1、市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节能专篇目 录1项目概况11.1项目基本情况11.2 项目背景11.2.1城市概况11.2.2 城市污泥处理处置现状及存在的问题11.2.3 城市污泥处理处置规划21.3 工程概况31.3.1 工程内容及范围31.3.2 工程的建设规模41.3.3 工程选址41.3.4 投资估算51.3.5 处理目标61.4 项目建设方案61.4.1 污泥处理系统61.4.2 工程设计102 合理用能标准和节能设计规范142.1 相关法律、法规、技术和产业政策142.2 相关标准及规范142.3 污泥处理处置的相关标准和规范152.4 建筑设计类相关标准和2、规范152.5 其他终端用能产品能效标准163项目能源利用分析173.1项目的能源消耗系统173.2项目所有耗能系统的用能方式173.3所有用能系统的能耗计算方法243.3.1项目建设阶段的用能计算方法243.3.2项目运行阶段的用能计算方法283.4用能系统耗能的计算举例303.5项目的综合能耗分析313.5.1项目的能耗系统构成313.5.2项目综合能源消耗量314 项目所在地能源供应条件334.1 市能源发展的指导思想原则和目标334.1.1指导思想334.1.2 基本原则334.1.3 发展目标334.2 市能源生产与消费情况及特点344.2.1 市能源生产情况344.2.2 市能源消3、费情况344.3本项目的实施对能源供求平衡的影响344.3.1项目实施的能源保障条件与要求344.3.2项目实施对市能源供求平衡的影响355 项目节能措施及效果分析365.1节能的必要性及意义365.2 本项目能耗种类365.3 节能措施及效果分析375.3.1 增加污泥焚烧系统375.3.2 干化机产生的臭气进行焚烧处理405.3.3 合理的选择厂址425.3.4 机电、电气设备的合理选用435.3.5采暖、通风系统的节能方案435.3.6 建筑节能441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：公司3）项目工程地点：4）设 计 单 4、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5、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40104m3/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6、化沟浓缩-脱水981087880湘湖污水厂14氧化沟浓缩-脱水405080星沙污水厂8氧化沟浓缩-脱水121680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7580%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7、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、818湘湖污水处理厂1414星沙污水处理厂8412开福污水处理厂2020长善垸污水处理厂16824花桥污水处理厂161026新开铺污水处理厂1010岳麓污水处理厂303060捞霞污水处理厂1010暮云污水处理厂1616合计409278210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9、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20052010年，远期20112020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10、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750 t/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1250 t/d按含水率80%计），折合干污泥250 t/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11、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12、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13、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14、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 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。 污泥干化系统本工程设计脱15、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。 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。喷嘴盘下面的风室提供均匀的空气以流化砂和燃烧。在燃烧室内加入稍过量的空气作为二次补风。结构稳定的反应器，采用完全耐火和内衬保温材料16、。系统采用轻柴油作为启动燃料，达到系统所需的燃烧温度。干化后的泥饼与部分未干化污泥混合后由柱塞泵送入焚烧炉，污泥投加至散布器（特殊设备）。散布器将污泥颗粒分布到流化床上，以确保焚烧安全可控。 余热回收系统 根据热量平衡计算，本工程污泥焚烧产生的热量由余热锅炉回收，产生的蒸汽主要用于三方面，一是用于对焚烧炉流化空气的预热；二是对为防止排烟口产生白烟而外加的空气进行预加热；其它剩余的热量用于污泥干化系统。但产生的余热不能完全满足干化需求的热量要求，占干化需求热量的47%左右。因此需要进行热量的补充，本工程选用天然气锅炉进行热量的补充。根据焚烧余热回收炉及干化工艺对热媒的要求，热媒介质采用蒸汽，利用17、蒸汽在由气态变为液态时放出大量的潜热，把热量传给干化空气，饱和蒸汽压力为0.78MPa（温度175），补热天然气锅炉系统提供相同参数的饱和蒸汽，与余热回收炉并联工作。 水-蒸汽循环系统水-蒸汽循环系统主要指热回收中的热媒介质，各热交换装置利用蒸汽进行汽-气热量交换，蒸汽放热后产生的热水回到锅炉进行重新加热这一循环系统。