讓厭氧消化工藝技術(shù)重新煥發(fā)活力

唐建國(guó)（上海市水務(wù)局）

傳統(tǒng)的厭氧消化存在的主要問(wèn)題：

問(wèn)題一，消化效率低。5%進(jìn)泥含固率，消化池體積龐大，時(shí)間長(zhǎng)，污泥有機(jī)質(zhì)含量低；

問(wèn)題二，沼氣產(chǎn)物中H₂S含量高。除硫不容易，沼氣利用難；

問(wèn)題三，設(shè)計(jì)和運(yùn)行考慮不周。污泥中高含砂量，磨損、沉積；高浮渣含量。

——實(shí)際運(yùn)行運(yùn)行往往達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)模，上海白龍港僅能夠達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模的80%。

問(wèn)題四，消化后的污泥產(chǎn)物無(wú)出路。處理后國(guó)內(nèi)基本上還是填埋。

上述問(wèn)題導(dǎo)致了對(duì)厭氧消化工藝技術(shù)的“畏懼”，使這一在國(guó)外為主流的污泥處理技術(shù)，在國(guó)內(nèi)并不受青睞。

問(wèn)題產(chǎn)生的原因：

原因一：沒(méi)有從污泥處理、處置的全過(guò)程來(lái)考慮污泥處理，導(dǎo)致處理后的產(chǎn)物沒(méi)有出路。——處置決定處理，處理失去了實(shí)際意義。

原因二：沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到厭氧消化后，處理產(chǎn)物的價(jià)值，沼氣是能源、生物碳土含有珍貴的腐殖酸（胡敏酸和富里酸等）。——沒(méi)有真正認(rèn)識(shí)到生物質(zhì)利用的重要性，被重金屬嚇怕。

原因三：厭氧消化工藝操作比較復(fù)雜。——沒(méi)有沉下心來(lái)，研究設(shè)計(jì)和運(yùn)行中存在的問(wèn)題，專業(yè)人才匱乏，運(yùn)行管理的水平不高。

原因四：沒(méi)有深入研究厭氧消化和物質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)理，硫酸鹽、重金屬等形態(tài)變化、pH變化規(guī)律等。——掌握機(jī)理，對(duì)做好厭氧消化非常重要。  

厭氧消化技術(shù)發(fā)展：

以高溫?zé)崴鉃閰捬跸A(yù)處理技術(shù)，是解決工藝系統(tǒng)問(wèn)題的良策。

——國(guó)外將“高溫?zé)崴?/span>——厭氧消化”稱之為“高級(jí)厭氧消化”。

——英國(guó)：目前土地利用：只允許高級(jí)厭氧消化后這種深度處理后的處理產(chǎn)物。

水解的作用

作用一：水解以改善厭氧消化反應(yīng)條件為目標(biāo)，是一個(gè)預(yù)處理過(guò)程；

作用二：分解不可降解，或者難降解的物質(zhì)，如胞外聚合物（EPS）。

該預(yù)處理技術(shù)是本世紀(jì)初由挪威CAMBI公司發(fā)明。

目前全球范圍已有20多個(gè)項(xiàng)目使用了這項(xiàng)技術(shù)，據(jù)資料介紹每年處理420000t污泥（以干重計(jì)），按照含水率80%計(jì)，相當(dāng)于每天5800m3。

其目的是利用高溫和高壓迫使污泥分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（俗稱：破壁），以加快整個(gè)消化過(guò)程和脫水性能，并優(yōu)化污泥轉(zhuǎn)化為沼氣的有機(jī)物質(zhì)比例。

熱水解處理過(guò)程包括以下階段：

——脫水污泥（含水率15~20%）進(jìn)入混合預(yù)熱罐（也稱漿化罐），與從高溫?zé)崴馕勰鄵Q熱和閃蒸罐回收蒸汽混和，將污泥預(yù)加熱至約100 ℃；

——預(yù)熱后的污泥進(jìn)入高溫?zé)崴夤捱M(jìn)行熱水解反應(yīng)，在0.6~0.7MPa和150~170℃情況下，（熱水解）反應(yīng)30min，一般采用序批式方法工作，即通過(guò)罐體準(zhǔn)備、進(jìn)料、反應(yīng)、出料的四步輪換，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行；

——熱水解后的污泥會(huì)被急速送到閃蒸罐，由于壓力的釋放，在壓力差的作用下，污泥細(xì)胞得到破壞；

——經(jīng)熱水解和閃蒸罐釋放壓力后的污泥溫度100~110℃，經(jīng)熱交換器進(jìn)行冷卻，換熱后污泥溫度在40~50℃，以滿足后續(xù)厭氧消化的要求。

