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活性污泥法是目前城市污水处理的主流工艺，剩余污泥是活性污泥法处理污水的产物之一。剩余污泥中含有大量的水分、挥发性物质、病原体、寄生虫卵、重金属、盐类及某些难分解的有机物，体积庞大，易腐化发臭。近20年来，我国污水处理厂建设速度和覆盖率显著提高，剩余污泥产量随着城市污水处理厂的兴建和投入使用而逐年增加。2021年年末，污水处理厂处理能力为2.1亿m3/d[1]，按此估算产生湿污泥量约为20万t/d，到2025年，全国新增污泥（含水率80%的湿污泥）无害化处置设施规模不少于2万t/d，城市污泥无害化处置率达到90%以上，地级及以上城市达到95%以上[2-3]。剩余污泥的妥善处理成为城市污水厂持续稳定运行的重要保障，污泥减量也是城市污水处理系统提升运行效能的一个重要方面。
协同焚烧处理因其效率高、减量率高，是我国目前污泥处理处置的主流技术。协同焚烧需先对污泥进行干化预处理，降低含水率，提升热值。机械脱水和热干化是我国污泥干化的主要技术选择，通过污泥脱水和其后的热介质加热，脱除污泥中水分并进一步干化。目前，工程应用较多的市政污泥脱水及干化处理的方式为板框压滤和热泵干化，形成板框压滤+热泵干化+外运协同焚烧的技术路线。该技术路线经两步处理可以较好地实现市政污泥的脱水和干化，但由于设备结构和工作原理的限制，存在占地面积较大，能量利用效率需要进一步提高的局限。因应这一技术需求，我们将电磁加热、板框压滤、真空强化耦合，开发了“磁热干化隔膜压滤一体化技术”，并开展了应用实践。
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磁热干化隔膜压滤一体化技术的基本原理是将电磁加热与板框压滤结合，并辅以真空强化，可以一步实现污泥脱水和干化[4]，提升污泥干化效率。电磁加热的原理是利用电磁感应将电能转换成热能，实现加热。电磁加热需要在高频交变电作用下，高频电流流过线圈产生高速变化的交变磁场，磁力线作用在导磁性材料上使其表面产生无数小的电磁涡流，通过电磁涡流碰撞使材料表面本身高速发热，从而达到加热的目的，故也称电磁涡流加热[5]，见图1。本项目研究团队完成了电磁涡流加热线圈布置在高分子复合材料中并压铸封装成型生产电磁加热滤板的研发，形成了型号化产品，见图2。左图为上进料1500型电磁加热滤板，外形尺寸1 650 mm×1 500 mm×80 mm，过滤面积3.72 m2，发热功率4.8 kW；右图为中进料1250型电磁加热滤板，外形尺寸1 250 mm×1 250 mm×75 mm，过滤面积2.65 m2，发热功率3.5 kW。将电磁加热滤板替换到板框压滤机中，即可实现电磁加热与板框压滤的结合。在电磁涡流加热污泥的同时对压滤室抽真空，控制真空度在−80～−90 kPa区间，水的沸点只有60°～40°，促进污泥滤饼中毛细水、内部结合水[6]以汽水混合物方式进一步排出，达到强化脱水和干化的目的。在加热过程中，通过传感器反馈，同时采用4～20 mA模拟量控制与外部信号控制与PLC对接；通过操作盘控制监视数据，控制频率、电流、磁场及滤室真空度从而控制型腔内温度最终达到污泥脱水和干化的要求。
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磁热干化隔膜压滤一体化技术的工艺过程主要分为污泥进料、隔膜压滤、吹气穿流和真空辅助磁热干化4个阶段。（1）污泥进料：污泥经调理后，难祛除的结合水充分释放为自由水，随后通过进料泵进入密封滤室，利用泵压使大量自由水通过滤布排出，直至污泥充满滤室。（2）隔膜压滤阶段：通过高压水产生的压榨力，使滤饼压滤，将残留在污泥颗粒间的自由水挤出，最大限度地降低滤饼水分。（3）吹气穿流阶段：利用压缩空气强气流吹扫进行穿流置换，进一步驱除滤饼中的自由水。（4）真空辅助磁热干化阶段：磁热板通电后，加热腔室内的滤饼，同时开启真空系统，使腔室内形成负压，在真空环境的作用下，滤饼中难祛除的结合水不断汽化沸腾[7]排出，经过冷凝器实现汽水分离，液态水排至污水处理系统，尾气经净化处理后达标排放。真空辅助磁热干化是该技术的重要创新点，也是显著降低污泥含水率重要阶段，毛细水、表面吸附水、内部结合水在这一阶段得到明显脱除。我们的实践表明磁热干化隔膜压滤一体化技术可将污泥含水率从98%降至40%，其在不同工艺阶段降低污泥含水率的进程，见图3。
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南方某城市市政污水处理站，设计处理规模5万t/d，最大处理水量6.5万t/d，污水站执行《城镇污水处理厂污染物排放标准：GB 18918—2002》一级A标准。污泥脱水间，原设计采用2台套离心机进行剩余污泥减量处理，污水站污泥特性等，见表1。
