污泥處理處置與資源綜合利用技術（簡體書）

本書共9章，以污泥處理處置與資源化爲主題，分析了污泥的産生、特性以及影響因素，討論了國內外的技術應用情况，分析了國家的相關政策，介紹了污泥處理處置與資源化的技術、工藝和設備以及應用工程案例。具體包括污泥特性和來源、污泥處理處置與資源化現狀分析、技術政策法規和標準、污泥濃縮調理和脫水、污泥消化、污泥幹化、污泥焚燒、污泥堆肥、污泥建材利用、污泥熱能利用以及污泥製備活性炭等其他資源化技術、污泥處理處置與資源化技術工程實例等相關內容。 本書具有較強的技術應用性，可供污泥安全處理處置及資源化等領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學校環境工程、市政工程及相關專業師生參閱。

蔣自力：國家環境保護污泥處理處置與資源化工程技術中心主任，高級工程師，環境理工學院工學博士。曾參加北京市經濟委員會組織的課題，獲北京工業第十四屆管理成果二等獎。先後主持過北京市科委項目的“危險廢棄物焚燒項目”和“城市垃圾綜合處理項目”。通過實施該項目，完成了十幾台（套）的垃圾處理（成套）設備，分佈全國十幾個省市。先後參與多個具有國內先進水平和重要影響力的焚燒項目。
2004-2005年，領導科技人員承擔了四項國家863計劃項目，開發出具有國際先進水平的XKH1600大型汽輪機葉片加工中心，實現了批量生產和銷售，獲得中國機械工業科學技術一等獎和北京市科學技術一等獎。
2006年開始重點研究市政污泥處理、生活垃圾處理等環保領域。主持調研了帶式污泥乾化機、槳葉式污泥乾化機等傳統污泥乾化設備。赴日本考察了橫濱污泥處理處置中心，主持引進了澳大利亞For earth公司的生物菌種，此菌種可對活性污泥進行分解消化。
通過對年對污泥處理的研究，開發了污泥乾化、焚燒、堆肥、建材利用、生物處理等資源化利用技術。帶隊承攬機械局重點研發項目污泥水熱乾化項目。主持建設《呼和浩特100t/d污泥水熱乾化處置項目》、《溫州240t污泥乾化焚燒項目》等一批具有代表性的示範工程項目。目前正在主持《污泥水熱乾化技術的合作研究》，《污泥乾化焚燒成套設備研發》等多個污泥項目。並發表多篇學術論文。

隨著我國社會經濟的快速發展和城市化水平的不斷提高，國內生活污水和工業污水的排放量日益增多，污水處理廠污泥產量和工業污泥產量亦隨之增加。污泥含水率很高，成分複雜多變，其中除了含有大量的有機物和豐富的氮、磷等營養物質，還存在各種細菌、病毒和寄生生物等有毒有害成分，同時由於來源的不同，污泥中還可能濃縮著汞、鉻、鉛和鎘等重金屬化合物以及難降解的有毒化合物等。若這些污泥得不到妥善處理，經會對生態環境造成破壞，並損害人類健康。然而，我國城市污水處理廠污泥處理起步較晚，與國外發達國家相比，我國的污泥處理處置和資源化利用技術還有一定差距。因此，中國在污水處理事業不斷取得進步的同時，將面臨巨大的污泥處理處置壓力。對污泥進行因地制宜、因時制宜的處理處置與資源化利用技術是貫徹落實環境保護基本國策並推動戰略性新興產業的重要組成部分，是實現可持續發展的重要途徑。
《污泥處理處置與資源綜合利用技術》是《廢物資源綜合利用技術》叢書中的一分冊，也是一本專門闡述污泥處理處置與資源綜合利用技術的圖書，主要內容包括：概論、污泥處理處置與資源化法規政策與標準、污泥濃縮和脫水技術、污泥穩定化技術、污泥乾化技術、污泥焚燒技術、污泥堆肥與農用技術、污泥建材利用技術、污泥能源利用系統與技術。
本書在編著中非常注重內容的全面性和前瞻性，較系統的介紹了污泥的處理處置與資源綜合利用技術；同時本書還具有理論聯繫實際的特點，在說明各種技術原理的基礎上，結合了污泥處理處置與資源化利用的工程實例，對相關技術進行進一步闡述，具有一定程度的參考借鑒價值，可供環境科學與工程、能源工程等領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學校環境工程、市政工程及相關專業師生參閱。