该系统主要包括：余热回收炉、天然气锅炉、干化装置热交换器、循环泵、软化补水装置及管路系统，天然气锅炉及焚烧炉余热回收系统为干化装置提供相同品质的蒸汽。如下图所示。图1-2 水-蒸汽循环系统图 烟气处理系统烟气处理系统的选择除了要考虑粉尘、重金属及酸性气体的有效去除外，还应充分考虑18、到该技术装置应用时的经济性、稳定性及耐用性。对于粉尘的去除，由于旋风除尘器在污泥烟气处理中逐渐淘汰，因此本工程不再选用，而静电除尘器由于其设备较大投资高，电耗及维修量高等原因，其逐步被效果更好、成本更低的袋式过滤技术所替代了，因此本工程除尘装置主要选用袋式除尘器。为保证进入袋式除尘器中的烟气温度不致过高，在其前设有冷却塔，加水喷淋降温。由于重金属主要随粉尘在除尘器中被截留，只有Hg等易沸点较低的重金属随烟气一起，如在布袋除尘器前投加如活性炭等吸附剂时，为防止增加袋式过滤器的负荷，防止活性炭在布袋中燃烧，破坏布袋滤布，因此本工程不建议在布袋除尘器前设活性炭投加，对于Hg的去除，在后序酸性气体去除19、的喷淋洗涤塔中，Hg随喷淋废水排出喷淋洗涤塔，在废水排放前通过Hg吸收装置，把Hg从水中分离。 粉末活性炭投加装置只作为应急装置，设在系统中，投加点在冷却塔。对于酸性气体的去除，本工程选用湿法，即通过投加NaOH，去除烟气中是HCl、HF和S02等物质，由于本工程与污水处理厂毗邻，可利用污水处理厂的出水作为喷淋洗涤用水，而经酸碱中合后的含有少量SS、BOD、COD的废水可直接排到污水处理厂进行处理。每天排水量约6700m3/d（SS、COD100mg/l，BOD50 mg/l）。 灰渣处理系统经袋式除尘器排出的灰渣，由灰渣输送装置输送至灰渣仓中，因此灰渣中可能含有重金属，因此在灰渣的处理系统中20、应有重金属固化稳定措施，本工程采用采用石灰（实际中可根据重金属情况选用其它固化剂）固化方法，即把石灰与灰渣在加湿装置中加湿、混合反应，然后再进行建材利用。 除臭方案我们认为本工程来自湿污泥输送、干污泥输送装置及湿污泥料仓间及干化车间等区域的臭气浓度较低，直接采用生物除臭方式。而干化污泥过程中产生的臭气及湿污泥料仓产生的臭气浓度较高，较适合采用燃烧法。经过核算上述干化及湿料仓系统产生的臭气量约为40000Nm3/h，污泥焚烧炉可以直接将废气燃尽，无需增加新的设施，故而这部分浓度较高的臭气采用燃烧法。1.4.2 工程设计 电气设计电气设计的主要内容有：市市政污泥集中处置和综合利用试验中心内的高、低21、压供配电系统及其变配电室；厂内动力、照明等的配电及其控制；厂内道路照明及控制；厂内线路敷设及其布置平面图；防雷设施与接地装置。污泥处置厂供电电源采用两路10kV供电回路，一路工作，一路备用。因全厂用电设备均为0.4kV设备，因此全厂供电电压采用10kV，配电电压采用0.4kV。市市政污泥集中处置和综合利用试验中心作为造福于市人民的环境保护工程，其重要性不言而喻。污泥处置厂担负着市全部污水处理厂的污泥处理处置任务，因此属于二类用电负荷，要求双电源回路供电。污泥处置厂的工作电源和备用电源由供电部门变电站分别引来，要求两路电源一路工作，一路100备用。10kV及0.4kV系统均采用单母线分段的接线方22、式，10kV电源一工作，一备用，分段开关合闸运行。厂内采用10kV和380/220V配电，变电站低压380V采用三相四线制中性点直接接地系统，放射式配电。 自控仪表设计从控制系统构架上看，采用国际先进的、质量可靠的在线检测仪表和具有丰富实践运行经验的分布式计算机控制系统来完成污泥干化及污泥焚烧系统的自动化控制。计算机管理网络系统由通讯系统、数据服务器、监控上位管理操作站和高清晰度DLP无缝拼接大屏幕显示系统（显示面积3x2x67寸）组成的中央控制系统-中央控制室，对全厂实行集中管理。采用标准以太网与各个车间的控制室PLC主控制站连接，组成车计算机管理网络系统。本系统可以对控制系统进行监测、控制23、，具有动态画面显示功能、报警、报表输出功能、趋势预测功能、实时历史数据存储功能。控制系统还有工艺单元的现场控制站及现场在线检测仪表，现场控制站由可编程序控制器（PLC）来完成。各工艺单元的工艺过程进行分散控制，各现场控制站与中央控制室之间由工业以太网进行数据通信。现场控制站下设现场远程RIO站根据工艺需要和构筑物的平面分布，设置在控制对象和信号源相对集中的建筑物中。现场远程RIO与现场控制站PLC通过PROFIBUS总线通讯。 建筑设计根据工艺设计要求，厂区建筑共分为两大区域：办公区和生产区。办公区内设计办公楼为三层的“L”型建筑物，区域内配套停车场及绿化；生产区内设计有制肥、制砖试验车间、污24、泥干化车间等建筑物均为单层建筑。两个区域均单独设置出入口及环形消防通道，以满足车行及消防要求需要。建筑设计立意创造舒适办公及工作环境办公楼及车间隔入自然的绿化环境中，加上办公楼前布置的喷泉广场，实现办公绿色化，生产多元化。该厂区建筑等级为级，防火等级为级，屋面防水等级为级。建筑物面积及造型具体如下：办公楼建筑面积1240平方米，三层、呈“L”型布置；制肥、制砖试验车间建筑面积827平方米；变配电间建筑面积634平方米；污泥干化焚烧车间建筑面积4660平方米；传达、大门建筑面积44平方米。 结构设计结构设计应确保质量、技术先进，经济合理、安全适用；确保建（构）筑物的强度、刚度、延性及稳定性活荷载25、取值：一般走道板2.0KN/m2，设备走道板及工作平台按实际取值，楼梯2.0KN/m2，屋面0.5KN/m2。污泥干化车间采用框架结构，0.00相当于总图高程39.30m，基础拟采用D=400mm长螺旋钻孔灌注桩，以全风花岗岩石为持力层。设备地基为深层搅拌桩处理的复合地基。生物除臭单元及进料仓采用钢筋混凝土结构。污泥焚烧车间采用钢结构。钢架采用Q345-B钢材，檩条及支撑等采用Q235-B，钢的力学性能及化学成分应符合碳素结构钢（GB/T700）和低合金高强度结构钢（GB/T1591）的规定。变配电间机修间仓库为单层框架结构(44x15m)，0.00相当于总图高程41.80m，现浇屋面板。基础26、拟采用D=400mm长螺旋钻孔灌注桩，以硬塑粉质粘土层为持力层。污泥制肥试验车间污泥制砖试验车间为单层框架结构(5415m)，0.00相当于总图高程39.30m，现浇屋面板。基础拟采用D=400mm长螺旋钻孔灌注桩，以硬塑粉质粘土层为持力层。综合楼为三层框架结构，局部一层，0.00相当于总图高程41.80m，现浇屋面板。基础拟采用独立柱基础，以粉质粘土层为持力层。 采暖、通风设计市年平均风速2.7m/s，适宜自然通风，常年主导风向是北西风，夏季主导风向是南风，建筑物通风设计以自然通风为主，建筑设计在建筑物的朝向、开窗位置、开窗大小方面给予充分考虑与合作，为自然通风提供充分的可能。