污泥生物處理實現盈利
來源：鄭州柳成行垃圾處理工程有限公司 閱讀：3182 更新時間：2011-06-27 13:04
1. 概述
近幾年來我國的污水處理工作有了前所未有的發展，污水處理廠在解決水污染問題方面起到了巨大的作用，在很大程度上緩解了我國水污染的危機。但是，多數污水處理廠對大量的沉淀污泥如何安全處理和處置束手無策，有80%沉淀污泥沒有得到妥善處理，由于污水處理后產生大量的沉淀污泥無處堆放，很多污水處理廠已經面臨停止運營的窘境，沉淀污泥已成為多數污水處理廠亟待解決的問題。目前的技術發展很難實現處理沉淀污泥凈盈利，以污泥干化焚燒發電為例，污泥運輸、干化的成本要遠高于焚燒發電帶來的收益。 污泥中含有大量微生物的菌體和有機膠體物質，導致污泥黏度大脫水困難，采用機械脫水的方法通常只能將含水率降低到80%左右，污泥含有大量的水為后續處理帶來難度，加大了污泥處理、處置費用。污泥現有處理、處置方法：污泥農用會與人類的食物鏈發生關系，存在極大風險；污泥填埋污染地下水源，大部分垃圾填埋場存在拒收污泥的現象；污泥焚燒一次性投資巨大，焚燒時達不到熱值耗費過多的熱量，造成嚴重的大氣污染；污泥厭氧消化處理是最佳處理方法，能充分利用資源，但是處理廠投資大，處理費用高，沒有政府財政補貼難以盈利，巨額財政補貼給當地政府財政帶來沉重負擔。
我公司多年來不斷研發餐廚污水處理和垃圾生物處理，在此基礎上匯集了國內外生物處理前沿技術，發明專利技術---污泥洗滌、生物處理系統和方法。該方法創新采用污泥洗滌工藝，首先洗出污泥中有機物質，分離無機物質污泥土，再將有機污泥濃縮進行高溫厭氧消化處理。沉淀污泥經過洗滌洗出污泥中一半固體無機污泥土，減少了一半生物處理量，節省工程投資和處理費用；單獨處理有機污泥，去除了無機污泥土在反應器中的沉淀，減少了設備磨損和反應器的維護；沉淀污泥經過洗滌洗出污泥中大部分容易沉淀的重金屬和無機污泥土，提高了有機肥的品質；洗滌出的污泥土還可生產路面彩磚、透水磚。
沉淀污泥生物處理系統創新采用地埋式、緊密型、多級消化反應器，幾個獨立的厭氧消化反應器你中有我我中有你渾然一體，節省建筑材料，采用混凝土結構造價低廉。目前國內外現有的厭氧消化反應器普遍采用地上式結構，地上式結構能使配備設備便于維護和有利沼渣排放預防沼渣沉淀。該生物處理系統工程設計很好地解決了配套設備的維護和沼渣沉淀，系統配備設備少，只需要幾臺水泵，就是水泵壞了更換一臺用不完20分鐘，保證設備檢修不停產；沉淀污泥經過洗滌去除了容易沉淀的無機污泥土，有機污泥經吹浮系統作用全部漂浮不會沉淀。地埋式厭氧消化反應器不僅投資少、不占用土地，而且還能防地震、防雷擊和使用壽命長、減少消化系統的熱量損失。
以投資一個日處理600噸含水量80%的沉淀污泥洗滌、生物處理廠為例，處理能力、污泥含水量與大連夏家河污泥處理廠（2010年全國示范工程第一名）完全相同，與其相比僅需要20%資金。處理廠處理污泥產生的副產品沼氣發電創收，沼渣堆肥制成有機肥料創收，污泥土生產路面彩磚、透水磚創收，生物處理沉淀污泥不要政府補貼資金和污水處理廠支出污泥濃縮費、運輸費，還能獲得可觀的經濟效益。處理廠日常營運費用與大連夏家河污泥處理廠相比，處理一噸含水量80%的沉淀污泥節省政府補貼資金135元和污水處理廠支出的污泥濃縮費、運輸費總計在200元以上。沉淀污泥洗滌、生物處理廠占用土地面積少，籌建在污水處理廠中，適合各種規模的污水處理廠，較小規模的污水處理廠可添加餐廚垃圾、化糞池垃圾、市政下水道污泥及周邊企業、村鎮小型污水廠污泥一起處理，增大處理規模實現盈利。
2.建設場地
本項目沉淀污泥洗滌、生物處理廠，籌建在新建或改造正在使用的城鎮污水處理廠污水處理沉淀池旁邊，配套污泥處理設施，就地就近處理沉淀污泥。
3.沉淀污泥高速生物處理方法
3.1.沉淀污泥洗滌工藝