由于离心机处理后污泥运输过程中容易抛洒滴漏，污泥处置单位接收意愿低，给污水处理厂正常运行带来很大压力，并根据当地的环保要求，剩余污泥如运往电厂掺烧发电需达到污泥脱水后含水率≤40%[8]。结合现场情况，预选了市场上主要工艺路线进行对比，见表2。 综合考虑，该项目污泥处理采用“浓缩+磁热干化隔膜压滤一体化技术”的技术路线，设计处理污水站每天产生约35 t（80%含水率）污泥，处理后出泥含水率≤40%。项目于2021年11月投入运营，实现了污泥减量化、稳定化和无害化。处理后污泥运往电厂掺烧发电，实现了污泥无害化处置。
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实施过程中，采用两台FST-1250/200型号磁热干化隔膜压滤设备及配套系统。设计参数，见表3，配套设备参数，见表4，系统工艺流程，见图4。
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磁热干化隔膜压滤一体化技术在项目运营过程中根据现场工况做了运行条件的优化。（1）在管道输送过程中添加PAM药剂，加快污泥颗粒浓缩沉淀[9]，并且连续运行。（2）采用高低压泵进料，压滤机空腔采用低压快速进料填充滤腔，达到一定压力后低压泵效率降低，切换至高压泵进料即进一步填充滤腔，同时施加压力加快污泥过滤脱水。（3）滤布边框增加密封条，加大板框之间密封，在加热真空过程中保持滤腔真空度，减低泥饼加热稳定，加快泥饼水分排出。（4）在滤腔内设置温度传感器、真空管道上设置负压传感器，监控内部温度及滤腔真空度，利用PLC控制电磁控制器与真空泵匹配运行，节约了污泥干化所消耗电能。
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在运行的项目上，与传统直接板框压滤脱水、热干化等工艺技术相比，磁热干化隔膜压滤一体化技术在占地、能耗、投资等多方面皆有显著优势。（1）污泥进料、压滤、电磁加热干化耦合融为一体，系统简单可靠，占地面积小。污泥含水率一次性从92%～98%脱水干化至40%以下，体积减量超过97%，大幅降低了运输成本。外运协同焚烧发电，实现了污泥资源化利用。（2）采用电磁涡流加热污泥和辅助真空干化耦合，直接加热泥饼，无需外来热源。工作过程结合传感器、PLC控制，污泥干化消耗能量是直接干化蒸发的60%。（3）污泥脱水干化一段式完成，无需二段式热干化，减少设备投资。
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项目处理污泥35 t/d（折算到80%含水率），脱水后污泥稳定在40%以下，运行成本费用，见表5。
在南方区域，污泥处置费用与其含水相关，对应电厂收取处置费40%含水率污泥280元/t，60%含水污泥处置费用380元/t[10]。基于本项目污泥脱水干化的运行费用，与同等规模的普通板框压滤机脱水和脱水+二次干化技术路线作了对比分析，见表6。对比分析表明，项目采用磁热干化隔膜压滤干化相比较采用普通板框压滤机处理污泥，不仅每天成本支出减少2 235.9元，按年365 d计算，污泥项目运营节约81.6万元，而且解决污泥出路问题，实现了污泥减量化、稳定化和无害化。
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市政污泥的妥善处理是城市污水厂持续稳定运行的重要保障。项目以南方某市政污水处理站为例，经过项目稳定运行，验证了磁热干化隔膜压滤一体化技术在工艺配套、技术指标各方面可行，能够实现一步将污泥从92%～98%脱水干化至40%以下。有效解决污泥脱水难，无法资源化利用等环节，助推我国污泥处理领域新的技术发展。
目前，研究团队的工作集中在对已进行生产性应用的“磁热干化隔膜压滤一体化技术”进行技术迭代和升级。主要进行:（1）电磁加热隔膜压滤设备滤板和滤布的进一步优化设计和材料替代；（2）电磁加热隔膜压滤设备的自动化智能化控制技术研究；（3）现有压滤设备增加电磁加热干化功能的升级改造技术研究。力争通过污泥处理，打通污水处理最后一环——污泥无害化、减量化、资源化利用，助力“双碳”背景下的低碳用能技术发展。
磁热干化隔膜压滤一体化技术应用于市政污泥脱水干化的工程实践
Engineering application of integrated magnetic thermal drying and membrane pressure filtration technology in municipal sludge dehydration and drying