将机械通风作为27、自然通风的补充和最基本的保证，同时为车间的管理、操作室安装空调器，提供一个清静的空间。本工程新建的建筑物有：干化焚烧车间、变配电室、机修间、仓库、制砖试验间、制肥试验间、综合楼、传达室等。它们的通风设计考虑是这样的： 1）干化车间内经常性的通风换气用安装在屋顶上的均布的自然通风器，而车间内的防爆通风则用安装在屋顶上的防爆式屋顶风机来完成，它的开启受自控的控头指挥。无论何时车间的换气次数不少于8次，防爆通风则是12次。车间外的进料室安装送风设备将地上的新风直接送到下部工人的操作区，干化间配电室的外墙要安装轴流式通风机排除室内余热。干化间中只有配电室和值班室安装分体空调。2）综合楼内某些化验室要安28、装通风柜，每个柜作一套独立的排风系统，将化验废气体排至屋顶，新风的补充按走道门渗入考虑。别的化验室则只在外墙上安装轴流式风机。三层的小办公楼大小房间有20余个，暂不安装集中空调系统，今后如经济条件允许另议，但在施工设计时为以后安装留足所需空间。现只考虑分体空调器，空调设备性能的大小由房间体积、朝向和建筑作法确定，选择不等规格型号的设备，具体机型、牌号遵从使用者的意愿。分体空调室外机的安装有防晒、防雨措施，同时也不破坏厂区整体景观，请土建设计提供完美的场所。3）配电室的变压器室散热通风按国家标准图的标示办法实行，对高压配电室和低压配电室因电器元件的散热量过大影响正常运行，所以也都用外墙上装轴流通29、风机的办法保证室内气温正常。在风机相对的外墙下方设置必要的进风窗口。同时为正常运转所需还要安装分体空调器。4）制砖和制肥的二个车间安装自然通风器保证全面的换气顺畅、在机修和仓库安装轴流式通风机、为传达室配备6分体式空调等都是很必要的。2 合理用能标准和节能设计规范2.1 相关法律、法规、技术和产业政策（1）中华人民共和国节约能源法（2）中华人民共和国可再生能源法（3）中华人民共和国电力法（4）中华人民共和国建筑法（5）中华人民共和国清洁生产促进法（6）清洁生产暂行办法（国家发改委、国家环保总局令第16号）（7）重点用能单位节能管理办法（原国家经贸委令第7号）（8）城镇污水处理厂污泥处理处置及污30、染防治技术政策（试行）（9）市城市总体规划（2003-2020）说明书（10）市市政污泥处置专项规划（2005-2020）（11）市排水专业规划（12）节能中长期专项规划（发改环资20042505号）2.2 相关标准及规范（1）工业企业能源管理导则GB/T15587-1995（2）九种高耗电产品电耗最高限额 （国经贸资源20001256号）（3）评价企业合理用电技术导则 GB/T 3458-1998（4）节电措施经济效益计算与评价 GB/T 13471-1992（5）通风机能效限定值机节能评价值 GB 19761-2005（6）用能单位能源计量器具和管理通则 GB 17167-2006（7）污31、水综合排放标准 GB8978（8）环境空气质量标准GB3095（9）地表水环境质量标准GB3838（10）大气污染物综合排放标准GB 16297（11）生活垃圾填埋污染控制标准GBl6889（12）生活垃圾焚烧污染控制标准GBl8485（13）危险废物焚烧污染控制标准GBl8484（14）危险废物填埋污染控制标准GBl8598（15）一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准GB 18599 （16）土壤环境质量标准GB 15618（17）工业炉窑大气污染物排放标准GB9078（18）恶臭污染物排放标准GBl4554（19）危险废物鉴别标准一浸出毒性鉴别GB5085.3（20）中华人民共和国国家32、标准烧结普通砖GB5101（21）环境保护图形标志一固体废物贮存(处置)场GBl5562.2（22）工业企业厂界噪声标准GBl23482.3 污泥处理处置的相关标准和规范（1）城镇污水处理厂污染物排放标准 GBl8918（2）农用污泥中污染物控制标准 GB4284（3）城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ30252.4 建筑设计类相关标准和规范（1）碳素结构钢 GB/T700（2）低合金高强度结构钢GB/T1591（3）钢结构用扭剪型高强螺栓连接副技术条件GB3632-1995（4）钢结构用扭剪型高强螺栓连接副技术条件GB3633-1995（5）合金结构钢技术条件GB3077（6）优质碳素结构钢33、钢号和一般技术条件GB699（7）钢结构工程施工及验收规范GB50205-95（8）涂装前钢材表面锈浊等级和除锈等级GB8923-882.5 其他终端用能产品能效标准（1）过程检测和控制流程图用文字和图形符号HG/T 20505-2000（2）控制室设计规定HG/T 20508-2000（3）仪表供电设计规定HG/T 20509-2000（4）仪表系统接地设计规定HG 20508-2000（5）信号报警、联锁系统设计规定HG/T 20511-2000（6）仪表配管、配线设计规定HG/T 20512-2000（7）仪表系统接地设计规定HG/T 20513-20003项目能源利用分析3.1项目的能34、源消耗系统本项目作为市市政污泥集中处置和综合利用试验中心工程，建设规模大，投资多，工艺流程复杂，系统繁多，施工过程中的各个阶段以及不同的工艺流程耗能有所不同。在对项目的能源利用情况进行分析时，首先要弄清项目的所有耗能系统，分析各用能系统的用能方式及特点。该项目的用能系统可以分为两部分：一是项目的建设阶段；二是项目的运行阶段。在项目的建设阶段，所有消耗能源的系统包括：施工机械、运输机械、工地照明及其他用电机械、工地生活系统。在该阶段消耗最多的是油，其次是电，最后是少量的水。在项目的运行阶段，耗能系统也包括两方面，一是在污泥的处理过程中所有的工艺流程系统；另外就是在建筑系统方面的耗能。在污泥处理工35、艺流程中，又包括：污泥接受、储存、输送系统，污泥干化系统，污泥焚烧系统，余热锅炉系统，烟气净化系统，水-蒸汽循环系统，臭气焚烧系统，灰渣处理系统以及其它辅助系统，电气系统，自动控制系统等。而对于厂房建筑方面来说，其中的耗能系统包括房间照明系统，厂区车间的通风系统，工作控制室的空调系统以及其它用电设备或系统等。3.2项目所有耗能系统的用能方式项目的建设阶段：（1）施工机械用能主要指项目在施工的过程中，所用到的所有机械设备在生产过程中的耗油和用水，包括推土机、挖掘机、铲车、搅拌机、吊车等。