——整個(gè)批次4~5小時(shí)。

高溫?zé)崴獾男Ч嚎商岣呖缮玫奈镔|(zhì)；提高降解率，意味著能源——沼氣產(chǎn)量的提高；可改善脫水效果，實(shí)現(xiàn)污泥減量；可提高衛(wèi)生化水平。

對(duì)策措施：

對(duì)策一，從工藝系統(tǒng)上加以完善。

通過(guò)高溫?zé)崴忸A(yù)處理，解決了如下問(wèn)題：

1、提高了消化效率：消化池進(jìn)泥含固率從傳統(tǒng)的5%，可以提高的10~12%；消化溫度40℃左右，消化時(shí)間從20~25天，可以縮短到15~20天。

2、改善了污泥性能。污泥粘滯性得到改善，經(jīng)高溫?zé)崴馓幚砗笪勰嗪搪式抵?/span>11%左右。其粘滯性與含固率5%的污泥粘滯性相近。

——正因?yàn)槿绱?，原有輸送和攪拌設(shè)備不用更換，就能夠?qū)崿F(xiàn)能力翻倍。

——歐洲在厭氧消化設(shè)施擴(kuò)容時(shí)，首選高溫?zé)崴庾鳛轭A(yù)處理。

3、提高了沼氣產(chǎn)量。水解后，有機(jī)成分中能夠厭氧消化降解的成分增多，使沼氣產(chǎn)量增加；處理一立方米污泥（含水率80%）沼氣產(chǎn)量：

傳統(tǒng)厭氧消化為：30~40立方米。

高級(jí)厭氧消化為：50~60立方米。

——沼氣產(chǎn)量提高的另外一個(gè)意義是：有機(jī)物降解更加充分，污泥穩(wěn)定化成度更好。

4、改善了消化環(huán)境。高溫?zé)崴夂?，消化液的高銨氮濃度，使得消化液為弱堿性，有利于甲烷菌生長(zhǎng)。

——甲烷菌較水解和酸化微生物對(duì)環(huán)境條件更加敏感，故其最易受到破壞。一旦甲烷菌受到破壞，消化的中間產(chǎn)物——有機(jī)酸就會(huì)富集。

——有機(jī)酸含量增加到2000毫克/升以上時(shí)，傳統(tǒng)消化的pH值就會(huì)降低到7.0以下（與消化液堿度有關(guān)）。

——pH值降低，又會(huì)導(dǎo)致非離解性酸含量和CO2增加，而使沼氣產(chǎn)量下降。

5、降低了硫化氫含量。傳統(tǒng)厭氧消化沼氣的硫化氫含量數(shù)百，乃至數(shù)千ppm，而高溫?zé)崴?，往往不?/span>100ppm。

——消化池中H2S的含量與pH有關(guān)，pH越低對(duì)消化反應(yīng)的抑制作用就越大。

——高溫?zé)崴螅貎?nèi)的pH值為7.5~8.0。

——pH值7.3意味著比pH值為7.8溶液的H 摩爾濃度高3倍多。氫離子濃度低了，也就降低了形成硫化氫的可能性。

——硫化氫含量低是沼氣利用的福音。

6、降低了重金屬的溶解性。由于氫離子濃度的降低，為硫與重金屬離子的結(jié)合創(chuàng)造了條件，形成難溶解的硫化與重金屬的化合物，而且是難溶解的。

——離子態(tài)重金屬，成為非離子態(tài)的重金屬。

——這就是“固定”或者“鈍化”作用。

——重金屬的毒性——一定要結(jié)合重金屬的形態(tài)變化來(lái)講。

7、提高穩(wěn)定化水平。熱水解厭氧消化后的污泥有機(jī)物降解率高，消化后的“污泥”不粘手，也沒(méi)有令人作嘔的氣味。

——德國(guó)DIN4045定義：穩(wěn)定化處理是指減少氣味物質(zhì)和有機(jī)物含量的處理，與此同時(shí)改善脫水性能，減少病原菌的污泥處理過(guò)程。