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摘要: 剩余污泥的妥善处理成为城市污水厂持续稳定运行的重要保障，污泥减量是城市污水处理系统提升运行效能的一个重要方面。因此，开发适合我国污泥泥质特征的污泥处理处置与资源化技术意义重大。磁热干化隔膜压滤一体化技术将电磁加热、板框压滤、真空强化耦合能够在一个处理过程将市政污泥含水率从98%直接降至40%。以南方污水处理厂为例，处理污泥35 t/d（折算到80%含水率）的应用实践结果表明，磁热干化隔膜压滤一体化技术系统简单可靠，占地面积小；无需二段式热干化，减少设备投资。相较于采用普通板框压滤机处理污泥，污水处理厂污泥项目运营节约81.6万元/年，而且解决了污泥出路问题，从节能环保角度实现经济效益和环境效益的双赢。Abstract: Proper treatment of residual sludge the guarantee for sustainable and stable operation of urban sewage plants, and sludge reduction is an important aspect of improving the operation efficiency of urban sewage treatment systems. Developing sludge treatment and recycling technology suitable for sludge characteristics in China is essential. The integrated technology of magnetic thermal drying diaphragm filtration can reduce the moisture content of municipal sludge directly from 98% to 40% in one treatment process by electromagnetic heating, plate and frame filtration, and vacuum strengthening coupling. Taking a sewage plant in South China as an example, the application results of treating sludge 35t/d (80% moisture content) showed that the magnetic thermal drying membrane filtration integrated technology system was reliable, and occupied a small area. Two-stage heat drying was not required, resulting in reduced equipment investment. Compared with the use of ordinary plate and frame filter press to treat sludge, the operation of the sewage plant sludge project saved 816,000 yuan/year, solved the problem of sludge outlet, and realized a win-win situation of economic and environmental benefits from the perspective of energy conservation and environmental protection.
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随着我国铁路大面积提速及城市化进程加快，以铁路噪声为主的环境噪声问题日益加重，交通噪声越来越受到公众关注。近年来，随着高速铁路网覆盖面的增加，沿线居民也开始受到高速铁路的交通噪声影响。根据《中长期铁路网规划（2016—2030年）》[1]，预计至2030年高速铁路会将全国主要省市区连接起来，形成以“八纵八横”主通道为骨架、区域连接线衔接、城际铁路补充的高速铁路网，这也意味着受到高速铁路噪声影响的居民会越来越多。