（2）运输机械主要指项目在建设的过程中，运输土方、建筑材料以及其它设备器材时所用的运输卡车。所谓运输机械耗能也36、是指运输车在行运过程中自身消耗的油和水。（3）工地生产用电。项目在建设过程中同样需用到一些电驱动的机械设备，这些设备在使用时需要消耗电能。另外，施工工地在夜晚作业时，还需消耗一部分照明用电。（4）工地生活系统。这一部分主要是指工人正常的生活用水和用电。项目的运行阶段：（1）污泥的运输系统。污泥的运输也就是将水污泥从市7个污水处理厂用卡车拉至污泥处置中心。本系统共设置载重量12吨的卡车6辆，用于装卸污泥，在这一系统中消耗的能源主要是运输卡车自身的耗油。（2）污泥接受、储存、输送系统。这一系统的详细运行流程为：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37、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。该系统的主要用能设备见表3-1表3-1 污泥接受、储存、输送系统的主要耗能机械设备表编号名称性能参数材质单位数量备注1地下室污泥接受仓N=22KwV有效=60m3座8（其中6套含在干化中）附液压驱动活底滑架，每座料仓配1套平板闸阀2污泥进料偏心螺杆泵Q=3.5m3/h， H=90m， N=30Kw套16（其中12套含在干化中）变频3污泥输送泵Q=20m3/hH=100mN=55Kw套2柱塞泵，含液压包4污泥储存仓V=300m3， N38、=15kw座2附双缸液压驱动滑架，每座料仓配2套平板闸阀5无轴出料螺旋输送机Q=20m3/h，L=6mN=11kw套46风机N=3kw套32用1备因此该系统的用能也就是指系统在运行中，所有用能机械设备的能耗。（3）污泥干化系统。污泥储仓的污泥由螺旋输送机输送至污泥干燥机进行干化处理。干化热源来自污泥焚烧余热锅炉产生的蒸汽，蒸汽不足时由燃气锅炉补充。该系统的主要用能设备见表3-2表3-2 污泥干化系统的主要耗能机械设备表编号名称性能参数材质单位数量备注1带式干燥机蒸发能力：4000kg/h，N=3+3*0.55Kw/套套65用1备2无轴出料螺旋输送机Q=3t/h，N=5.5kw套6变频3双机组污39、泥面条机移动电机N=1.1kw/台切割电机， N=2X0.75kw/台套64环风鼓风机与干化装置配套，N=75kW/台，Q=125500m3/h台30变频编号名称性能参数材质单位数量备注5循环排风鼓风机与干化装置配套，N=37kW/台， Q=39200m3/h台6变频6排风鼓风机与干化装置配套，N=45kW/台， Q=20000m3/h台2变频（4）污泥焚烧系统。经过污泥干燥机后的污泥由出料口出料，由皮带输送机输送至焚烧炉。该系统的主要用能设备见表3-3表3-3 污泥焚烧系统的主要耗能机械设备表编号名称性能参数材质单位数量备注1带式干化污泥输送装置5t/h套22污泥投加装置3t/h套43泥饼喂40、料装置5t/h套44流化风机Q=400m3/min(120)套25燃烧器风机Q=150m3/min套26砂投加系统N=5.5kw套27电动葫芦2吨套28砂冷却输送机1-2t/h套2水冷（5）余热锅炉系统。余热锅炉系统主要用于回收污泥焚烧产生的热量。该系统主要为一次性投资，运行过程中的耗能设备不多，主要为一些控制装置和辅助器材。（6）天然气锅炉系统。天然气锅炉主要是用来补充污泥干化用热的，其直接对天然气进行燃烧获得所需的热量，因此该系统消耗的主要能源为天然气。（7）烟气净化系统。该系统主要用来净化由余热锅炉排除的烟气，包括袋式除尘器和洗涤塔等，处理后的烟气经引风机和烟囱排放。该系统的主要用能设备41、见表3-4表3-4 烟气处理系统的主要耗能设备表编号名称性能参数材质单位数量备注1洗涤塔3m H=10m套22洗涤剂循环泵Q=5m3/min，N=11kw套43排出泵N=2kw套14引风机装机容量： 400Nm3/minN=75kw H=10kPa套25冷却水离心泵(自污水厂尾水)Q=350m3/hr，H=20mN=36kw台4（3用1备）6喷淋水离心泵(自污水厂尾水)Q=140m3/hr，H=25mN=18kw台3（2用1备）（8）水-蒸汽循环系统。水-蒸汽循环系统主要指热回收中的热媒介质，各热交换装置利用蒸汽进行汽-气热量交换，蒸汽放热后产生的热水回到锅炉进行重新加热这一循环系统。该系统的42、主要用能设备见表3-5表3-5 水-蒸汽循环系统的主要耗能设备表编号名称性能参数材质单位数量备注1循环泵1Q=80m3/h，H=100mN=40kw套32用1备2提升水泵Q=22 m3/hr，H=10mN=3kw套2编号名称性能参数材质单位数量备注3锅炉给水泵Q=15m3/h， H=4.5MPaN=55kw套54用1备4减压降温水泵Q=4.5m3/h， H=0.85MPaN=10kw套45软化水泵Q=25m3/h， H=0.55MPaN=15kw套32用1备（9）臭气焚烧系统。该系统能耗设备主要为抽取臭气的风机，将污泥干化系统中产生的臭气输送到臭气焚烧装置，进行焚烧处理。该系统共用了2套装机容43、量2000Nm3/h，P=45KW的风机。（10）灰渣处理系统。污泥在焚烧炉燃烧后产生的灰渣经灰渣输送机送出，然后由载重卡车运到填埋场进行填埋，或进行再利用。该系统的主要用能设备见表3-6表3-6 灰渣处理系统的主要耗能设备表编号名称性能参数材质单位数量备注1袋式除尘器20000Nm2/h,N=14kw套22鼓风机N=15kw套23灰渣气动输送机能力：5t/h，N=5.5kw套24灰渣运输车载重量T=12吨辆2装卸灰渣（11）其它辅助设施。辅助设备表如图3-7表3-7 其他辅助设施的主要耗能设备表编号名称性能参数材质单位数量备注1主泵Q=65L/s，H=45m， N=55kw台21用1备消防系44、统2稳压泵Q=5L/s，H=55m， N=7.5kw台21用1备消防系统4泡沫泵Q=10L/s，H=50m， N=11kw套21用1备5潜水泵Q=10L/s，H=10m， N=4.0kw套26电动葫芦T=2t，H=6m， N=3.4kw套37电动单梁悬挂起重机3t，N=5.7kw套3（12）照明系统。项目运行阶段的照明系统包括两部分，一是厂房内以及控制室、管理办公室内的照明；另外就是厂区道路路灯照明。而前者灯具的选择根据不同功能房间及室内人员的喜好有很大的随机性，后者的选取较为固定，表3-8列出了厂区路灯照明所用灯具。表3-8 路灯照明所用灯具表编号名称规格及型号单位数量1单火路灯250W个545、02双火路灯2250W个153三火路灯3250W个10（13）暖通空调系统。