——穩(wěn)定化的實(shí)質(zhì)是：微生物不再具有發(fā)生作用條件。

對(duì)策二，從裝備和運(yùn)行上予以應(yīng)對(duì)。

1、積極應(yīng)對(duì)砂和渣。我國(guó)污泥中高砂和高渣含量直接影響著輸送和消化設(shè)施的安全運(yùn)行。

——美國(guó)旋流沉砂池可以做到對(duì)0.07mm砂子的去除率達(dá)到85%。

——彌補(bǔ)措施，采取對(duì)進(jìn)泥進(jìn)行分離的辦法。

2、設(shè)備形式要改進(jìn)。主動(dòng)從設(shè)備形式上和設(shè)備配備上進(jìn)行改進(jìn)，適應(yīng)我國(guó)的泥性。

——不同的高溫?zé)崴夤扌问健?/span>

3、強(qiáng)化消化池?cái)嚢?。攪拌好了就能夠有效避免浮渣和沉砂?/span>

對(duì)策三，從生物質(zhì)利用高度解決出路

1、了解一下日本。日本最近更改了下水道的定義，新的下水道定義是：收集從城市排放出的資源、能源并進(jìn)行再生的設(shè)施。

2009年3月日本《社會(huì)資本建設(shè)重點(diǎn)計(jì)劃》進(jìn)行了修改，將下水污泥循環(huán)利用率進(jìn)行了修改，采用新的指標(biāo)——生物質(zhì)循環(huán)利用率。

生物質(zhì)循環(huán)利用率的定義是：下水道污泥中的有機(jī)物被有效用于氣體發(fā)電等能源利用和綠農(nóng)地利用的比例。

——這一定義的修改，更加體現(xiàn)了日本對(duì)下水污泥生物質(zhì)資源化利用的重視。

——目標(biāo)是由2008年的23%，提高到2012年的39%。

2、看看我們自己。差距在哪里？

——把好氧發(fā)酵和厭氧消化處理后產(chǎn)物，仍然稱為污泥，才有了污泥處置。

——污泥處置，提法科學(xué)嗎？

——處理后的產(chǎn)物，為什么不能夠叫“生物碳土”。

——處置是處理后產(chǎn)物的利用。

——處理是滿足產(chǎn)物利用的要求。

3、如何有出路。有機(jī)物、氮、磷進(jìn)入水體——富營(yíng)養(yǎng)化；進(jìn)入大氣——溫室氣體、PM2.5；

只有把有機(jī)物、氮、磷變成生物質(zhì)——能源和生物碳土加以利用才有出路，而且不會(huì)污染。

可借鑒的經(jīng)驗(yàn)：

1、充分注重與污泥實(shí)情相結(jié)合。不但要應(yīng)對(duì)砂子，還要應(yīng)對(duì)“老泥”的處理。

——魚(yú)梁洲污水處理廠日產(chǎn)污泥約150~200噸/d（含水率80%），在該污泥處理廠建成之前，由于污泥未加處理，導(dǎo)致近15萬(wàn)噸的污泥（含水率80%）堆積在廠內(nèi)，所以該污泥處理廠除要處理每日脫水的新鮮污泥外，在近期還要承擔(dān)堆積污泥的處理任務(wù)，目前每天約處理堆積污泥100噸。

2、充分利用高溫?zé)崴鈳?lái)優(yōu)勢(shì)。襄陽(yáng)工程沼氣的硫化氫含量為50-100ppm（消化池出泥pH為7.8）?，F(xiàn)厭氧消化池每天約產(chǎn)生沼氣8000~10000m3，除系統(tǒng)自用外，其余提純處理——約為1000~15000 m3，達(dá)到國(guó)家壓縮車用天然氣標(biāo)準(zhǔn)，用于加氣站，供汽車使用，售價(jià)4.5元/ m3。

——上海市白龍港污水處理廠沼氣的硫化氫含量為350~800ppm（消化池出泥平均pH為7.34）。

——除硫的簡(jiǎn)化——省事、省錢(qián)。

3、充分挖掘設(shè)施潛力。積極利用設(shè)施潛力，積極探索餐廚垃圾的同步處理。

4、充分實(shí)踐“生物碳土”的利用。獨(dú)到的“可移動(dòng)式”苗木栽培技術(shù)，讓處理后的產(chǎn)物——生物碳土有了出路。

（根據(jù)中國(guó)給水排水雜志2014年中國(guó)城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級(jí)研討會(huì)報(bào)告速記內(nèi)容刪減，未經(jīng)報(bào)告人審核。）