隨著我國社會經濟的快速發展和城市化水平的不斷提高，國內生活污水和工業污水的排放量日益增多，污水處理廠污泥產量和工業污泥產量亦隨之增加。污泥含水率很高，成分複雜多變，其中除了含有大量的有機物和豐富的氮、磷等營養物質，還存在各種細菌、病毒和寄生生物等有毒有害成分；同時由於來源的不同，污泥中還可能濃縮著汞、鉻、鉛和鎘等重金屬化合物以及難降解的有毒化合物等。若這些污泥得不到妥善處理，就會對生態環境造成破壞，並損害人類健康。然而，我國城市污水處理廠污泥處理起步較晚，與國外發達國家相比，我國的污泥處理處置和資源化利用技術還有一定差距。因此，我國在污水處理事業不斷取得進步的同時，將面臨巨大的污泥處理處置壓力。對污泥進行因地制宜、因時制宜的處理處置與資源化利用技術是貫徹落實環境保護基本國策並推動戰略性新興產業的重要組成部分，是實現可持續發展的重要途徑。
《污泥處理處置與資源綜合利用技術》是《廢物資源綜合利用技術叢書》中的一個分冊，也是一本專門闡述污泥處理處置與資源綜合利用技術的圖書，內容主要包括概論、污泥處理處置與資源化法規政策與標準、污泥濃縮和脫水技術、污泥穩定化技術、污泥乾化技術、污泥焚燒技術、污泥堆肥與農用技術、污泥建材利用技術、污泥能源利用系統與技術。
本書在編著中非常注重內容的全面性和前瞻性，較系統地介紹了污泥的處理處置與資源綜合利用技術；同時還具有理論聯繫實際的特點，在說明各種技術原理的基礎上，結合了污泥處理處置與資源化利用的工程實例，對相關技術進行進一步闡述，具有一定程度的參考借鑒價值，可供從事污泥處理及資源化工程的設計人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學校環境工程、市政工程及相關專業師生參閱。
本書編著具體分工如下：第1章、第2章、第5章、第6章由蔣自力、趙傳軍、郭漫宇、申維真、李琳、高光宇、武志飛、徐興華、劉洪偉、駱春曉、任泰峰、王姚、王娜、吳桐、劉紅、張智傑（北京京城環保股份有限公司）編著；第3章、第4章由張輝、梁遠、張靜慧（北京排水集團）編著；第7章由王小慶（中國農業科學院）編著；第8章、第9章由金宜英（清華大學）編著。
此外，本書編著過程中參考和引用了一些科研、設計、教學和生產工作同行撰寫的著作、論文、手冊、教材和學術會議文集等，在此對所有作者表示衷心感謝。同時，由於目前英國脫歐談判仍在進行，書中所涉及的關於歐盟各成員國的內容也包括英國。
受編著者學識和編著時間所限，書中疏漏和不妥之處在所難免，殷切希望讀者批評指正。

編著者
2017年5月

第1章概論
1.1污泥的來源、分類、成分和性質001
1.1.1污泥的來源001
1.1.2污泥的分類003
1.1.3污泥的成分005
1.1.4污泥的性質指標008
1.2污泥的危害及處理處置原則022
1.2.1污泥對水體環境的影響022
1.2.2污泥對土壤環境的影響023
1.2.3污泥對大氣環境的影響024
1.2.4污泥的其他潛在環境影響024
1.2.5污泥處理處置與資源化的技術原則025
1.3污泥排放狀況和產量預測026
1.3.1污泥排放狀況分析與估算026
1.3.2影響污泥產量的因素028
1.3.3污泥產量的預測032
1.4污泥處理處置與資源化的基本方法040
1.4.1國內外污泥處理處置與資源化技術介紹042
1.4.2國內污泥處理處置的基本方法047
1.4.3國外污泥處理處置的基本方法049
參考文獻052

第2章污泥處理處置與資源化法規政策與標準
2.1國外污泥處理處置與資源化法規政策與標準053
2.1.1歐盟及其成員國053
2.1.2美國060
2.1.3其他國家067
2.2我國污泥處理處置與資源化法規政策068
2.2.1法律法規068
2.2.2法令條例、管理辦法069
2.2.3行業政策071
2.3我國污泥處理處置與資源化標準074
2.3.1我國現有的污泥標準概況074
2.3.2污泥處理處置及資源化利用標準083
參考文獻083