文献[2-3]研究表明，噪声作为一种有害的物理刺激，可损害动物的消化系统引起胃肠功能紊乱，影响动物的生长和发育，从而导致其体重增长速率减缓。在对武广高铁两侧居民的社会调查问卷中发现，距离高铁越近，居民的烦恼度越高[4]。因此管理治理好高速铁路噪声，减少对周围居民的影响，建立完备的针对高速铁路的噪声标准体系至关重要。但我国现有噪声标准，如《铁路边界噪声限值及其测量方法(GB 12525—90)》[5]、《声环境质量标准(GB 3096—2008)》等[6]均未对铁路类型（普通铁路和高速铁路）进行区分，且方法、标准多数是基于普通铁路噪声特点而建立。然而，普通铁路和高速铁路的噪声具有显著差异。高速铁路具有以下两个特点：噪声源组成复杂、声能量水平高、声源呈宽频特性；由于列车运行速度快，列车运营密度高，造成昼夜等效声级都很高[7]。在相关研究中也得出，高速铁路噪声的实际持续时间在6.1～13.5 s之间，而普通铁路为16.0～25.7 s，说明高速铁路噪声更具突发性；在相同等效声级（LAeq）情况下，高速铁路噪声的主观烦恼度与主观干扰度均高于传统铁路噪声[8]；高速铁路噪声的传播规律在45～120 m范围内不符合线声源衰减规律，衰减较慢[9]。由此可见，为了适应我国交通噪声污染新形势，急需研究高速铁路运营期的噪声影响程度，制定完善我国交通噪声排放标准。
本研究以北京至天津城际铁路客运专线为例，对该工程噪声进行了环境影响后评价，并在此基础上进一步提出了高速铁路噪声方面的管理建议。
1. 研究区及其噪声特征
京津城际铁路于2008年8月投入试运营，是国内第一条速度在300 km/h以上的高速客运专线，且具有高密度和公交化的特点。城际列车以最高时速（330 km/h）运行时，其噪声以低、中频噪声为主，具有源强高、作用时间短、频次密和衰减缓慢等特点，与普通铁路情况具有显著差异。根据该工程验收监测结果，铁路边界30 m处昼夜噪声均可满足文献[5]中昼夜70 dB(A)的要求；在安装了声屏障的330 km时速路段，铁路两侧全部区域昼间均可满足4类标准70 dB(A)的要求、夜间运行时段80 m外可基本满足4类标准55 dB(A)的要求；基于环境条件（地形、植被、桥高、房屋朝向等），昼间120 m外区域可基本满足2类标准60 dB(A)的要求、夜间运行时段内180 m外仍不能满足2类标准50 dB(A)的要求；声屏障对以时速330 km运行的列车的降噪效果为5～7 dB(A)。
2. 声环境影响后评价分析
2.1 监测点设置
结合验收调查声环境监测工作的实际情况，本次研究京津城际铁路的声环境监测点位依以下原则确定。
1）本研究噪声监测结果作为研究工作的基础数据验证支持，主要是为后续管理提供建议及借鉴，不对工程提出进一步污染防治措施改造建议，因此，选择重点点位进行验证监测并与验收调查阶段进行对比。
2）根据沿线敏感点的空间分布特征和列车运行速度，选择验收调查报告中有代表性的点位进行监测。
3）高铁在两端城市区域（北京市三环内和天津市的外环线以内）的运行速度较低，由于采用长轨、轮轨噪声也很小，工程在市区的靠近敏感点路段又全部安装了声屏障，而且城市内的其他噪声源较多（既有的铁路、城市道路），总体看城际列车不是主要的噪声源，因此，研究选取了可以判明高铁是主要噪声源的城郊区或农村敏感点开展了验证监测。4）为了全面了解高铁的噪声影响及其分布特征，开展水平衰减断面监测（30、60、120和240 m分别布设点位）。
5）噪声监测方案中，共设监测敏感点3处、典型验证监测点位12个，即每个敏感点水平衰减断面监测30、60、120和240 m共4个点位。监测点位布设情况见表1。
表 1 噪声监测点位基本情况表序号 敏感点名称 里程 高差/m 现阶段基本情况 1 A（饮马井村） DK7+000 16 建有声屏障。比较验收调查阶段，现状部分高楼已建设，但临铁路部分低矮房屋仍存在，距离没有变化。 2 B（董村） DK15+500 15 建有声屏障。比较验收调查阶段，现状户数有所增加，建设了一些小型企业，距离变近，最近建筑物与外轨中心线距离为10 m。 3 C（前屯） DK70+70 8 选取点位处为无声屏障路段，比较验收调查阶段，现状户数有所增加，建设了一些小型企业，距离变近，最近建筑物与外轨中心线距离为16 m。 | Show Table
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2.2 监测时间
本次监测时间选择在2019年4月下旬，测量时间为10:00～12:00，测量时段列车通过时间间隔约10 min，测量时段列车通过列数20列；其中前屯测点列车通过速度约350 km/h左右，董村测点列车通过速度约320～350 km/h，饮马井村测点列车通过速度约160 km/h左右。
2.3 执行标准
根据验收调查报告执行标准，距铁路外轨中心线30 m处的噪声排放昼夜均执行文献[5]中70 dB(A)标准。铁路两侧的一般敏感点，60 m内执行文献[10]中4类标准，即昼间70 dB(A)、夜间55 dB(A)，60 m外执行2类标准，即昼间60 dB(A)、夜间50 dB(A)；60 m内的特殊敏感点-学校以及医院等也执行2类标准。相关标准在该铁路投运之后有修订，但作为2010年12月31日之前投运的铁路，其应执行的噪声标准限值没有变化。
