Plantilla de informe de aplicación de eliminación de lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales

-Caso Beijing

Zhang Yi'an Gaoding Chen Tongbin*Zheng Di Li Yanxia

Instituto de Recursos Científicos, Academia China de Ciencias Remediación Ambiental Beijing 100101

Tomando Beijing como ejemplo, las ecuaciones para el vertido, la incineración y el compostaje se estimaron bajo el mismo precio de electricidad y distancia de transporte. Este artículo analiza las perspectivas de diversos casos de tratamiento y eliminación. La proporción de vertederos de lodos como principal método de tratamiento y eliminación en Beijing está disminuyendo gradualmente. La economía del compostaje es más adecuada para el tratamiento y la eliminación; con la mejora de la solidez económica y el nivel técnico, la incineración es adecuada para otros puntos especiales.

Palabras clave: lodos urbanos; disposición de este libro; incineración; compost

Número de dibujo: X703 Código de identificación del documento: A Número de documento: 1672-2175 (2006)02-0234 -05.

El volumen calculado del contenido de agua de los subproductos del tratamiento de aguas residuales de lodos urbanos representa del 0,3 al 0,5 de las aguas residuales tratadas [1], y la producción de lodos de tratamiento avanzado aumenta en un 50 a 100. En la actualidad, el lodo que drena cada vez es de aproximadamente 1,3 × 106 t y la tasa es de aproximadamente 10.

El volumen total de descarga de aguas residuales planificado en Beijing es de 330×104 m3/d, y el volumen de descarga de aguas residuales urbanas en 2003 fue de aproximadamente 230×104 m3/d[2]. Se planea construir 14 plantas de tratamiento de aguas residuales, con una capacidad estimada de tratamiento de aguas residuales de más de 320×104 m3/D y una tasa de tratamiento de más de 90. En 2008, la capacidad de tratamiento profundo de las nueve nuevas plantas de agua de Beijing aumentó en un 47,6 × de los 1×104 m3/d actuales a 104 m3/d, el contenido de humedad por unidad de producto de los lodos urbanos supera los 80×104 m3. El costo del transporte de lodos desde la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Gaobeidian en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Beijing excedió el estándar.

La producción a gran escala de lodos urbanos ha provocado una grave contaminación. El cuello de botella de la industria del tratamiento de aguas residuales urbanas es que la tasa de tratamiento y eliminación de lodos es baja y sin importancia. Actualmente, no existe un análisis económico del mismo caso de tratamiento y eliminación de lodos, lo que hace que los diseñadores estén ciegos a la hora de seleccionar casos para la misma unidad. Este artículo toma varios métodos típicos de tratamiento y eliminación de lodos urbanos en Beijing como ejemplos para realizar un análisis económico y proporciona una referencia para la selección de tecnologías de tratamiento y eliminación de lodos urbanos.

1 Estimación de costos de tratamiento y eliminación de lodos urbanos

1.1 Valor estimado

Base de cálculo de 1 t de lodos secos (DS) costo integral = costo operativo costo de descuento del equipo; Los costos operativos se estiman con base en los métodos actuales de tratamiento y eliminación.

La eficiencia de la deshidratación mecánica de lodos en Beijing es de alrededor de 80, y se estima que cada caso involucra o incluye tres procesos: incineración, transporte y vertedero. El costo descontado del equipo es 15 a, la depreciación a lo largo de la vida útil es 7 y la tasa de interés social es 10, es decir, el descuento es 17. El tiempo de trabajo del equipo es de 8000 horas, descuento del equipo = precio del equipo × índice × 0,17/8000.

1.2 Reglas de estimación

(1) Libros de cuentas de la empresa

Relleno sanitario: el costo del relleno sanitario es de aproximadamente 60 ~ 70 yuanes/t, y el costo de vertedero de lodos es La relación de volumen y peso de basura compactada: suelo: lodo es 0,8:1:1,5:52 yuanes/t.

Secado: en comparación con la eficiencia de la calefacción de gas 85, la eficiencia térmica de la caldera 70, la pérdida de calor 5, el consumo de energía de la evaporación del agua es de 150 (kW?H)/t de inversión 180 × 104 yuanes/1 t de equipo de agua[4]

Incineración: Actualmente se utiliza la tecnología de lecho fluidizado para incinerar 1 t de lodo seco por hora, y el coste del lodo se reduce en un 60% en función de la masa seca. El coste operativo de la incineración es de 24 kg/t, y el consumo de NaOH del tratamiento de gases de combustión es de aproximadamente 37 kg/t, lo que supone aproximadamente 128/t [5].

