唐山西郊污水處理廠是河北省第一座市政污水處理廠，該項目1982年開工建造，1985年竣工并投入運行。1992年開始，機械科學研究院環(huán)保所與唐山西郊污水處理廠合作，利用污水廠脫水污泥開展了堆肥實驗及產(chǎn)物肥效試驗研究，并自此陸續(xù)開展了污泥堆肥相關工藝、裝備、工程化、產(chǎn)物土地利用等方面研究工作[1]。在上述工作基礎上，1994年、2006年、2011年先后建設了唐山西郊污水處理廠污泥堆肥工程、唐山西郊污水處理二廠污泥堆肥工程和唐山市城市污泥無害化處置工程，形成了目前中國唯一的、完全采用國產(chǎn)技術的污泥堆肥項目群，上述項目代表了各個時期中國污泥堆肥的發(fā)展水平，為行業(yè)縱向對比研究提供了絕佳范例。

1．唐山污泥處理項目群概況

1.1唐山西郊污水處理廠污泥堆肥工程

唐山西郊污水處理廠占地4.5公頃，建設規(guī)模為日處理污水3.6萬噸，主要擔負著市區(qū)22.22平方公里生活污水及工礦企業(yè)工業(yè)廢水的處理任務。項目采用二級生化處理工藝（傳統(tǒng)活性污泥法），污泥處理采用中溫一級厭氧消化+機械脫水工藝，日產(chǎn)脫水污泥10-15t（含水率75%）。

在“八五”國家重點企業(yè)技術開發(fā)項目“污泥堆肥成套設備”（課題編號：KF-91-10-01/02）課題資金支持下，唐山西郊污水處理廠于1994年建成了污泥堆肥車間并投入運行，配套了翻堆機、實驗倉等設備、設施，并全面開展設備性能測試以及生產(chǎn)工藝實驗工作[2]。1998年至1999年，在“九五”國家重點科技攻關計劃項目“污泥快速制肥成套設備”（專題編號：96-909-02-03）課題資金的支持下，對原有污泥堆肥車間進行了優(yōu)化改造，形成了15t/d（含水率75%）的脫水污泥處理能力[3]。

項目采用傳統(tǒng)動態(tài)槽式堆肥工藝，發(fā)酵槽體采用埋地結構，堆肥槽最大有效容積為150m3，發(fā)酵周期10-12d。

唐山西郊污水處理廠還于1998年9月17日，經(jīng)工商注冊登記成立了唐山市田寶復混肥廠，并于次年獲得國家工商局“冀唐高效復混肥”肥料商標注冊，之后在唐山及周邊地區(qū)開展污泥肥料推廣應用工作。2006年，隨著唐山西郊污水處理二廠的投入使用，唐山西郊污水處理廠停產(chǎn)，但污泥堆肥車間繼續(xù)保持運行狀態(tài)，處理唐山西郊污水處理二廠部分脫水污泥。一直到2012年，隨著唐山西郊污水廠改擴建工程立項建設以及唐山市城市污泥無害化處置工程全面投入使用，連續(xù)運行18年的唐山西郊污水處理廠污泥堆肥車間予以拆除。

唐山西郊污水處理廠污泥堆肥工程是中國第一座市政污泥堆肥工程，該項目至今仍保持中國污泥堆肥項目連續(xù)運行時間最長紀錄。

1.2唐山西郊污水處理二廠污泥堆肥工程[4]

唐山西郊污水處理二廠是世行貸款全球招標采購項目，占地面積約11.67公頃，處理規(guī)模為12萬噸/日，主要擔負著唐山市西部建成區(qū)居民生活及工商業(yè)污水、工礦企業(yè)工業(yè)廢水的處理任務。唐山西郊污水處理二廠可研報告中提出，污水廠脫水污泥通過污泥堆肥子項目進行穩(wěn)定化、減量化、資源化處置，并首次提出自動進料、封閉除臭等要求。

該項目采用改良槽式堆肥工藝，2006年3月通過了竣工驗收，投入正式運行。

項目處理規(guī)模為36t/d（含水率80%），最終產(chǎn)品——有機無機復混肥料產(chǎn)量為14.5t/d，折合年產(chǎn)量4350t/a。