第3章污泥濃縮和脫水技術
3.1污泥中水的存在形式及去除方式084
3.2污泥的調理技術085
3.2.1化學調理技術086
3.2.2物理調理技術102
3.2.3生物調理技術107
3.2.4其他污泥調理技術122
3.2.5發展趨勢123
3.3污泥濃縮技術概況124
3.3.1污泥濃縮效果的測定124
3.3.2重力濃縮技術125
3.3.3氣浮濃縮技術133
3.3.4離心濃縮技術138
3.3.5轉鼓濃縮技術140
3.3.6其他濃縮技術142
3.3.7常用濃縮技術對比及發展趨勢146
3.4污泥的脫水技術147
3.4.1污泥脫水性能的評價指標和影響因素147
3.4.2自然乾化技術152
3.4.3帶式壓濾脫水技術156
3.4.4板框壓濾脫水技術159
3.4.5螺旋壓榨脫水技術162
3.4.6離心脫水技術164
3.4.7真空過濾脫水技術168
3.4.8電滲透脫水技術170
3.4.9污泥脫水技術發展趨勢173
3.5工程實例175
3.5.1上海市石洞口污水處理廠污泥機械濃縮及脫水處理工程175
3.5.2桂林市北衝污水處理廠污泥離心脫水處理工程176
3.5.3石家莊第八水廠污泥濃縮及脫水處理工程178
3.5.4廈門市城市污泥深度脫水處理和資源化處置利用工程180
3.5.5廣州市南洲水廠污泥濃縮及脫水處理工程180
3.5.6蘇州新區水廠污泥濃縮及脫水處理工程182
3.5.7河南許昌污水處理廠污泥濃縮脫水一體化處理工程183
3.5.8荷蘭斯魯斯耶第克污泥處理廠濃縮處理工程184
3.5.9芝加哥市Stickney污水處理廠污泥離心脫水處理工程185
3.5.10德國明斯特污水處理廠污泥機械濃縮處理工程186
參考文獻188

第4章污泥穩定化技術
4.1污泥穩定化技術概述189
4.2污泥厭氧消化技術190
4.2.1厭氧消化的原理191
4.2.2厭氧消化工藝203
4.2.3厭氧消化主要影響因素208
4.2.4厭氧消化過程的理論模型217
4.2.5厭氧消化的工藝設計226
4.2.6氣體收集與處置244
4.2.7消化系統的運行管理與維護246
4.2.8厭氧消化的優缺點254
4.2.9厭氧消化經濟性分析255
4.3污泥好氧消化技術256
4.3.1好氧消化的原理及工藝257
4.3.2好氧消化主要影響因素263
4.3.3好氧消化操作的控制參數264
4.3.4好氧消化穩定性的評價指標266
4.3.5好氧消化的工藝設計要點268
4.3.6好氧消化的優缺點271
4.3.7好氧消化費用分析271
4.4鹼法穩定272
4.4.1預石灰穩定和後石灰穩定274
4.4.2工藝基本原理276
4.4.3鹼性物質材料278
4.4.4鹼法穩定工藝283
4.4.5鹼法穩定工藝的控制參數289
4.4.6鹼法穩定工藝的設計要點290
4.4.7鹼法穩定工藝的經濟分析294
4.5工程實例295
4.5.1北京小紅門厭氧消化項目(卵形消化)295
4.5.2大連夏家河厭氧消化項目(柱形利浦消化)297
4.5.3北京方莊石灰穩定乾化項目299
參考文獻300