Precios de la electricidad: 0,278, 0,488, 0,725 yuanes/(kW?h) Los precios de la electricidad se fijan en 0,30 y 0,60 yuanes/(kW?h)

Flete: precio del transporte en Beijing 0,45 ~ 0,65 RMB/(t?Km) Lodos Los residuos sólidos especiales requieren el transporte de camiones especiales a un precio elevado, y el precio del transporte sigue aumentando. La tarifa de flete es de 0,65 RMB/(t?km)

El secado externo y la incineración agregarán un 30 % del consumo de material, las tarifas de gestión laboral y las tarifas de apoyo de ingeniería civil según el costo del equipo.

(2) Contenido de humedad del lodo

Antes de que el vertido resuelva el problema del alto contenido de humedad orgánica en el lodo, el contenido de humedad del rendimiento principal del confinamiento del suelo es superior a 68, y debe estar de acuerdo con m La proporción de (suelo): m (lodo) = 0,4 ~ 0,6 reduce el contenido de humedad del suelo [6-8], y 80 y 30 se establecen como objetivos para la deshidratación del vertedero.

El alto contenido de materia orgánica y el bajo contenido de humedad son elementos clave para el tratamiento de incineración de lodos, lo que favorece el mantenimiento de la combustión espontánea, la reducción del contenido de humedad de los lodos y la reducción de los costos de tratamiento y equipos de incineración de lodos. La relación entre el contenido de humedad del lodo y el contenido volátil es de 3,5, lo cual es muy importante para la combustión espontánea [9]. El contenido de materia orgánica del lodo de Beijing es 45, por lo que el lodo puede mantener una combustión espontánea. El contenido de humedad para la incineración deberá ser de 665.438 0,2. Zhu Nanwen resumió varias tecnologías externas de secado térmico de lodos y el lodo se secó hasta un contenido de humedad de 10 [10]. El costo integral de la incineración de lodos aumenta con el cambio del grado de secado, y el consumo de energía y los costos operativos del equipo de incineración aumentan con la disminución. Para simplificar la estimación del equilibrio térmico de la combustión de lodos, se añade agua al petróleo pesado. Estimaciones para el establecimiento de objetivos de secado por incineración de lodos.

Tabla 1 Descripción general de los vertederos de Beijing [11] y su proximidad a plantas de tratamiento de aguas residuales

Tabla 1 Descripción de los vertederos y plantas de tratamiento de aguas residuales

Escala de eliminación de vertederos/ (t? D-1) Distancia esperada en línea casi recta entre la cámara cerrada y la planta de tratamiento de aguas residuales/km 1)

980 Quxiang, condado de Beishenshutong 2006 Gaobeidian 20

No. 700, No. 36, Hongmen, municipio de Anding, distrito de Anding 2006

1500 Yongfengtun, ciudad de Liutun, distrito de Haidian 2017 Qinghe 15

Gaoantun Louzizhuang, ciudad del distrito de Chaoyang 1000 2018 Gaobeidian 15

Municipio de Asuwei Tangshan, distrito de Changping 2000 2012 Qinghe y Beihe 40

Distrito de Jiaojia Pomenggou Ciudad de Yongding 600 2011 Puente Marco Polo 15

1) Medido por el autor de datos de corto alcance.

Según la fórmula de tratamiento y eliminación de lodos, el compost se seca hasta un contenido de humedad del 80% y el vertedero se seca hasta un contenido de humedad del 30%.

60, 10 incineración

1.3 Costo de vertedero

Costo de vertedero = costo de energía, costo de transporte, costo de vertedero, costo de descuento de equipo

Costo del consumo de energía = [1/(1-η0)-1/(1-ηe)]×150×α×Pele.

Costo de transporte = 0,65× L/(1-η e)

Costo de vertedero = β pf/(1-η e)

Descuento en equipos = [ 1/(1-η0)-1/(1-ηe)]×180×α×0,17×104/8000.