項目在技術方面具有三方面突破：

1）好氧發(fā)酵系統(tǒng)采用模塊化設計

項目堆肥槽采用了模塊化設計理念，共設置2個處理模塊，單位模塊日處理能力約為20噸（考慮10%的安全系數(shù)），每個模塊各設置一套相對獨立又互為備用的翻堆機、曝氣風機，通過轉倉機實現(xiàn)翻堆機備用，通過連接管道閥門切換實現(xiàn)曝氣風機備用。由于每一個模塊的處理能力完全相同，設備可以實現(xiàn)無差別備用。當污泥處理需求擴大時，增加處理模塊數(shù)量即可滿足處理要求。

2）物料機械化輸送與自動進料系統(tǒng)

污泥堆肥項目中散物料輸送量較大，且物料形狀差異較大：從含水率小于5%的粉煤灰到含水率80%的生污泥，均屬于物料輸送范圍。鑒于此特點，項目主要采用無軸螺旋輸送機作為輸送設備，輔以氣力輸送方式。在國內(nèi)首次實現(xiàn)從脫水機房直接機械輸送至堆肥車間的物料輸送方式，并成功實現(xiàn)混合物料的自動布料入倉，節(jié)省了大量人力和運行成本。也減少了勞動安全事故發(fā)生的機率。

3）設置專門除臭系統(tǒng)

由于項目位于市區(qū)內(nèi)，邊居民區(qū)密度較高，因此外排臭氣控制要求較為嚴格。本項目首次在國內(nèi)污泥堆肥項目中嘗試采用真正意義的生物除臭系統(tǒng)——噴淋+生物濾池組合除臭系統(tǒng)，系統(tǒng)必要時可以進行化學藥劑噴淋，生物濾池采用生物吸附填料，啟動時投加生物菌劑，運行中通過噴淋維持生物填料層濕度。

1.3唐山市城市污泥無害化處置工程

唐山市城市污泥無害化處置工程主要擔負唐山市西郊污水二廠、北郊污水廠、東郊污水廠和豐潤污水廠所產(chǎn)生的360t/d污泥（含水率80%）無害化處理任務，考慮到周邊縣區(qū)污泥消納，項目設計污泥處理規(guī)模為400t/d（含水率80%）。項目建設地點選在豐潤污水廠老廠內(nèi)，總占地面積約16300m2。建設內(nèi)容包括生產(chǎn)車間、座生物濾池、生料庫、成品庫、變配電間等車間設施，綜合樓及其它附屬設施利用豐潤污水處理廠老廠原有設施[5]。

項目2010年9月開工建設，2011年10月進泥試運行。

唐山城市污泥無害化處置工程是世界上首次采用雙層隧道式發(fā)酵倉系統(tǒng)（SACT）的污泥堆肥項目，擁有完全自主知識產(chǎn)權。相對于國外先進技術，SACT技術具有以下四方面技術突破[6]：

1）倉型的突破

翻堆設備天軌行走方式以及隧道倉型使得發(fā)酵倉可以經(jīng)濟地實現(xiàn)雙層乃至多層結構形式，成倍地節(jié)省了占地面積，自由空間被極度壓縮，系統(tǒng)保溫性能大為提升，除臭動力消耗大為降低。

2）核心設備的突破

項目所采用的F5.110翻堆機，與SACT隧道發(fā)酵倉相匹配設計，是目前已投運的電動機驅動裝機功率最大的污泥專用翻堆設備，打破了國外產(chǎn)品的技術壟斷。

3）成套系統(tǒng)的突破

與多層系統(tǒng)匹配需要解決自動布料、自動出料、物料垂直輸送、配混料、維修維護、安裝等多方面問題，因此整個機械化多層堆肥系統(tǒng)是一個基于現(xiàn)有成熟技術的復雜成套系統(tǒng)。