3.1.1.將污水處理廠沉淀池污泥收集泵入沉淀污泥洗滌裝置中洗滌（也可以收集其他污水處理廠沉淀污泥，用專用運輸車運來直接倒入洗滌裝置中洗滌），洗滌裝置設有洗滌池、有機污泥沉淀池、澄清污水井、污泥土脫水池；洗滌池池底設有30—50坡度，坡度盡頭設有2-4臺污泥泵管道連通洗滌池前部進料管口，洗滌池與有機污泥沉淀池共用的隔墻上部懸空連通有機污泥沉淀池，懸空部分設有格柵，格柵孔徑8-15mm ；
3.1.2.沉淀污泥進入洗滌池后，被污泥泵不斷從池后底部抽出泵入洗滌池前部，污泥中較重的固體污泥土沉淀在洗滌池底部，較輕的有機物質同污水一起流入有機污泥沉淀池中沉淀，洗滌池底部積累一定數量污泥土時，抽入到脫水池脫水，脫出污水流回洗滌池，污泥土經自然脫水后生產彩磚、透水磚；
3.1.3. 有機污泥沉淀池后部盡頭設有澄清污水井，井口高度占沉淀池深度的1/2--2/3，有機污泥沉淀池多余污水流入澄清污水井，澄清污水泵入洗滌池前部循環洗滌污泥或泵入污水處理廠沉淀池；
3.1.4. 有機污泥經過沉淀池自然沉淀直接泵入厭氧消化反應器消化處理，污泥濃度約5-7%干物質含量。
3.2.厭氧消化工藝
3.2.1.產甲烷菌繁殖倍增一代需要5個小時左右，厭氧消化系統每天處理量分成5次進料，設定每4-5個小時左右從超高溫水解反應器進料一次；
3.2.2.高濃度有機污泥進入超高溫水解反應器時，一定比例的沼肥回流（20-30%進料量）也同時進入；
3.2.3.厭氧消化反應器設有超高溫水解反應器、超高溫過渡反應器、高溫產甲烷反應器；高濃度有機污泥和回流沼肥從超高溫酸化反應器進入后，通過自循環系統閥門開啟進入超高溫過渡反應器中，超高溫過渡反應器又進入到高溫產甲烷反應器，直到高濃度有機混合液變成沼肥從最后一個高溫產甲烷反應器中抽出；
3.2.4. 超高水解化反應器設定溫度66-68度，PH值5.5-6.5；超高溫過渡反應器設定溫度59-61度，PH值6-7；高溫產甲烷反應器設定溫度54-56度，PH值6.6-7.5；
3.2.5.在高溫、消化液PH正常值和厭氧條件下，微生物快速消化分解有機物生成沼氣和沼肥；沼氣從各反應器頂部管口收集后進入儲氣罐，沼肥從最后一個高溫產甲烷反應器中抽出進入沼肥脫水機脫水；
3.2.6.每個厭氧消化反應器設有吹浮裝置，定時用回流氣體高壓吹浮，使沉淀在反應器底部的固體物質漂浮起來，再用自身消化液循環系統24小時不停循環吹浮，保持固體物質不沉底，消化液的吹浮有助于消化物與厭氧菌充分接觸加快消化速度；
3.2.7.消化液循環系統設有過濾粉碎機（自主研發專用設備），具有過濾、粉碎、加熱功能，可過濾6-8mm以上固體物質通過避免堵塞吹浮管道，設有蒸汽管道進口直接加熱消化液，消化液快速循環分散局部高溫，設有粉碎裝置，過濾較大固體物質集中粉碎；
3.2.8.每個厭氧消化反應器設有在線溫度監測儀、PH值監測儀、水位儀、濃度監測儀、氧化還原電位監測儀，掌握各個反應器數據及時調整；
3.2.9.為了方便調整各個反應器消化液PH值，每個反應器設有堿性溶液和沼肥回流管道入口，及時調整反應器中消化液PH值。
3.3.副產品利用
3.3.1.沼氣利用 生物處理沉淀污泥產生的沼氣，經過收集、脫水、脫硫提供沼氣發電機組發電，生產電力并入國家電網銷售或者專供污水處理廠使用，也可進一步提純、液化處理并入當地天然氣管網銷售或者專供加氣站供應汽車、飯店使用；
3.3.2.沼渣利用 沉淀污泥氮磷鉀含量高于禽畜糞便是優質有機肥，沉淀污泥經過洗滌有機物濃縮含量高肥效更好，厭氧消化后的沼渣濃縮脫水后再做好氧堆肥處理，降低含水率，采用機械造粒便于施肥；如果沼渣中重金屬含量較高達不到國家農用標準，對沼渣進行化學處理去除重金屬，再做好氧堆肥處理；受場地或地域氣溫影響好氧堆肥也可以采用機械發酵機發酵，加熱加菌8-10個小時完成，時間短、占地小，不受季節、地域溫度限制，全封閉無氣味；