Los η0 y etae se utilizan para procesar el contenido de humedad inicial y final respectivamente; precio de la electricidad Pele ￥/(kW?h); l distancia de transporte km y el índice de costos de soporte β; coeficiente de contenido de humedad ≥ 68 1,4 ~ 1,6; contenido de humedad < 68 1; el precio del vertedero de Pf es de 40 ~ 60 yuanes/tonelada, tome 52 yuanes/tonelada.

Distancia de transporte hasta los vertederos de lodos: La capacidad de los vertederos existentes en Beijing es suficiente para satisfacer las necesidades de tratamiento de basura. Incluso si la capacidad prevista del vertedero es limitada, el vertedero de lodos requiere buscar otro vertedero. Con el desarrollo de las ciudades y los requisitos de calidad de los vertederos, la distancia de transporte es cada vez mayor. Consulte la Tabla 1 para los lodos.

La distancia de transporte hasta el vertedero es de 40 kilómetros. Las distancias estimadas de transporte a los vertederos a corto y largo plazo son 50 km y 100 km respectivamente.

1.4 Costos e ingresos del compostaje

Al compostar lodos urbanos, la tecnología de compostaje estático con ventilación forzada es la tecnología principal para la utilización del suelo. El costo del tratamiento está relacionado con el contenido de humedad inicial del lodo, la escala del tratamiento, la distancia entre la planta de compost y la planta de tratamiento de aguas residuales y la fuente del equipo. Se deben construir y transportar plantas de compost alrededor de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Los costos del compostaje consisten principalmente en acondicionadores que consumen energía para granallado, secado, cribado y descuentos en equipos. El precio de venta actual en el mercado de este grupo de productos de compost es de 350 a 500 yuanes/t y el contenido de humedad es de 50438,05.

La aplicación del sistema de control automático de compostaje CTB [12, 13] en el compostaje estático con ventilación forzada en Luohe, provincia de Henan, muestra que el contenido de humedad del lodo es superior a 80 y el consumo de energía de explosión es de 40~60. (kW?H)/t DS es 60 (kW?H)/t. El precio del acondicionador DSCTB es 300 yuanes/t y la tasa de pérdida es 5 [14]. Después de 10 a 14 días, la materia seca del lodo de compost disminuyó en un 30% y el contenido de humedad fue del 45%. Utilice tecnología de secado térmico para secar hasta un contenido de humedad de 15 y una carga de deshidratación de 0,45 t/t DS. El consumo de energía del tamizado del acondicionador antes del secado es autosecado; carga de la criba***9,3 t/t DS capacidad de la criba 1 t/h potencia 3 kW consumo total de energía 95 (kW?H)/t DS se toma como 100 ( kW?h )/t DS

Descuento en equipos: la capacidad de procesamiento de lodos secos es de 0,3×104 t/a y la inversión en equipos para la planta de compostaje de lodos es de aproximadamente 7 millones de yuanes. El descuento en equipos es de 182 yuanes/t ds (coste incluido), lo que equivale a 200 yuanes/t ds.

Versión 1.5 Incineración

Considerando cuestiones como las emisiones de gases residuales de la incineración, es mejor transportar 30 km para la incineración se reduce en 60 en base a materia seca, y el residuo; necesita ser transportado a un vertedero. La distancia de transporte es de 50 kilómetros. Consulte la Tabla 3. Se sabe que secar a 10 es menor que secar a 60. Cuanto mayor sea el grado de sequedad, más terreno ocupará la planta incineradora. Lo mejor es secar al 10% antes de la incineración.

1.6 Qian Nong Shu

Teniendo en cuenta los riesgos de seguridad del almacenamiento y aplicación de lodos sin estabilización, y considerando el pobre efecto de secado y estabilización, se reestimó el límite de seguridad Valor

2 Discusión y Análisis

2.1 Beneficios económicos del tratamiento

Tabla 2 Rentabilidad del tratamiento y disposición de 1 tonelada de lodos municipales (peso seco)< /p >

Tabla 2 Comparación de costos y beneficios de diferentes métodos de tratamiento y/o eliminación de lodos de depuradora

Relleno y vertedero

Costo integral/yuanes del transporte seco y vertedero

Consumo de energía objetivo/descuento de equipo/distancia/km flete/costo de relación de llenado//

80 0 0 50 163 50 390 5531)5532)

30 2091 )4182) 178 50 46 0 74 5071)7162)

80 0 0 100 325 50 390 7151)7152)

30 2091)4182) 178 100 93 0 74 5541)7632 )

Encendido

Costo integral de residuos de quema en seco/yuan

Consumo de energía objetivo/descuento de equipo/operación/descuento de equipo/hidróxido de sodio/ flete/llenado Enterrado/.