4）設計理念的突破

引入MCCD設計理念，對于高度依賴物流輸送機械化的污泥堆肥項目來說，為機械設備與建筑結構如何高效配合配合提供了新思路。

2．唐山污泥堆肥項目群數(shù)據(jù)對比

3．唐山污泥堆肥產(chǎn)物土地利用情況

從1997年開始，先后利用污泥堆肥產(chǎn)品在小麥、玉米、水稻、蔬菜、土豆等農(nóng)作物田間對六種配方的污泥復混肥料進行了肥效實驗，其中：在正定縣朱夫屯村國農(nóng)業(yè)示范區(qū)進行了冬小麥農(nóng)田實驗，在唐山市豐南縣錢營鎮(zhèn)李亳子村、灤縣興隆莊鄉(xiāng)四村以及豐潤、遷安等地進行了小麥、玉米、土豆等農(nóng)田實驗。實驗末期，唐山市土肥站出具的《農(nóng)田肥效試驗報告》顯示，唐山市豐南縣實驗結果如下：

（1）小麥施用有機無機復混肥均比對照區(qū)植株生長勢強，促分蘗，增加穗數(shù)和穗粒數(shù)，提高千粒重，增產(chǎn)幅度為30.5–80.6公斤，增產(chǎn)率7.5–20.2%。

（2）有機無機復混肥第一配方以畝施100公斤增產(chǎn)最高，其次是畝施75公斤和50公斤。從經(jīng)濟施肥上講，以每畝施50–75公斤為宜。

（3）有機無機復混肥第二配方一般畝增產(chǎn)小麥46.1–46.6公斤，增產(chǎn)率12.1–13.4%。

（4）有機無機復混肥，經(jīng)在唐山市試驗后增產(chǎn)顯著，有一定的推廣價值。

2002年12月，唐山市衛(wèi)生防疫監(jiān)測站對上述實驗田土壤進行了重金屬跟蹤調研，出具了《唐山施用污泥（堆肥）土壤重金屬測試報告》，對連續(xù)施用唐山西郊污水廠污泥有肥的玉米地（4年）、小麥地（4年）、棉花地（3年）、麥芥蔥（1年）位于0-20cm和20-40cm深度的土壤進行了重金屬含量跟蹤調查，結果如下：

2009年9月，中科院南京土壤所對唐山市灤縣南園子村連續(xù)施用污泥有機肥3年的花生地以及唐山市玉田縣梁莊子村連續(xù)施用污泥有機肥9年的姜地進行了土壤及植物重金屬含量跟蹤調查，結果如下：

上述實驗與監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：符合標準的污泥科學地進行土地利用，包括農(nóng)田利用，是安全的。這條技術路線的關鍵在于如何根據(jù)中國國情“科學”地進行土地利用，還亟待相關標準的盡快出臺落地。

4．結語

唐山污泥處理項目群對中國污泥堆肥事業(yè)有兩個重要貢獻：一是唐山污泥處理處置二十多年保持著難得的“連續(xù)性”，并三次大膽采用全套、全新國產(chǎn)系統(tǒng)，用唐山人的勇氣與魄力證明了國產(chǎn)堆肥技術與系統(tǒng)的可靠性；二是長時間的農(nóng)用經(jīng)驗為下一步污泥土地利用處置技術路線的開拓與政策的制定提供了重要借鑒�？梢哉f：唐山是中國污泥堆肥技術的發(fā)源地，也是中國污泥堆肥行業(yè)發(fā)展的見證者。

參考文獻

[1]田秀敏,王璠,樓上游,等.污泥堆肥成套設備研究報告[R] .北京:機械部機械工業(yè)環(huán)保技術研究所,1994.

[2]田秀敏,王璠,樓上游,等.污泥堆肥成套設備-臥式倉鏈條式翻堆機研究報告[R] .北京:機械部機械工業(yè)環(huán)保技術研究所,1994.

[3]劉長風,王璠,田秀敏,等.污泥快速制肥成套設備研究報告[R] .北京:機械科學研究院,1999.

[4]王濤.SACT污泥堆肥工藝應用案例及應用效果分析("十一五"水處理關鍵技術與工程應用案例大全)[C}.北京:中國環(huán)境科學出版社,2010:165-169.

[5]王濤,許傳銀,吳慶成,等.唐山400t/d城市污泥無害化處理工程設計[J].中國給水排水,2013,29(20):65-69.

[6]王濤,邢家樂,蘭軒花,等.SACT污泥高溫好氧發(fā)酵技術與典型案例分析[J].給水排水,2014,40(7):24-27.

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