第5章污泥乾化技術
5.1污泥乾化技術概述301
5.1.1污泥乾化技術概述301
5.1.2污泥乾化技術的基礎原理301
5.1.3污泥乾化技術的分類303
5.1.4污泥乾化技術的國內外研究及應用現狀303
5.2直接加熱轉鼓乾化技術304
5.2.1直接加熱轉鼓式乾燥機的基本結構和工作原理305
5.2.2直接加熱轉鼓乾化技術的工藝及設計要點306
5.2.3直接加熱轉鼓乾化技術的平衡計算310
5.2.4直接加熱轉鼓乾化技術的經濟性分析313
5.3間接加熱轉鼓乾化技術313
5.3.1間接加熱轉鼓乾化技術的基本結構和工作原理314
5.3.2間接加熱轉鼓乾化技術的工藝及設計要點322
5.3.3間接加熱轉鼓乾化技術的平衡計算325
5.3.4間接加熱轉鼓乾化技術的經濟性分析329
5.4流化床乾燥技術329
5.4.1流化床乾燥機的工作原理和基本結構329
5.4.2流化床乾化技術工藝及設計要點337
5.4.3流化床乾燥機的平衡計算及參數控制339
5.4.4流化床乾燥機主體工藝尺寸的計算343
5.4.5流化床乾燥機的結構設計345
5.4.6流化床乾燥機的經濟性分析346
5.5槳葉式乾化技術347
5.5.1槳葉式乾燥機的工作原理和基本結構347
5.5.2槳葉式乾化技術工藝及設計要點355
5.5.3槳葉式乾燥機的平衡計算及參數控制357
5.5.4空心槳葉式乾燥機結構設計361
5.5.5槳葉式乾燥機的經濟性分析362
5.6帶式乾化技術362
5.6.1帶式乾化技術的工作原理和基本結構362
5.6.2帶式乾化技術分類365
5.6.3帶式乾化技術工藝及設計要點367
5.6.4帶式乾化技術主要控制參數370
5.7污泥水熱乾化技術373
5.7.1水熱乾化設備的工作原理和基本結構373
5.7.2水熱乾化技術工藝及設計要點374
5.7.3水熱乾化技術的平衡計算及控制參數375
5.7.4水熱乾化技術的經濟性分析376
5.8轉盤乾化技術376
5.8.1轉盤乾化技術的工作原理和基本結構376
5.8.2轉盤乾化技術工藝及設計要點378
5.8.3轉盤式乾燥機的平衡計算及參數控制380
5.8.4轉盤式乾燥機的經濟性分析382
5.9薄層乾化技術382
5.9.1渦輪薄層乾化技術的工作原理和基本結構383
5.9.2渦輪薄層乾化技術工藝及設計要點383
5.9.3臥式薄層污泥乾化技術的經濟性分析387
5.10污泥乾燥過程的輔助系統388
5.10.1污泥接收及貯存系統388
5.10.2進出口輸送系統388
5.10.3供熱系統390
5.10.4除塵系統393
5.10.5除臭系統396
5.11污泥乾燥的安全性400
5.11.1乾化事故的原因400
5.11.2乾化風險的形成機理及預防措施401
5.11.3乾化過程的安全管理問題403
5.12工程實例404
5.12.1上海市竹園污泥處理工程槳葉式乾燥工藝404
5.12.2北京水泥廠污泥渦輪乾燥工藝405
5.12.3重慶市唐家沱污泥處理項目組合式兩級乾化工藝407
5.12.4深圳南山電廠低溫帶式乾化工藝408
參考文獻410

第6章污泥焚燒技術
6.1污泥焚燒技術概述411
6.1.1污泥焚燒的發展及其技術特點411
6.1.2污泥焚燒的基本原理412
6.1.3污泥焚燒技術的分類417
6.2多膛焚燒爐420
6.2.1多膛焚燒爐的工作原理和基本結構420
6.2.2多膛焚燒爐的工藝及設計要點421
6.2.3多膛焚燒爐的平衡計算及控制參數423
6.2.4多膛焚燒爐的優缺點分析426
6.3流化床焚燒爐427
6.3.1流化床焚燒爐的工作原理和基本結構427
6.3.2流化床焚燒爐的工藝及設計要點429
6.3.3流化床焚燒爐的平衡計算及控制參數433
6.3.4流化床焚燒爐的優缺點分析435
6.4迴轉窯焚燒爐435
6.4.1迴轉窯焚燒爐的工作原理和基本結構435
6.4.2迴轉窯焚燒爐的工藝及設計要點437
6.4.3迴轉窯焚燒爐的平衡計算及控制參數441
6.4.4迴轉窯焚燒爐的優缺點分析442
6.5污泥焚燒爐輔助系統及設備443
6.5.1給料系統443
6.5.2輔助燃料444
6.5.3築爐材料446
6.5.4煙囪和煙道451
6.5.5飛灰排放453
6.5.6供水453
6.5.7空氣傳送裝置453
6.5.8備用設備454
6.5.9其他系統454
6.6污泥焚燒爐節能技術454
6.6.1主要節能措施454
6.6.2餘熱回收技術458
6.7污泥焚燒污染控制463
6.7.1飛灰464
6.7.2灰渣466
6.7.3重金屬467
6.7.4二英469
6.7.5其他污染物470
6.8工程實例473
6.8.1德國HSM污水處理廠流化床焚燒工藝473
6.8.2蕭山污水處理廠污泥焚燒工程475
6.8.3荷蘭SNB污泥焚燒廠477
參考文獻478