60 1461)2932) 124 60 365 128 13 20 8561)10022)

10 2281)4552) 193 27 162 128 13 20 7711)9982)

Fertilizante para compost

Consumo de energía/descuento de equipos/pérdida de aire acondicionado/coste total/ventas/ingresos totales/.

391)782) 200 75 3141)3532) 410 961)572)

1) Precio de la electricidad 0,30 yuanes/(kW?h); 2) Precio de la electricidad 0,60 yuanes/( kW?h)

Los distintos métodos de procesamiento de este proceso de estimación y sus conclusiones se muestran en la Tabla 2. A partir de la Tabla 2 podemos conocer la versión de tratamiento de lodos y disposición en compost.

Alrededor de 300~350 yuanes/t·ds menos; el costo del vertedero es de aproximadamente 500~760 yuanes/t·ds, y el costo de incineración es de aproximadamente 800~1000 yuanes/t·ds, que es significativamente menor que el del vertedero. . A medida que aumenta la distancia de transporte, el costo del vertido es significativamente mayor que el del compostaje y la inversión en incineración de lodos es elevada.

No hay recursos para depositar los lodos en vertederos después de varios tratamientos, y el beneficio es cero; considere el impacto de la baja energía térmica de la incineración de lodos en el beneficio neto del secado de lodos que tiene efectos de deshidratación, límites de efecto de estabilización, y fácil Se deben promover problemas como fertilizantes explosivos y resultados lentos. Si el producto se vende bien, la ganancia del compost calculada en función del precio de la electricidad es de 50 a 100 yuanes / t ds.

2.2 Ventajas y desventajas de diversas tecnologías de tratamiento y eliminación

Hoy en día, los estándares de diseño y construcción de los vertederos son bajos, la falta de medidas de control de la contaminación, la mala estabilidad del almacenamiento y otros problemas conducen a Emisiones de contaminación por olor a gas, que pueden garantizar la seguridad de los residuos de los vertederos, retrasar la contaminación y, en última instancia, eliminarla. Se reducen algunos problemas domésticos y los lodos a tratar tienen propiedades físicas bajas y pueden depositarse en vertederos. Este aumento requiere que los lodos del vertedero tengan un contenido de base seca inferior a 35 para evitar la contaminación del agua por la descomposición del lodo. Alemania ha emitido el "Esquema técnico para el control y eliminación de residuos municipales", que exige que cualquier material de eliminación en vertederos tenga un contenido orgánico superior a 5 [15]. los lodos seguirán enfrentando el problema del vertedero Con el aumento gradual de los costos, el público y las regulaciones, la proporción de eliminación de lodos en vertederos será cada vez mayor [6].

Para promover o no el tratamiento de compostaje de lodos urbanos se deben evaluar primero los posibles riesgos medioambientales del compostaje de lodos [16]. Las investigaciones muestran que los fenoles, ftalatos e hidrocarburos aromáticos policíclicos en una típica planta de tratamiento de aguas residuales en Beijing tienen niveles de contaminación bajos en comparación con el mundo exterior. El tratamiento de compostaje se continúa a altas temperaturas para asegurar la muerte de las bacterias y garantizar la seguridad agrícola de los lodos [17]. Los resultados de la investigación sobre el contenido de metales pesados ​​de los lodos urbanos y su tendencia cambiante muestran que el contenido promedio de los lodos urbanos en mi país es generalmente bajo, y el contenido de metales básicamente no excede los estándares agrícolas [18], y muestra una tendencia gradual a la baja. . Investigaciones relevantes recientes han demostrado que es razonable realizar investigaciones sobre la contaminación por metales pesados ​​de los productos agrícolas en la construcción agrícola con lodos urbanos [19]. Los riesgos ambientales del uso de metales pesados ​​en suelos de lodos urbanos en mi país son tan graves como se imagina.