3.3.3.污泥土利用 沉淀污泥洗滌出的無機污泥土，添加少部分水泥、碎石子、顏料生產人行道、庭院、停車場等彩磚、透水磚、植草磚、空心磚等，還可以生產非住宅用砌磚、路邊石等；彩磚生產根據當地市場容量，如果污泥土用不完可用作城市市政綠化用土和改良土地用土等。
3.4.其他創新工藝
3.4.1.多級厭氧消化工藝
目前國內外普遍采用單級或兩級厭氧消化工藝。實踐證明：兩級厭氧消化工藝（兩個反應器）即創造兩個不同的生物營養環境（如溫度、 pH等），比單級（一個反應器）厭氧消化工藝可以提高反應器整體消化效率，增加沼氣產量和增加消化系統的穩定性。本項目創新采用多級厭氧消化工藝，設有多個獨立的消化反應器，分別控制不同溫度和PH值，更有利于特定厭氧菌群生長，更進一步提高了消化效率和消化速度；多級厭氧消化工藝不僅提高消化速度而且大大提高了消化系統的穩定性和可操作性，單獨調整每個反應器可以更好地保證厭氧消化正常進行。
3.4.2.超高溫消化工藝
目前我國厭氧消化工藝一般采用中溫35度消化工藝。最近國外學者研究表明：有機物厭氧消化在65-68度時水解活性進一步提高，加快有機物水解速度，需要把超高溫水解工序單獨放在一個反應器中進行。本項目首先利用這一科研成果，把超高溫水解工序放在兩個反應器中進行，超高溫水解反應器設定溫度66-68度，超高溫過渡反應器設定溫度59-61度。有機物厭氧消化工藝理論上規定：自然厭氧消化工藝消化溫度10-26度，中溫厭氧消化工藝消化溫度35度，高溫厭氧消化工藝消化溫度55度，本項目厭氧消化工藝消化溫度最高達到68度，消化溫度每提高10度消化速度就會提高一倍。
3.4.3.沼渣漂浮工藝
厭氧菌喜歡附著在固體物質上（如沼渣、污泥等），為了使厭氧菌與消化物充分接觸加快消化速度，迫使沼渣和固體消化物從反應器底部漂浮起來，一是采用高壓回流氣體定時強力吹浮，使沼渣和固體消化物全部漂浮起來，也叫高壓吹浮；二是每個反應器自身消化液24小時不間斷循環低壓吹浮，保持沼渣和固體有機物不沉底與消化液完全混合，也叫低壓吹浮。一般厭氧消化工藝消化物料進入反應器中與消化液混合，較輕的固體有機物漂浮在消化液上部，厭氧菌濃度低，消化速度慢；較重的固體有機物沉淀在反應器底部與沼渣混合，雖然厭氧菌濃度較高，但是在缺少消化液情況下容易造成局部消化超載，抑制了消化速度，所以一般的厭氧消化工藝消化速度較低。目前國內外一般厭氧消化工藝也有低速機械攪拌和回流氣體吹浮，低速攪拌只能使很少一部分沼渣和固體有機物漂浮，回流氣體吹浮也是短時間吹浮，沼渣與固體有機物還會沉底，起不到厭氧菌與消化物充分接觸的目的。
4.沉淀污泥高速生物處理系統 （土建工程267463）
投資一個與大連市夏家河污泥處理廠（2010年全國示范工程第一名）處理能力完全相同的沉淀污泥洗滌、生物處理廠，每天處理含水量80%沉淀污泥600噸。
4.1.污泥洗滌裝置 （土建工程34803）
4.1.1.洗滌池 容量3843（12X78X2-6）；
4.1.3.有機物泥沉淀池 容量34563（12X12X12）X2；
4.2.厭氧消化反應器 （土建工程207363）
4.2.1.超高溫酸化反應器 容量34563（12X12X12）X2；
4.2.2.超高溫過渡反應器 容量34563（12X12X12）X2；
4.2.3.高溫產甲烷反應器 容量138243（12X12X12）X8；
4.4.沼肥沉淀池池 （土建工程14403）24X5X12
4.5.濃縮沼肥儲存池 （土建工程10803）36X5X6
4.6.堿性溶液池 （土建工程103） 2X2X2.5
5.配套設備
5.1.污泥泵
5.1.1.100ZSQ100-15-11 3臺 污泥洗滌池用
5.1.2.100QW 100-15-11 18臺 有機污泥沉淀池1臺，澄清污水井1臺,堿性溶液池1臺，消化反應器自循環系統12臺，沼液池1臺，備用2臺；