2.4 监测结果
本次研究选取典型的10:30～11:30的监测数据分析列车噪声特性，包括列车通过1 min时长Leq(td)（通过时段的Leq）和Lp(max)（通过时间段的噪声最大值）、1小时Leq，夜间按同等运行条件，采用昼间数据进行类比分析。研究选取的监测点位噪声监测结果见表2、表3。
表 2 噪声验证监测原始结果日期 点位 频次 结果值LeqdB(A) 最大值LmaxdB(A) 2019.04.23 饮马井村（距外轨中心线30 m） 小时* 55.6 85.5 第一列车 60.1 87.9 第二列车 58.0 62.0 第三列车 58.9 63.7 饮马井村（距外轨中心线60 m） 小时* 53.7 76.1 第一列车 60.3 66.1 第二列车 57.6 67.6 第三列车 56.8 61.1 饮马井村（距外轨中心线120 m） 小时* 50.2 80.3 第一列车 55.3 64.3 第二列车 53.5 65.2 第三列车 54.3 71.2 2019.04.25 董村（距外轨中心线30 m） 小时* 58.3 88.7 第一列车 69.9 79.2 第二列车 68.7 74.8 第三列车 69.8 79.4 董村（距外轨中心线60 m） 小时* 58.7 82.6 第一列车 72.3 75.7 第二列车 67.1 75.9 第三列车 70.8 74.5 董村（距外轨中心线120 m） 小时* 55.1 77.2 第一列车 62.8 78.8 第二列车 66.0 69.0 第三列车 64.9 79.7 董村（距外轨中心线240 m） 小时* 54.3 86.5 第一列车 61.1 75.0 第二列车 59.7 69.3 第三列车 60.6 68.5 2019.04.22 前屯（距外轨中心线30 m） 小时* 61.6 84.0 第一列车 75.6 83.7 第二列车 76.7 86.5 第三列车 75.0 79.7 前屯（距外轨中心线60 m） 小时* 61.8 85.3 第一列车 74.8 83.9 第二列车 74.7 84.6 第三列车 74.0 82.5 前屯（距外轨中心线120 m） 小时* 60.1 81.8 第一列车 72.7 79.2 第二列车 71.0 81.0 第三列车 68.2 77.3 前屯（距外轨中心线240 m） 小时* 56.6 78.0 第一列车 69.6 77.0 第二列车 67.8 77.5 第三列车 65.2 74.3 注：*表示10:30~11:30的1 h内平均值。 | Show TableDownLoad:
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表 3 监测结果统计（有效数据平均值）dB(A) 序号 监测点位 Leq(td) Lp(max) 1小时*Leq 1 A30 m 59.0 62.9 55.6 2 A60 m 58.2 64.9 53.7 3 A120 m 54.4 64.8 50.2 4 A240 m — — — 5 B30 m 69.5 77.8 58.3 6 B60 m 70.1 75.4 58.7 7 B120 m 64.6 75.8 55.1 8 B240 m 60.5 70.9 54.3 9 C30 m 75.8 83.3 61.6 10 C60 m 74.5 83.7 61.8 11 C120 m 70.6 79.2 60.1 12 C240 m 67.5 76.3 56.6 注：*表示10:30~11:30的1 h内平均值。 | Show TableDownLoad:
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2.5 结果分析
2.5.1 达标范围
饮马井村点位处于声源较多的城市区域，受其它噪声源及高大建筑影响较多，因此没有明显的特征。列车通过时段，铁路边界30 m处噪声可满足文献[5]中70 dB(A)的要求。
运行速度300～350 km/h区段有声屏障的达标情况：
①列车通过时段，铁路两侧60 m内，1小时Leq可满足4类昼间标准70 dB(A)的要求、但不能满足4类夜间标准55 dB(A)的要求；
②列车通过时段，铁路两侧60 m外（60～120 m），1小时Leq可满足2类昼间标准60 dB(A)的要求，不能满足2类夜间标准50 dB(A)的要求。
运行速度300～350 km/h区段无声屏障的达标情况：
①列车通过时段，铁路两侧60 m内，1小时Leq可满足4类昼间标准70 dB(A)的要求、但不能满足4类夜间标准的55 dB(A)要求；
②列车通过时段，铁路两侧60 m外（60～120 m），1小时Leq不能满足2类标准的要求。
2.5.2 噪声分布特性分析