暖通空调系统的能耗主要表现在，为保证厂区工作间内的空气质量以及保证系统运行的安全，而进行通风换气所消耗的电能，还有就是在办公区域安装的空调机耗能。本项目采用了安装分体空调机的方式，这样可以方便调节，降低了不必要的能源消耗。（14）电气系统与自动控制系统。电气系统的耗能设备主要有开关柜、电力变压器、变配电室微机监控装置、变配电室低压配电柜、动力配电箱、照明配电箱等。而自动控制系统的仪表设备包含了整个试验中心的控制器件，种类和数量都很多，这些控制器件是保障整个系统正常运行的重要单元。在此不再以表格的形式列出。电气系统与自动46、控制系统也是以消耗电能为主。3.3所有用能系统的能耗计算方法3.3.1项目建设阶段的用能计算方法在项目的建设阶段，消耗的主要能源主要有油、水和电。工程用水主要包括:生产用水、生活用水和消防用水三种。具体的计算式如下：（1） 施工工程用水量的计算：其中：q1 施工工程用水量 (L/s)；K1 未预见的施工用水系数，取1.05；Q1 年（季）度工程量 (以实物计量单位表示)； N1 施工用水定额；T1 年(季)度有效工作日(d)，取365天；b 每天工作班数(班)，取1；K2 用水不均匀系数。（2） 施工机械用水量计算公式：其中：q2 施工机械用水量 (L/s)；k1 未预计的施工用水系数（1.047、5-1.15）；N2 施工机械台班用水定额；K3 施工机械用水不均衡系数；Q2 同一种机械台数（台）。（3） 施工工地用水量计算公式：其中：q3 施工工地生活用水量 (L/s)； P1 施工现场高峰期生活人数； N3 施工工地生活用水定额； K4 施工工地生活用水不均匀系数，取1.30； b 每天工作班数(班)，取1。（4） 生活区生活用水量计算公式： 其中：q4 生活区生活用水量 (L/s)； P2 生活区居住人数； N4 生活区昼夜全部生活用水定额； K5 生活区生活用水不均匀系数，取2.00；（5） 消防用水量计算：根据消防范围确定消防用水量 q5 =35.00L/S。（6） 施工工地总48、用水量Q可按以下组合公式计算：表3-9 施工用水不均匀系数K号用水名称系数K2施工工程用水1.5生产企业用水1.25K3施工机械运输工具2.00动力设备1.051.10K4施工现场生活用水1.301.50K5居民区生活用水2.002.50表3-10 施工用水参考定额表序号用水对象单位耗水量N1（L）备 注1浇注混凝土全部用水m3170024002搅拌普通混凝土m3250实测数据3搅拌轻质混凝土m33003504搅拌泡沫混凝土m33004005搅拌热混凝土m33003506混凝土养护（自然养护）m32004007混凝土养护（蒸汽养护）m35007008冲洗模板m259搅拌机清洗台班600实测数据49、10人工冲洗石子m3100011机械冲洗石子m360012洗砂m3100013砌砖工程全部用水m315025014砌石工程全部用水m3508015粉刷工程全部用水m33016砌耐火砖砌体m3100150包括砂浆搅拌17洗砖千块20025018洗硅酸盐砌块m330035019抹面m246不包括调制用水20楼地面m2190找平层同序号用水对象单位耗水量N1（L）备 注21搅拌砂浆m330022石灰消化t3000工程用油量包括施工工程设备耗油量、施工工程交通工具耗油量。具体的计算式如下：（1）施工工程设备耗油量：（2）施工工程交通工具耗油量： 其中： Q1 施工工程设备耗油量；Q2 施工工程交通工具50、耗油量；K 施工设备同时使用系数，取0.9；qi 某一施工机械设备单位时间耗油量；ti 某一施工机械设备使用时间；M施工工程土方、石方总量；n 施工工程使用的交通工具车次；m 施工工程单位交通工具负载量，取8t/辆；L 施工工程交通工具车次路程；b 施工工程交通工具单位路程耗油量，取35L/百公里。（3）施工过程用电量的计算式如下：其中：P施工过程总用电量；1.1用电不均匀系数；K1全部施工用电设备同时使用系数，台数10台以内时为0.75，1030台为0.70，30台以上时为0.6；K2施工工地室内照明设备同时使用系数，取0.8；K3室外照明设备同时使用系数，取1.0；PC全部施工用电设备额定51、用量之和；PA室内照明设备额定用量之和；PB室外照明设备额定用量之和；t1施工用电设备使用时间；t2室内照明设备使用时间；t3室外照明设备使用时间。3.3.2项目运行阶段的用能计算方法本工程为对污泥的干化处理及焚烧，所消耗的主要能源有天然气、电、水及少量的油。（1）天然气锅炉用来补充污泥干化用热，根据热量平衡可得出天然气的耗用量：式中 B锅炉每小时耗用的天然气，Kg/h；Qgl锅炉每小时的有效吸热量，KJ/h（0.278=W）；gl 锅炉效率即有效利用热量占燃料带入锅炉热量的百分数；Qr每千克燃料带入锅炉的热量。（2）系统在运行过程中用电量的计算公式如下：其中：P系统运行过程总用电量；1.1用52、电不均匀系数；K1污泥处理系统全部用电设备同时使用系数，取0.95；K2厂区内全部照明、空调通风设备同时使用系数，取0.8；K3自控系统同时使用系数，取1.0；PC污泥处理系统全部用电设备额定用量之和；PA厂区内全部照明、空调通风设备额定用量之和；PB自控系统额定用量之和；t1系统用电设备使用时间；t2照明、空调通风设备使用时间；t3自控系统使用时间。（3）污泥、灰渣运输耗油量：式中 Q3 污泥运输耗油量，L/天；M1污水厂每天产生污泥量；n1 运输污泥每天使用的交通工具车次；m1 污泥运输交通工具负载量，12t/辆；L1 污泥运输交通工具车次路程；b1 污泥运输交通工具单位路程耗油量，取3553、L/百公里。M2污泥处理中心每天产生的灰渣量；n2 运输灰渣每天使用的交通工具车次；m2 灰渣运输交通工具负载量，12t/辆；L2 灰渣运输交通工具车次路程；b2 灰渣运输交通工具单位路程耗油量，取35L/百公里。3.4用能系统耗能的计算举例市市政污泥集中处置和综合利用试验工程工程量大，系统复杂，能耗计算量大，本专篇不再对所有系统的能耗作一一计算说明，只选取了污泥的运输系统和污泥接受、储存、输送系统进行举例计算，其他各系统能耗的计算亦是如此。（1）污泥的运输系统污泥的运输系统是指载重卡车将含水污泥从各大污水处理厂运送到污泥干化处理中心，其间所消耗的能源主要为载重卡车自身的耗油。根据项目的可研报54、告，近期工程市政污泥的处置规模为750t/d，各污水处理厂距离污泥处理中心的平均距离为20km，所用污泥运输为载重量为12t的卡车，令该种运输车的耗油量为35L/百公里。