泥的无害化、稳定化、减量化和资源化。

但考虑在实现污泥的资源化方面目前都还没有稳妥成熟的技术、可靠的环境保护措施、辅助材料来源的勘察论证和市场运营经验，因此，一期工程的目标定为首先实现“减量化、稳定化及无害化”目标，同时进行污泥资源化生产试验等工作，为最终实现污泥资源化创造条件。

另外污泥进行干化焚烧，焚烧后的灰渣用于建筑材料是本项目的最终目标。

至于污泥中的可能存在的重金属等有毒有害物质，研究表明，污泥制成建材后，一部分会随灰渣进入建材而被固化其中，重金属失去游离性，因此，通常不会随浸出液渗透到环境中，从而不会对环境造成较大的危害。

1.4项目建设方案

本项目的建设内容包括污泥处理系统和工程建设两个方面。

1.4.1污泥处理系统

污泥处理工程主要包括以下系统：

污泥接受、储存、输送和干化系统，焚烧和余热锅炉系统，烟气净化系统，水-蒸汽循环系统，灰渣处理系统以及其它辅助系统等。

图1-1市政污泥集中处理及综合利用工序

⑴污泥接受、储存、输送

脱水污泥从市7个污水处理厂用卡车拉至污泥处置中心，经过地磅对进厂污泥进行计量后，卸至接料仓内，经卸料旋和污泥泵，送至干化机进行干化处理；另外在其中的两个污泥仓分别设一台柱塞泵，将接料仓满仓后的污泥输出到储料仓内，作为进厂污泥量与干化处理量之间的调节设施。

本系统共设2套地磅站，每套称重范围为30吨。

8套污泥接料仓，其中6套接料仓分别与6套干化机配套，其它2套接料仓分别与2套焚烧炉配套，每套容积为60m3。

污泥储料仓2套，每套容积为300m3。

⑵污泥干化系统

本工程设计脱水污泥含750t/d（含水率80％），含水率较高。

将污泥先干化处理后再进入焚烧炉焚烧。

本工程污泥干化程度采用含固率47%。

由于污泥在含固率47%左右时粘性较强，不便于输送，因此本工程采用干化污泥（含固率70%）与湿污泥（含固率20%）混合混泥含固率达到47%的形式。

⑶污泥焚烧炉的确定

本工程采用鼓泡式流化床锅炉。

流化床通常是一个圆柱形反应器，在反应室内无移动部件。

反应器的下部设计成一个圆锥形，由带喷嘴的底盘封闭。

圆锥内充满可被空气流化的砂。

空气通过安装于底盘的喷嘴喷入。

喷嘴盘下面的