从本次监测结果可以看出，高架高速铁路的列车运行噪声不同于普通铁路，随着距离而明显衰减的特征并不明显，并且由30～120 m过程中衰减不大，120～240 m衰减较大。选取的水平方向30、60、120和240 m测点，60 m附近测点噪声值偏高。
2.5.3 综合分析
声屏障对于高速铁路的降噪效果，综合监测结果并结合验收调查中开展的噪声分析可以看出，在线路中段，声屏障对以时速300～350 km运行的列车的降噪效果为5～7 dB(A)。
验收调查阶段，京津城际铁路每天开行动车组列车70对，本次研究时段，每天开行动车组列车136对。由于列车开行密度的增加，京津城际铁路的噪声（Leq）增量约为1.5～3.5 dB(A)。
3. 对高速铁路声环境管理的建议
3.1 高速铁路项目声环境标准体系管理建议
1）我国目前针对高速铁路噪声评价还没有相关专门的规范或者标准出台，所以目前对其内容的评价大多是依照铁路边界噪声的相关规定进行判定，相应规定的判定标准一般不考虑最大声级Lmax，而只是将等效声级Leq看做最主要判定标准。但研究结果显示，高速铁路上产生的噪声中对居民产生最大影响的主要是来自最大声级Lmax。因此建议在修订铁路噪声标准时，将高速列车通过时间的Leq(td)和Lp(max)作为评价量。
2）制修订铁路噪声标准应按不同运行时速考虑不同的噪声限值，体现差异化管理。高速铁路应制定专门的标准体系来进行管理，并考虑现有高速铁路和新建高速铁路。
3）标准限值应考虑高架高速铁路问题，建议30 m水平距离控制的同时，考虑一定距离内如60 m内的最大值控制。
4）高速铁路环境噪声预测研究是国际学术界和各国政府关心的一项重要课题。在欧美国家，高速铁路噪声早已引起各国政府、铁路运输部门、研究机构的高度重视[11-13]。美、日、法、英、德等国都建立了适合本国情况的高速铁路环境噪声预测模型，并将模型应用于高速铁路既有线路的环境噪声评估和新建铁路设计中的环境噪声预测，取得了良好的社会经济效益。我国高速铁路发展很快，而相应专门的技术规范体系并未建立起来，因此，很有必要对我国的高速铁路噪声预测评估体系进行制修定。同时，高速铁路以高架方式建设为主，本次研究监测结果以及文献[7-9]均表明，其噪声分布呈现复杂性的特点，同时其噪声特点亦与运行速度关联很大，现有规范标准体系中的分析预测方法并不能完全适用。
①噪声评估中应考虑高架高速铁路对地面目标影响的修正参数。
②应考虑不同路基、不同运行速度列车的修正参数。
③对于高大建筑物，应考虑垂直方向的噪声影响预测。
3.2 区域噪声环境功能管理建议
1）根据《声环境功能区划分技术规范(GB/T 15190—2014)》[14]，铁路交通干线边界线外一定距离以内的区域划分为4b类声环境功能区。即：①相邻区域为1类声环境功能区，距离为50 m±5 m；②相邻区域为2类声环境功能区，距离为35 m±5 m；③相邻区域为3类声环境功能区，距离为20 m±5 m。
北京至天津城际铁路客运专线在环境影响评价阶段，由环境影响报告书确定并经环境管理部门确认：“噪声执行标准—居民集中居住区60 m内执行4类标准、60 m外执行2类标准”；“铁路用地范围外一定距离以内的区域划为4类标准适用区域。当相邻区域为2类标准适用区时，铁路用地范围外30 m±5 m的区域执行4类标准”；“铁路用地范围外一定距离以内的区域执行4类标准；城市区域有声环境功能区划的、按功能区划执行；没有噪声功能区划的农村地区执行2类标准”；“验收调查中了解到，北京市各区的声环境功能区划各不相同，而且一般只对既有铁路划定相邻区域功能区”；“高铁的征地范围为铁路桥梁（宽21 m）的投影面积和路基的占地范围；沿线的拆迁补偿范围原则上是60 m（单侧30 m），但各段的地方政府最终完成拆迁的情况各异”。
由相关内容可见，对于高速铁路两侧的声环境功能管理还没有统一的管理规定，京津城际铁路有关声环境管理也没有完全达成一致。而高速铁路又不同于一般铁路的声环境影响特征，建议有关部门制定适用于高速铁路声环境功能管理的规范或文件，应充分考虑相邻区域为1类声环境功能区无法适用高速铁路的实际情况。
2）铁路两侧受铁路噪声影响区域的声环境功能区划分关系到铁路建设部门的责任和义务，关系到铁路两侧居民的权益保障，关系到铁路两侧区域土地的合理开发利用，关系到环保部门对铁路两侧的声环境质量管理[15]。调研过程中发现，在验收调查阶段，北京至天津城际铁路客运专线沿线很多规划发展区并未有成型的声环境功能区划分方案。因此，本研究认为在城市发展规划及高速铁路网建设规划制定同期即应考虑环境功能区划的制定，制定声环境保护的规划要求，以便项目建设时有所依据并提出有针对性的调整或保护措施。
4. 结论与建议
本研究通过对北京至天津城际铁路客运专线的噪声进行环境影响后评价，结合我国声环境标准体系以及声环境功能管理现状，得到如下结论。