5.2.過濾粉碎機 13臺 備用1臺；（自主研發專用設備）
5.3.在線監測設備
5.3.1.在線溫度、PH值監測儀 13個 備用1個
5.3.2.濃度監測儀 4個 備用1個
5.3.3.氧化還原電位監測儀 3個 備用1個
5.3.4.水位儀 16個 備用1個
5.4.沼氣燃氣有壓鍋爐 2臺 1臺1噸柴油、沼氣兩用鍋爐,1臺2噸沼氣鍋爐
5.5.沼氣燃燒火炬 1個
5.6.沼渣有機肥生產設備 1套
5.7.沼氣發電機組 6臺
5.8.沼氣脫硫設備 2組
5.9.大型沼氣儲氣罐 2個
5.10.彩磚生產設備 4臺
5.11.其他設施
5.11.1.反應器保溫涂層 7200平方米
5.11.2.不銹鋼管 12噸 直徑50mm，壁厚2.44mm,需要2360米,折合7噸；63.5mm，壁厚3.06mm ，需要1104米，折合5噸；
5.11.3.不銹鋼管件 1000個
5.11.4.系統外鍍鋅管 10噸
6.配套房屋
6.1.操作間、化驗室 200平方米
6.2.發電機房 400平方米
6.3.有機肥車間 500平方米
6.4.有機肥倉庫 500平方米
6.5.彩磚生產車間 500平方米
6.6.辦公室 200平方米
6.7.職工食堂 200平方米
6.8.職工宿舍 1000平方米
6.9.職工浴池 100平方米
7.投資估算 3000萬元（附投資清單）
籌建一個日處理沉淀污泥600噸含水量80%的洗滌、生物處理廠，污泥消化系統、發電設備、有機肥生產、彩磚生產、廠區建設、運輸交通車輛等投資估算資金3000萬元，不包括占用土地約20-30畝。
7.1.污泥處理系統 1262.3萬元
7.2.發電設備 890萬元
7.3.有機肥生產 194萬元
7.4.彩磚生產 129萬元
7.5廠區建設 320萬元
7.5運輸交通車輛 185萬元
7.6.計劃外資金 18.7萬元
8.投資對比
投資一個日處理沉淀污泥600噸含水量80%的生物處理廠，投資估算資金3000萬元；2009年4月正式投產運行的大連夏家河污泥處理廠，處理能力、污泥含水量完全相同投資1.5億元，與其相比僅需要20%資金（未加物價上漲指數）。
9.資金籌措
十二五期間中央政府計劃投資城鎮污水處理廠新建、改造資金3000億元，地方政府可申請中央政府計劃資金，也可用收取的城市排污費資金投資，改造現有的污水處理廠或配套新建污水處理廠興建污泥處理設施，我公司負責日常運營，不要政府補貼和污水廠處理費，自主經營自負盈虧。
10.市場分析
保護環境是我國的基本國策，治理環境污染是各級政府的重要工作，垃圾生物處理技術已列入國家環保十二五攻關技術，特別是污水處理廠沉淀污泥污染嚴重，處理難度大，徹底根治還沒有一套可靠的管理辦法和低成本處理運營模式。沉淀污泥洗滌、生物處理廠處理沉淀污泥經濟、環保、高效、可靠，市場前景廣闊，一定會在污泥處理、環保、能源、農業領域大顯身手作出積極貢獻。
11.經濟效益
11.1.銷售收入 1215萬元/年
11.1.1.沼氣發電收入 498萬元/年 日產沼氣2.5萬M3，可發電5萬度，每度電售價0.39元，日收入1.95萬元，年收入711.75萬元，按70%計算銷售收入498萬元/年；
11.1.2.有機肥收入 551萬元/年 日處理含水量80%有機污泥300噸（另一半固體污泥土已經洗出），厭氧消化固體損失率50%，折合含水量20%有機肥36噸，年生產有機肥13140噸；市場價800--1000元/噸，按600元/噸計算，年銷售收入788.4萬元，按70%計算銷售收入551萬元。
11.1.3.彩磚、透水磚收入 166萬元 日產污泥土60噸，按一半污泥土生產彩磚、透水磚；以透水磚為例：重量3公斤/塊，市場售價0.5-0.55元/塊，30噸污泥土加輔料可生產1.3萬塊，按市場價70%售價0.35元/塊計算，銷售收入4550元/天，年收入166萬元。