则运输含水污泥每天需消耗的油量计算如下：（L/d）（2）污泥接受、储存、输送系统污泥接受、储存、输送系统主要指污泥从接料仓到干化处理装置这一过程，根据3.2节中系统的所有耗能设备表，可以看出该系统以消耗电能为主。则每小时该系统的耗电量计算如下： =1.10.95（2281+30101+5521+1521+1141+331）=699kw3.5项目的综合能耗分析3.5.1项目的能耗系统构成3.5.2项目综合能源消耗量通过对项目的能55、源消耗量进行分析测算，项目近期工程建设（20052010）耗能量为3783吨标准煤；系统运行期间耗能量为18722.6吨标准煤/年，能源消耗量的具体指标如下：表3-11 项目的综合能耗指标序号能源种类工序或设备实物耗量折标系数折标量（吨标准煤）项目近期工程建设（20052010）1电项目建设用电260万千瓦时1.229319.542水项目建设用水42.75104吨2.42910-4103.843油施工油耗2305.65吨1.45713359.6小计施工耗能量（吨标准煤）3783项目运行1电供电3373万千瓦时/年1.2294145.4172水冷却水962104吨/年2.42910-42260.56、793天然气干化污泥1035万m3/年12.143121434油运输119吨/年1.4571173.4小计年使用耗能量（吨标准煤/年）18722.64 项目所在地能源供应条件4.1 市能源发展的指导思想原则和目标4.1.1指导思想认真贯彻落实党的十七大精神，以科学发展观为指导，以优化资源利用方式为核心，以提高资源利用率和降低万元GDP为目标，加快市转变经济增长方式的步伐，建设节能型城市，走新型工业化道路，实现能源与经济社会持续、协调发展，逐步向循环型社会迈进。4.1.2 基本原则（1）坚持经济社会与资源环境协调发展的原则（2）坚持生产方式和消费模式有利于节约能源，保护环境的原则（3）坚持能源发57、展与循环经济发展相统一的原则（4）坚持发展能源科技、调整能源结构、加强能源管理的原则（5）坚持政府推动、市场拉动、公众参与三方联动的原则4.1.3 发展目标前期目标（20062008）是：建立能源数据库，建立能源评价体系，全面开展能源审计与执法工作，推进能源管理体制改革，开始实施重点节能降耗工程项目，万元GDP能耗每年下降4%。中期目标（20092010）是：能源数据库完备，能源评价体系完善，能源布局合理，节能降耗工作取得明显成绩，万元GDP能耗居国内先进水平，实现年单位GDP能耗比2005年下降大约20%的节能目标，同时到2010年将初步形成多样、安全、清洁、高效的能源供应和消费体系。远期目58、标（20112015）是：能源发展与经济社会的全面发展良性协调，万元GDP能耗达到世界先进水平。建立能源储备和应急系统，建立国家节能型示范城市。4.2 市能源生产与消费情况及特点4.2.1 市能源生产情况市水能资源、煤炭资源少，石油、天然气资源缺。2007年1-9月市规模工业一次能源生产量为190.65万吨标准煤，其中原煤产量189.72万吨，水电9308.45万千瓦时。由原煤加工转换而形成的二次能源生产量为1.82万吨标准煤。从上述湖南省统计局发布数据预测，2007年市能源生产总量约为256.63万吨标准煤，一次能源生产量为254.2万吨标准煤，其中原煤产量252.96万吨，水电12411.59、27万千瓦时。由原煤加工转换而形成的二次能源生产量为2.43万吨标准煤，其中火电生产量18239万千瓦时，热力生产量53467百万千焦。4.2.2 市能源消费情况根据“市十一五能源消费需求预测”，2007年全市能源消费总量为1826.8万吨标准煤，其中原煤消费1276.91万吨，折合912.1万吨标准煤；原油消费244.86吨，折合349.8万吨标准煤；天然气消费1.61亿立方米，折合21.4万吨标准煤；电力消费378.36亿千瓦时，折合465万吨标准煤。4.3本项目的实施对能源供求平衡的影响4.3.1项目实施的能源保障条件与要求通过对项目概况的描述分析，污泥的集中处理处置工程无论在建设还是运60、行期间都需要消耗大量的能源，这其中包括：水、电、油和天然气等。能源的供应条件对项目的建设实施起着至关重要的作用，如能源供应不能得到保障，轻则会使污泥处理系统的处理能力达不到设计要求，重则导致系统停运，造成严重的能源浪费和不必要损失。在当前市污水处理量快速增加，污泥排放总量随之快速增长的情况下。为改变目前污泥简单填埋的处置方式，实现污泥处置的减量化、稳定化、无害化和资源化处置，能源保障对城市的健康发展也是至关重要的。从湖南省统计局发布数据预测，2007年市能源生产总量约为256.63万吨标准煤，一次能源生产量为254.2万吨标准煤，其中原煤产量252.96万吨，水电12411.27万千瓦时。由原61、煤加工转换而形成的二次能源生产量为2.43万吨标准煤，其中火电生产量18239万千瓦时，热力生产量53467百万千焦。而对于本项目来说，在近期工程建设过程中需消耗约260万千瓦时电，需耗水约40万吨，施工耗油约2000吨左右，总耗能量折约标准煤约3700吨。在项目运行过程中，年能耗量折约标准煤约18700吨。根据上述市近年能源的供应，以及本项目在建设和运行中的耗能情况分析，市的能源供应能够保证该项目的顺利实施。4.3.2项目实施对市能源供求平衡的影响市市政污泥集中处置和综合利用试验中心工程前期建设综合能源消耗量约为3700吨标准煤，平均每年消耗量约占市全年能源生产总量的万分之三；使用期间综合能62、源消耗量为18700吨标准煤/年，约占市全年能源生产总量千分之七。因此项目施工及使用期间合的综合能耗能正常供给，对市能源供应与消费平衡影响不大。5 项目节能措施及效果分析5.1节能的必要性及意义随着经济的发展，能源需求与供给的矛盾日益突出，节约能源对保持国民经济持续健康快速的发展具有举足轻重的作用。而在工程设计中坚持“能源节约与开发并举，把节约能源放在首位”的指导思想，采用低能耗的设计方案和设备对降低能源消耗具有十分显著的意义。机电设备系统是污泥处理处置综合利用工程必不可少的，如通风、供电、给排水及消防、监控等。机电设备系统主要消耗的是电能，故在设计工作中必须考虑如何尽量减少这些设备的能耗，在63、满足运营需要的基础上，合理地确定服务水平，将节能的总要求如何贯彻在设计工作中，以及在设计工作中如何确定与节能有关的技术原则，对设备系统运营模式提出合理的运营方案，都将对今后的运营节能产生重大的意义。合理地考虑设备系统的运行方式或采用新技术可以节能之外，在总体设计思路和设计原则中重视节能问题，考虑节能措施显得更为重要。