1）根据噪声后评价分析结果，在运行速度300～350 km/h区段，列车通过时，铁路两侧60 m内，可满足4类昼间标准70 dB(A)的要求、但不能满足4类夜间标准55 dB(A)的要求；铁路两侧60 m外（60～120 m），列车通过时，有声屏障，可满足2类昼间标准60 dB(A)的要求，不能满足2类夜间标准50 dB(A)的要求，无声屏障，不能满足2类标准的要求；高速铁路上产生的噪声中对居民产生最大影响的主要是来自最大声级Lmax，高速铁路的列车运行噪声随着距离而明显衰减的特征并不明显，由30～120 m过程中衰减不大，120 ～240 m衰减要大一些。
2）建议完善我国现有的声环境标准体系，制定专门的高速铁路声环境标准并完善高速铁路噪声预测评估体系，将高速列车通过时间的Leq(td)和Lp(max)作为评价量，在标准限值上建议30 m水平距离控制的同时，考虑一定距离内如60 m内的最大值控制；同时建议制定适用于高速铁路声环境功能管理的规范或文件。
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图 3 不同工艺阶段降低污泥含水率的进程
Figure 3. The process of reducing sludge moisture content in different process stages
表 1 污水站污泥特性
Table 1. Sludge characteristics of sewage station
污泥类型 含水率/% 有机质（占干基比例）/% 状态 浓缩机出泥 96～98 45～55 流态 离心出泥 78～82 塑态
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表 2 污泥减量处理主要工艺路线对比
Table 2. Comparison of main process routes of sludge reduction treatment
工艺 进泥要求含水/% 处理后出泥含水/% 处理后污泥状态 设备占地面积 设备投资/万元·t−1 臭气量 粉尘 污泥处置难度 普通板框压滤机脱水 95～98 65 块状 较小 10 较小 较小 需二次处理；难 离心机脱水+二次干化 95～98 40 粉状 较大 25 较大 较大 电厂接收；易 磁热干化隔膜压滤干化 95～98 40 颗粒状 一般 15 较小 较小 电厂接收；易
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表 3 项目主要设计参数
Table 3. Main design parameters of the project
污泥处理量 1个批次运行时间/min 进泥含水率/% 剩余污泥量/ t·d−1 剩余污泥含水率/% 占地/m2 处理工艺 控制系统 电源/V 装机功率/kW 运行功率/kW 运行方式 35 t·d−1（按80%含水率计算） 200 95～98 ≤11.6 ≤40 265 浓缩+磁热干化隔膜压滤一体化技术 触摸屏+PLC可编程控制器+上位机 380 <300 <200 2条独立生产线，序批式，24 h·d−1
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表 4 污泥处理项目主要配套设备
Table 4. The main supporting equipments of sludge treatment project
设备名称 规格参数 单位 数量 反洗泵 Q=14 m3·h−1，H=60 m，N=7.5 kW 台 1 调理罐 有效容积30 m3，PE，搅拌器SUS304，5.5 kW 台 2 调理剂加药箱 搅拌机碳钢衬塑，叶轮直径500 mm，功率1.5 kW 台 2 调理剂加药泵 额定流量1 200 L·h−1，最大压力0.35 MPa，0.75 kW 台 1 高压进料泵 流量30 m3·h−1，扬程120 m，功率15 kW 个 2 磁热干化隔膜压滤设备 FST-1250/200型，滤板尺寸1 250 mm×1 250 mm，过滤面积200 m2，N=11 kW 套 2 真空泵 Q=2.0 m3·min−1，−93 kPa，N=22 kW 台 1 空压机 Q=2 m3·min−1，N=15 kW，P=0.8 MPa 台 1 冷干机 Q=20 L·s−1，N=0.5 kW 个 1 储气罐 V=2 m3，1.0 MPa 个 2 空压机 Q=1 m3·min−1，N=15 kW，P=1.6 MPa 台 1 储气罐 V=1 m3，1.6 MPa 个 1 真空罐 V=1 m3 台 1 电磁控制系统及电控系统 Q=200 kW 套 1