11.2.費用支出 1024.9萬元/年
11.2.1.工資支出 336萬元/年 定員80人，平均工資、福利3500元，28萬元/月，工資支出336萬元/年；
11.2.2.管理費支出 336萬元/年 管理費支出按100%工資支出計算336萬元/年；
11.2.3.輔料支出 120萬元/年 彩磚輔料水泥、石子、顏料預計支出120萬元/年；
11.2.4.耗材支出 100萬元/年 有機肥包裝袋、石灰粉、自來水費預計支出100萬元/年；
11.2.5.維修費支出 60萬元/年 每月維修費預計支出5萬元，60萬元/年；
11.2.6.營業稅支出 72.9萬元/年 銷售收入1215萬元，稅率6%，計72.9萬元/年。
11.3.營業利潤收入 190.1萬元/年 銷售收入1215萬元/年-費用支出1024.9萬元/年；
11.4.所得稅 23.7萬元/年 所得稅率25%，新型產業減半12.5%,190.1萬元X12.5%；
11.5. 凈利潤收入 1035.6萬元/年
11.5.1.營業凈利潤 166.4萬元/年 190.1萬元-23.7萬元；
11.5.2.沼氣發電補貼 456.2萬元/年 日產沼氣2.5萬M3，可發電5萬度，年發電1825萬度，一度電政府補貼0.25元，年補貼456.2萬元；
11.5.3.賣二氧化碳減排指標 413萬元/年 150立方米沼氣相當一噸二氧化碳，每噸二氧化碳指標可買68元；日產沼氣2.5萬M3，可收入1.13萬元/天，年收入413萬元.。
12.營運對比
大連夏家河污泥處理廠處理一噸含水量80%污泥政府財政補貼企業135元（全國最低價），不包括各污水處理廠污泥濃縮含水量80%的濃縮費、污泥運輸費，總費用不低于200元/噸。本項目生物處理、處置沉淀污泥不要政府補貼資金和污水處理廠支出污泥濃縮費、運輸費，每年可以節約污泥處理、處置費4000多萬元。目前國內沉淀污泥處理、處置費用一般在200-500元/噸（含水量80%），全國污水處理廠年產沉淀污泥3000萬噸（含水量80%），推廣使用本項目每年可節省至少六十億元政府財政補貼資金和污泥處理費，生物處理沉淀污泥產生的副產品還可以創造進二十億元產值。
13.生態效益
沉淀污泥是垃圾中最難處置的垃圾，有機物、含水率高，填埋法、焚燒法、堆肥法都不能合理處置；沉淀污泥散發劇烈惡臭，含有大量細菌、病原體，是徹頭徹尾的問題垃圾。沉淀污泥洗滌、生物處理廠處理沉淀污泥全程封閉，不會有臭味外泄，處理后產生的副產品全部利用，把有害污泥變害為寶。沉淀污泥洗滌、生物處理是保護環境、保持生態平衡、充分利用垃圾資源、處理成本最低的最佳處理方法。
14.社會效益
沉淀污泥洗滌、生物處理廠依托先進技術，投資少、低成本運營、副產品綜合利用模式為實現我國沉淀污泥生物處理產業化奠定了基礎。沉淀污泥就地就近處理減少運輸費和二次污染，污泥生物處理從洗滌、消化、利用全程封閉，不會對地下水源、周邊環境、大氣環境造成污染，徹底改變了污泥給人們造成的惡劣形象。沉淀污泥洗滌、生物處理廠還能處理餐廚垃圾、化糞池垃圾，市政下水道污泥；生物處理產生的副產品沼氣補充了緊張的能源，有機肥替代化肥，污泥土生產路面彩磚、透水磚；還能安排大量就業崗位，創造出顯著的經濟效益，節省大量政府補貼資金和污泥處理、處置費用，副產品還能夠創造出巨額產值。沉淀污泥洗滌、生物處理廠投資少、效率高，速度快、低成本運營模式將會取代現有的污泥處理方法，創新的污泥洗滌、超高溫厭氧消化、多級厭氧消化、沼渣漂浮等工藝，將會改進現有大中型厭氧消化系統的工程設計、工藝設計。沉淀污泥洗滌、生物處理廠污泥處理技術和營運模式已達到國際先進水平，目前國內外其他污泥處理技術還沒有能夠達到免費處理、處置污泥的水平。
關于“污泥生物處理實現盈利 ”評論