因为部分设备系统是为环境服务的，而污泥处理处置综合利用工程的基础首先是土建建筑物，再配以设备系统而共同创造良好的环境。故在项目的设计建设过程中要合理的选择污泥处理系统、处理方案、建筑设计方案、照明方案、通风模式等。5.2 本项目能耗种类市污泥处理处置及综合利用试验中心的耗能部分主要64、分为两大块：一是该项目在建设的过程中所消耗的建筑材料、工艺流程系统耗材、水、电、油等；二是试验中心对污泥进行干化处理，处理过程中消耗的水、电、天然气以及污泥和灰渣运输车辆耗油等。5.3 节能措施及效果分析充分提高能源利用率是每个工程项目都应积极遵循的准则，在设计和施工中应予高度重视，并积极采取措施提高能源利用率。本项目拟采取以下几项节能措施：5.3.1 增加污泥焚烧系统该措施的主要是将原来常见的单独干化处理调整为干化+焚烧处理系统，具体的工艺流程见图1-1。污泥在焚烧系统进行焚烧，对其产生的热量进行回收用于污泥的干化，从而节省干化过程中消耗的天然气，由于有热回收，为充分利用回收的热量，将带式干65、化装置换热方式由原有的天然气直燃加热式更改为蒸汽空气间接热交换器方式，带式干化机的条数不变。（1） 必要性符合国家环保政策的要求：目前，市所有的污水处理厂剩余污泥的处置方法，同各地一样，主要是经过浓缩脱水后直接送往市黑糜峰垃圾填埋场进行卫生填埋处置。根据技术政策关于“污泥处理处置应统一规划，合理布局。污泥处理处置设施宜相对集中设置，鼓励将若干城镇污水处理厂的污泥集中处理处置”的要求，建设市污泥集中处置项目是贯彻落实国家政策的需要。从技术政策强调，污泥的减量化、稳定化和无害化是解决污泥污染问题的重点，并特别指出“经济较为发达的大中城市，可采用污泥焚烧工艺。鼓励采用干化焚烧的联用方式”。经济发展水66、平已步入经济较为发达的大城市行列，采用较为彻底的污泥焚烧技术，符合国家环保政策要求并与其经济发展水平相适应。污泥焚烧是国内污泥处理的发展趋势：根据估算，目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量（干重）大约为130万吨，而且年增长率大于10%，污泥处理处置问题逐渐表现出来，特别是在我国城市化水平较高的城市与地区，污泥出路问题已经十分突出。如果城市污水全部得到处理，则将产生污泥量（干重）为840万吨，占我国总固体废弃物的3.2%。目前，我国污泥处理处置主要方法中，污泥农用约占44.8%、陆地填埋约占31%、其它处置约10.5%、没有处置约13.7%，而这些处置方法中污泥农用和污泥填埋都受制于处置污泥67、用的土地及污泥的泥质等。污泥焚烧在国外已有较多工程应用，为了适应污泥焚烧特性和控制环境污染，国外多倾向于单独建设污泥焚烧厂，采用适合污泥焚烧的工艺和炉型。污泥焚烧在世界上已有了70多年的发展历史。1934年美国密西根安装了有记录以来的第一台污泥焚烧炉，1962年德国率先建设并开始运行欧洲第一座污泥焚烧厂。如今在日本，污泥焚烧处理已经占污泥处理总量的60%以上，欧盟也在10%以上。因此污泥集中处置工程原单纯干化工艺，转变为干化加焚烧工艺再进行建材利用等资源化无疑为更加符合污泥处理发展趋势要求。（2）节能设计措施本工程设计脱水污泥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68、炉焚烧。干化和焚烧联合技术已经被证明为可靠和经济高效的。本工程需要消耗的燃料为：干化部分为天然气，焚烧炉部分为干化后污泥（含水率约4050%）。焚烧过程中不再增加任何燃料，对焚烧污泥产生的热量进行回收，并用于污泥干化，节省大量干化能源，从而节省运行成本，实现污泥部分资源化。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。本工程污泥焚烧产生的热量由余热锅炉回收，产生的蒸汽主要用于三方面，一是用于对焚烧炉流化空气的预热；二是对为防止排烟口产生白烟而外加的空气进行预加热69、；其它剩余的热量用于污泥干化系统。根据焚烧余热回收炉及干化工艺对热媒的要求，热媒介质采用蒸汽，利用蒸汽在由气态变为液态时放出大量的潜热，把热量传给干化空气，饱和蒸汽压力为0.78MPa（温度175），补热天然气锅炉系统提供相同参数的饱和蒸汽，与余热回收炉并联工作。（3） 效果分析 首先污泥干化焚烧可利用本身有机物燃烧产生的热量，焚烧时的温度可以达850，能完全杀死病原微生物，并最大限度地减少污泥体积，焚烧后无机物则变成了极少量的灰烬，其中焚烧灰的无机成分与粘土接近。污泥建材利用是指将污泥作为制作建筑材料的部分原料的处置方式，应用于制砖、水泥、陶粒、活性炭、熔融轻质材料以及生化纤维板的制作。上海70、石洞口污泥焚烧厂已运行多年，其焚烧灰分根据危险废物鉴别标准(GB5085.1.2.3-1996)检测，证明不属于危险废物。污泥灰及粘土的主要成分均为SiO2，这一特性成为污泥可做制砖材料的基础。另一方面污泥灰中Fe2O3和P2O5含量远高于粘土，此外，灰中铁盐和钙盐的含量会改变砖的压缩张力。由于污泥中含有的无机成分与粘土成分较为接近，这说明使用污泥焚烧灰制砖是基本可行的。污泥焚烧灰的基本成分为SiO2、A12O3、 Fe2O3和CaO，在制造水泥时，污泥焚烧灰加入一定量的石灰或石灰石，经煅烧即可制成灰渣波特兰水泥。利用污泥焚烧灰为原料生产的水泥，与普通硅酸盐水泥相比，在颗粒度、比重、反应性能等71、方面基本相似，而在稳固性、膨胀密度、固化时间方面较好。污泥除了可以用来生产砖块、水泥外，还可用来生产陶瓷、轻质骨料等。从节能角度看，污泥建材利用不但具有实用价值还节约了大量能源。 其次污泥处置及综合利用试验中心工程增加污泥焚烧工段可以回收污泥中的热值，节省污泥干化洁净能源的消耗。污泥的任意弃置，污泥中的病原体和重金属将会随着生物链进入各种动植物，最终进入人体，从而影响整个生态环境的正常循环。污泥不仅是有毒有害物，若经过合理处理处置，变废为宝，污泥同样是一种可利用的资源，主要表现在：污泥的有机质具有一定的热值（22003000千卡/公斤干污泥），因此经过处理后，可以作为低热值的燃料加以利用。污泥72、进行焚烧后将有约50%的热量可以回收用于污泥干化，原设计污泥干化需要消耗的天然气量为：51806m3/d，经过核算污泥焚烧热量回收后，项目消耗的天然气量为：27500m3/d，节省了24306m3/d，节约的量约为原消耗量的43%，符合国家节能减排政策要求。5.3.2 干化机产生的臭气进行焚烧处理（1）方案对比本工程厂区建在芙蓉路旁，如不采取除臭措施周围的居民及工业区对厂内污泥所产生的气味必然反应强烈。