La reducción de la incineración es significativa. El contenido de humedad es 80. La tasa de reducción de la capacidad de incineración de lodos supera el 90%. Los lodos contienen semillas, materia orgánica, productos de incineración, dioxinas, dióxido de azufre, ácido clorhídrico y otras sustancias nocivas. El problema de la contaminación por dioxinas, limitado por la tecnología de incineración interna, no se ha resuelto. Los vapores de metales pesados ​​y las cenizas de incineración causarán contaminación secundaria y los desechos de la incineración externa sedimentarán nutrientes. En comparación con los tres métodos de incineración para la eliminación de lodos, ocupa un área más grande, requiere un mayor mantenimiento del equipo y tiene ciertas ventajas, lo que limita la aplicación generalizada de la tecnología de incineración de lodos.

En resumen, el compostaje puede lograr la aplicación racional de la utilización de recursos de lodos, garantizar la seguridad sanitaria y la seguridad de los metales pesados, y es más económico desarrollar tecnología de tratamiento y eliminación de lodos. Desde la perspectiva de las ventas en el mercado, la Tabla 3 (página) resume las ventajas y desventajas de varios métodos de tratamiento que deben mejorarse

2.3 Impacto de los precios de la electricidad y los subsidios gubernamentales

Precios de la electricidad afecta a los lodos El precio principal de la electricidad para el tratamiento y eliminación es: 0,60 yuanes/(kW?h), reducido en 0,30 yuanes/(kw?h). Para diversos métodos de tratamiento, el precio de la electricidad se reduce en 40 ~ 230 yuanes/t ds. , lo que sea menor durante el período de consumo de electricidad o menor.

Tabla 3 Proporciones de ventajas y desventajas de diversas tecnologías de tratamiento y eliminación

Tabla 3 Comparación de vertedero de lodos, compostaje e incineración

Ingresos y gastos por tratamiento y eliminación /( ? T-1) 1) ¿Se pueden reciclar hasta el punto de dañar los requisitos en áreas de dificultad técnica?

El vertido -507~ -763 es sencillo y puede retrasar la contaminación, pero no puede eliminar el riesgo de contaminación.

El compost 57~96 es relativamente simple y puede cumplir con los requisitos de metales pesados ​​por debajo de los estándares agrícolas.

El equipo técnico de Incineración-771~-1000 requiere gases de escape de alta energía que pueden causar contaminación secundaria.

1) La distancia de transporte es de 100 km, el precio de la electricidad es de 0,60 RMB/(kW?h), el vertedero con un contenido de humedad de 80 es ligeramente inferior que el vertedero con un contenido de humedad de 30, que es 5,25 veces, tomando en cuenta el 30% de vertedero.

Los lodos contienen un 80% de humedad, un 60% de vertedero supone 5,25 veces, un 30% de vertedero, 65.438 veces 0,75 veces. Los subsidios gubernamentales reducen los precios de la electricidad y otros controles. Las inversiones en tratamiento de aguas residuales deberían asignarse racionalmente a unidades de tratamiento de lodos para reducir los costos de incineración y reducir el compostaje en los vertederos.

Los subsidios gubernamentales desempeñan un papel de palanca económica, regulan la entrada y la producción de la industria de tratamiento de lodos y favorecen el desarrollo saludable de la industria de tratamiento y eliminación de lodos. La cantidad total de tratamiento y eliminación de lodos debería ser adecuada para recibir subvenciones gubernamentales.

3 Conclusiones

(1) El costo del compost de lodos cambia con el precio de la electricidad, que es de aproximadamente 300 ~ 350 yuanes/t·ds. El coste del compostaje de lodos lo gestiona el departamento de compensación, lo que hace que el compostaje de lodos alcance un bajo nivel de beneficios. La aplicación racional de compost proporciona una dirección importante para la tecnología de tratamiento y eliminación de lodos orgánicos.

(2) La operación del vertedero de lodos es simple y el costo es 500 ~ 760 yuanes/tonelada más alto que el del compost. Teniendo en cuenta la escasez de recursos del suelo y los dos principales problemas de contaminación, la experiencia de los países desarrollados muestra que los vertidos de lodos se están restringiendo gradualmente y su proporción de aplicación debe reducirse gradualmente.

(3) La incineración de lodos tiene un efecto reductor evidente. Su inversión inicial y sus costos operativos son relativamente altos, con un costo total de alrededor de 771 a 10.000 yuanes/t ds. El mantenimiento de sus equipos es complicado y el tratamiento de los gases de escape provoca contaminación secundaria.

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