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表 5 污泥处理项目的运行费用
Table 5. Operating costs of sludge treatment projects
费用名称 使用量 单价 费用/元·d−1 费用/元·t−1 有机调理药剂 1400 kg·d−1 0.63 元·kg−1 882.00 25.20 絮凝剂 10.5 kg·d−1 26元·kg−1 273.0 7.80 电费 4550 kW·h·d−1 0.65 元·kW·h−1 2 957.5 84.50 自来水 10.0 t·d−1 3 元·t−1 30.0 0.86 人工 5人 平均8 000元·（人·月）−1 1 333.0 38.10 日常检修维护费 滤布更换 296 块·年−1 200 元·块−1 179.4 5.10 常规维护 50 000 元·块−1 151.5 4.30 直接运行成本合计 5 806.4 165.86 注：费用按平均每天处理35 t含水80%污泥计算。
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表 6 不同污泥脱水干化技术路线运行费用对比分析
Table 6. Comparative analysis of operating costs of different sludge dewatering and drying technical routes
工艺 污泥处理量（80%含水）/t·d−1 出泥含水/% 剩余污泥重量/t·d−1 运营费/元·t−1 运输费（按150 km计算） 污泥外运处置费用 支出成本/元·d−1 普通板框压滤机脱水 35 65 20.00 约95.00 A×20 t·d−1=3 600元 20 t×300元/t=6 000元 12 925.0 脱水+二次干化 35 40 11.67 约210.00 A×11.67 t·d−1=2 100元 11.6 t×240元/t=2 784元 12 234.0 磁热干化隔膜压滤干化 35 40 11.67 约165.86 A×11.67 t·d−1=2 100元 11.6 t×240元/t=2 784元 10 689.1 注：A为1.2元·(t·km)−1×150 km；剩余污泥重量为脱水干化后需外运处置的干泥重量。
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[1] 住房城乡建设部. 2021年中国城市建设状况公告[EB/OL][2023-07-10]. https://www.mohurd.gov.cn/gongkai/fdzdgknr/sjfb/index.html. [2] 国家发展改革委, 住房城乡建设部, 生态环境部. 关于印发《污泥无害化处理和资源化利用实施方案》的通知_国务院部门文件[EB/OL][2023-07-12]. https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-09/28/content_5713319.htm. [3] 国家发展改革委, 住房城乡建设部. 关于印发《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》的通知[EB/OL][2023-07-12]. https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/ghwb/202106/t20210611_1283168.html. [4] 李辉, 吴晓芙, 蒋龙波, 等. 城市污泥脱水干化技术进展[J]. 环境工程, 2014, 32(11): 102 − 107. [5] 赵凯华, 陈熙谋. 电磁学(第二版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006. [6] 阮晓阳. 污泥处理处置与资源化利用途径[J]. 化学工程与装备, 2022(10): 227 − 228. [7] 关晓燕, 孔繁仲, 杨景芳, 等. 去除淬火油中水分方法的研究[J]. 金属热处理, 2003(12): 50 − 53. [8] 陈全喜, 付江涛. 市政污泥耦合燃煤电厂发电关键因素分析与展望[J]. 华电技术, 2021, 43(10): 50 − 60. [9] 刘玉忠, 顾瑞环. 城市污水处理厂剩余污泥浓缩脱水试验研究[J]. 河南科学, 2008(4): 475 − 477. [10] 黄坚. 燃煤电厂耦合污泥焚烧中干化系统的方案分析[J]. 上海节能, 2022(4): 517 − 522. -
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