所以污泥处理厂除了设置绿化隔离带外，还应进行臭气收集并进行集中处置。气味物质主要由碳、氮和硫元素组成。只有少数的气味物质是无机的例如：氨（NH3）、膦（PH3）和硫化氢（H2S）。大多数的气味物73、质是有机物比如：低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物。值得注意的是：这些物质都带有活性基团，这些活性基团容易发生化学反应，特别是易被氧化。表5-1 恶臭气体处理工艺比较工艺燃烧法吸附法吸收法生物法高浓度处理效率高中高低费用高中高较低低浓度处理效率高高中高费用高高高低最终产物CO2，H2O解吸有机物有机物CO2，H2O使用范围高浓度，范围广低浓度，范围广高浓度，特定范围低浓度，范围广其它燃烧不完全，产生有毒的VOCs中间产物运行费用高，废液需处理操作压力低时，吸收率很低，需回收溶液工艺简单，操作方便，去除率高，投资低，无二次污染经过比较，我们认为本74、工程来自湿污泥输送、干污泥输送装置及湿污泥料仓间及干化车间等区域的臭气浓度较低，直接采用生物除臭方式。而干化污泥过程中产生的臭气及湿污泥料仓产生的臭气浓度较高，较适合采用燃烧法。经过核算上述干化及湿料仓系统产生的臭气量约为40000Nm3/h，污泥焚烧炉可以直接将废气燃尽，无需增加新的设施，故而这部分浓度较高的臭气采用燃烧法。（2）效果分析这种除臭方案一方面节约了其他除臭方式所需的设备、试剂等；另一方面还可以彻底的清除臭气，使污泥处理中心周围的环境质量得到了保护。5.3.3 合理的选择厂址（1）节能措施合理的选择污泥处理处置和综合利用试验中心的厂址，可以节约从污泥厂到污泥处理中心之间的运输成本75、。本项目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。 根据规划用地性质，捞霞污水处理厂南面为市货运码头和火车货栈，是水陆货物集中的中转站，主要建筑为铁路、公路、仓库和堆场，距居民区都较远。北临沙河，沙河对面是农田，地势较低，基本上没有居民，亦非开发用地。表5-2 各污水处理厂距离捞霞污水处理厂距离污水处理厂名称距捞霞处理中心距离（km）金霞污水处理厂11.6开福污水处理厂11.6湘湖污水处理厂17.7星沙污水处理厂24.0岳麓污水处理厂10.4新开铺污水处理厂39.1花桥污水处理厂276、8.1长善垸污水处理厂24.0暮云污水处理厂49.0捞霞污水处理厂0.10从上述表中可以看到，市现有及规划污水处理厂距本选址距离均在1050km范围内，且道路交通便捷，运输费用较低。另外此地周边规划用地性质为工业仓储用地，不可能作其他商业和居住用地，所以地价比较便宜。（2）效果分析本工程设计脱水污泥750t/d，污泥运输车的载重为12t/辆，则每天运输污泥需要60辆次，按载重为12t的运输车每公里耗油量为0.3L算，污泥处理中心与各污水处理厂的距离每少一公里，每天就可节约18L油，每年就可节约8.23吨标准煤。可见合理的选择厂址无论是在初投资还是在运行期间对能源的节约都起着很重要的作用。5.377、.4 机电、电气设备的合理选用各种设备的选型力求经济合理、高效节能、满足工艺的功能要求，符合土建构筑物形式的要求。设备的工作能力满足设计规模和处理程度的要求，设备设置台数和运行方式，满足运行管理方便，灵活调配要求，并备有足够的余量。本项目所有泵、电机、电气设备等均为国家推荐的节能产品。厂区道路照明采用感光自动控制，建筑物内灯具控制根据生产要求及自然采光情况分组控制，供电设计采用新型无功补偿装置，提高功率因数，补偿后功率因数要求达到0.90以上。在电动机的启动和控制方面，根据工艺设备要求及设备容量，拟将容量为30KW以上电动机采用软启动器启动，30KW及以下的电动机均采用全电压直接启动，另根据工78、艺要求及节能需求，部分电机采用变频调速器控制。5.3.5采暖、通风系统的节能方案按全国建筑气候分区市属于夏热冬冷地区，室外年平均温度16.9，最热月月平均29.3，最冷月月平均4.7，日平均气温5的天数是32日，厂内建筑物不作采暖设计，但必须满足夏季防热要求，切实作好通风与空调设计。市年平均风速2.7m/s，适宜自然通风，常年主导风向是北西风，夏季主导风向是南风，建筑物通风设计以自然通风为主，建筑设计在建筑物的朝向、开窗位置、开窗大小方面给予充分考虑与合作，为自然通风提供充分的可能。将机械通风作为自然通风的补充和最基本的保证，同时为车间的管理、操作室安装空调器，提供一个清静的空间。5.3.6 79、建筑节能本工程办公楼依据公共建筑节能设计标准DBG43/001-2004第五章对比评定法，并通过GHEC节能软件分析，满足湖南省公共建筑节能设计标准的要求。本建筑外墙采用面砖饰面胶粉EPS颗粒保温浆料外墙保温系统。围护结构保温体系基本组成：a.外墙类型：水泥砂浆（20mm）+挤塑聚苯板（30mm）+粘土多孔砖（240mm）+保温砂浆（20mm）b.坡屋面类型：水泥砂浆（20mm）+膨胀聚苯板042（30mm）+钢筋混凝土板（120mm）+保温砂浆（20mm）c.分隔墙类型：混合砂浆（20mm）+粘土多孔砖（240mm）+混合砂浆（20mm）d.楼梯间隔墙：水泥砂浆（20mm）+粘土多孔砖（2480、0mm）+水泥砂浆（20mm）e.楼板类型1：水泥砂浆（20mm）+聚苯颗粒保温浆料06（30mm）+钢筋混凝土板（120mm）+混合砂浆（20mm）f.外窗类型（含透明的阳台门）：白色中空玻璃铝合金推拉窗（9+12mm+0.25LOW-E氩气中空）本工程因采用面砖饰，故对面砖饰面外墙外保温系统采取加强措施和做法，并应满足相关规范、规程和行业标准规定：a.本工程选用面砖饰面胶粉EPS颗粒保温浆料外保温系统，应严格按胶粉颗粒外墙外保温系统JG158-2004中相关条款施工。b. 面砖接缝宽度6mm，面砖沿竖向高度每隔1618米留有20mm的伸缩缝，对于大面积的面砖铺贴，按照工程实际情况划区域留伸缩缝，并用硅硐胶嵌缝。c. 面砖胶结集和勾缝材料除满足产品标准外，还应具有一定柔韧性，其压折比不得大于3。d. 饰面砖外保温技术进入工程应用前，应进行材料安全性验证，并避开冬季施工。e. 外墙饰面砖施工完成后，应进行粘结强度的现场拉拨试验，粘结强度必须满足建筑工程饰面砖粘结强度检验标准JGJ110-97第6.0.1条0.4MPa的要求并且破坏部位不能位于各层界面，否则予以返工。粘结强度系指饰面砖与抗裂砂浆界面、抗裂砂浆自身、抗裂砂浆与保温材料界面、保温材料自身、保温材料与界面砂浆界面、界面砂浆与基层强体界面上单位面积所承受的粘结力。良好的建筑墙体保温能够减少室内冷负荷，从而降低了空调能耗。