第7章污泥堆肥與農用技術
7.1污泥堆肥技術概述479
7.2污泥的厭氧堆肥技術480
7.2.1厭氧堆肥原理480
7.2.2堆肥過程中碳、氮和磷的轉化482
7.2.3堆肥過程中含水率和溫度的變化483
7.2.4堆肥過程中pH值的變化483
7.2.5堆肥過程中的NH+4-N變化483
7.3污泥的好氧堆肥技術483
7.3.1好氧堆肥的操作原理484
7.3.2好氧堆肥基本工藝487
7.3.3好氧堆肥的工藝控制參數489
7.3.4堆肥化的質量控制指標492
7.3.5幾種好氧堆肥工藝494
7.3.6污泥堆肥的應用前景及其市場分析498
7.4污泥混合堆肥技術499
7.4.1污泥混合城市垃圾堆肥技術499
7.4.2污泥與粉煤灰的混合堆肥工藝與技術500
7.5污泥農業利用技術502
7.5.1污泥農用技術國內外研究現狀502
7.5.2污泥農用技術原則505
7.5.3污泥農用前處理技術506
7.5.4污泥堆肥農業回用的安全性要求511
7.5.5污泥農業利用場地的設計515
7.6堆肥過程中的臭氣污染與控制518
7.6.1臭氣的來源518
7.6.2臭氣控制技術519
7.6.3填料狀態的監測521
7.6.4氣體質量的監測521
7.7工程實例522
7.7.1秦皇島市污泥處理廠CTB高溫好氧工程522
7.7.2北京龐各莊污泥堆肥廠ENS堆肥工藝524
7.7.3北京市密雲污水處理廠污泥製肥工程525
參考文獻526

第8章污泥建材利用技術
8.1污泥的建材利用技術概況527
8.1.1污泥建材利用概述527
8.1.2污泥建材利用的基本形式528
8.2污泥製磚529
8.2.1污泥製磚技術的基本原理529
8.2.2污泥製磚技術的工藝過程530
8.2.3污泥磚的產品指標532
8.2.4國內外污泥製磚研究應用概況534
8.2.5污泥製磚過程中污染物控制535
8.2.6污泥製磚技術發展中的問題537
8.2.7污泥製磚的經濟效益和環境效益537
8.3污泥製水泥製品538
8.3.1水泥生產的基本原理538
8.3.2污泥製水泥工藝過程541
8.3.3污泥製水泥產品性能543
8.3.4國內外污泥製水泥研究應用現狀543
8.3.5污泥製水泥的經濟效益和環境效益545
8.4污泥製纖維板546
8.4.1纖維板概況546
8.4.2污泥製纖維板的基本原理549
8.4.3污泥製纖維板的一般工藝流程550
8.4.4污泥製纖維板的產品性能552
8.4.5污泥製纖維板的經濟效益和環境效益552
8.5污泥製輕質陶粒553
8.5.1輕質陶粒概述553
8.5.2污泥製輕質陶粒的基本原理557
8.5.3污泥製輕質陶粒的工藝過程560
8.5.4不同污泥製取陶粒的研究及應用563
8.5.5污泥製輕質陶粒的產品性能566
8.5.6污泥製輕質陶粒的經濟效益和環境效益568
8.6污泥其他建材利用技術568
8.6.1污泥玻璃態骨料等產品生產技術569
8.6.2污泥聚合物複合材料生產技術569
8.6.3污泥作混凝土混料的細填料569
8.6.4污泥製造沸石570
8.7工程實例570
8.7.1江蘇金壇污泥製陶粒570
8.7.2上海水泥廠利用污泥製水泥570
8.7.3常州光源熱電有限公司摻燒污泥製磚571
參考文獻574

第9章污泥能源利用系統與技術
9.1污泥能源利用技術概述576
9.1.1污泥能源利用的理論基礎576
9.1.2污泥能源利用技術途徑577
9.2污泥製油能源利用系統與技術581
9.2.1污泥製油能源利用概述581
9.2.2污泥低溫熱解技術581
9.2.3污泥直接熱化學液化技術591
9.2.4污泥熱解製油技術與直接熱化學液化製油技術對比599
9.3污泥焚燒熱能利用系統與技術599
9.3.1污泥焚燒熱能利用概述599
9.3.2污泥直接焚燒系統與技術600
9.3.3污泥混合焚燒系統與技術604
9.3.4污泥合成燃料技術610
9.3.5污泥焚燒的熱能利用616
9.4污泥生物產氣技術618
9.4.1污泥厭氧消化的沼氣利用系統與技術618
9.4.2污泥厭氧消化的氫氣利用系統與技術631
9.5其他污泥能源化利用技術641
9.5.1污泥製燃料電池技術641
9.5.2污泥濕式氧化技術645
9.5.3污泥高溫氣化製氫648
9.5.4污泥微波與等離子體處理技術649
9.6工程實例650
9.6.1Subiaco污水處理廠污泥製油工程實例650
9.6.2上海石洞口污泥乾化焚燒處理工程654
9.6.3重慶市雞冠石污水廠污泥厭氧消化工藝656
參考文獻658

索引