實(shí)現(xiàn)低碳綠色循環(huán)終極目標(biāo)——污泥熱水解高級(jí)消化處理

2016-05-05 廖足良 

編者按

目前，康碧污泥熱水解高級(jí)消化技術(shù)占國(guó)際市場(chǎng)份額85%以上，該技術(shù)致力于變問(wèn)題為產(chǎn)品，變廢物為價(jià)值，實(shí)現(xiàn)低碳綠色循環(huán)終極目標(biāo)。2015年該技術(shù)在北京城區(qū)污泥處理的三年行動(dòng)計(jì)劃中（共5座污泥處理設(shè)施）得到推廣應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)日益受到關(guān)注，有必要對(duì)該技術(shù)進(jìn)行全方位的了解。

廖足良 康碧集團(tuán) 亞太地區(qū)技術(shù)銷售及

             業(yè)務(wù)拓展總監(jiān) 博士

（本文根據(jù)作者在“第七屆中國(guó)城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用”會(huì)議報(bào)告整理）

熱水解對(duì)市政污泥和有機(jī)垃圾處理帶來(lái)價(jià)值見(jiàn)下圖。

能效高而可靠的熱水解蒸汽爆破工藝

熱水解工藝描述

熱水解預(yù)處理系統(tǒng)由一個(gè)漿化罐、四個(gè)到六個(gè)反應(yīng)罐和一個(gè)卸壓閃蒸罐組成。污泥經(jīng)螺桿泵從儲(chǔ)泥罐連續(xù)不斷地送入漿化罐、再經(jīng)過(guò)螺桿泵以批次方式送入各個(gè)反應(yīng)罐、在批次加入蒸汽進(jìn)行高壓蒸煮后、在反應(yīng)罐自身壓力推動(dòng)下污泥進(jìn)入閃蒸罐卸壓閃蒸。閃蒸后釋放的蒸汽回到漿化罐，對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)熱漿化。閃蒸后的熱水解污泥在閃蒸罐停留一定時(shí)間，并通過(guò)螺桿泵連續(xù)不斷地送出到下一步冷卻工藝中。熱水解預(yù)處理系統(tǒng)按照預(yù)定程序周而復(fù)始運(yùn)行。

參數(shù)對(duì)比: 傳統(tǒng)消化和Cambi熱水解消化的區(qū)別

康碧消化后脫水產(chǎn)生類似堆肥的達(dá)到美國(guó)A級(jí)生物固體標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品

生物固體品質(zhì)——并不需要進(jìn)行任何的堆肥作用，作為肥料的原料，可以直接運(yùn)用到土地上去。

1 顆粒狀，多孔

2 松散，透氣，微氧后整理

3 自然堆肥現(xiàn)象

4 全面殺滅病原菌

5 A級(jí)生物固體

華盛頓特區(qū)水務(wù)高級(jí)消化脫水泥餅衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)——達(dá)到美國(guó)A級(jí)生物固體標(biāo)準(zhǔn)

該項(xiàng)目目標(biāo)是變每年7百萬(wàn)美元的沼渣處置成本為3百萬(wàn)美元的有機(jī)碳土收益

康碧集團(tuán)和北排建設(shè)戰(zhàn)略合作，實(shí)施北京北排五個(gè)項(xiàng)目——高碑店，小紅門(mén)，清河第二，鄭王墳（槐房），高安屯

高碑店污水廠

2014原狀：傳統(tǒng)消化—16個(gè)罐，4組 ，每組4個(gè)，單罐7800 m³，直徑21米

2015年改造，采用熱水解 厭氧消化，效果圖如下。

小紅門(mén)污水廠污泥升級(jí)改造采用康碧熱水解的現(xiàn)場(chǎng)圖片，該廠處理約180噸干固體/天

  不斷采用各種成熟的新工藝，實(shí)現(xiàn)再生能源最大化，污泥產(chǎn)量最小化。

  確保安全和可持續(xù)的循環(huán)利用，為農(nóng)戶和食品生產(chǎn)商提高信心，同時(shí)通過(guò)其他形式的處理和能源化減少對(duì)農(nóng)用的依賴。

  從2010年來(lái)，確定投入2.5億英鎊，通過(guò)建設(shè)8個(gè)熱水解項(xiàng)目（Beckton, Crossness, Riverside, Basingstoke, Oxford, Crawley, Long Reach, Chertsey）提高污泥處理能力。服務(wù)大倫敦區(qū)域和周邊地區(qū)，人口一千五百萬(wàn)人，350余污水廠站，污泥總量1000tDS/d.

  有20余座消化焚燒設(shè)備（含Beckton和Crossness 2座焚燒），到2015年有7座有熱水解THP設(shè)備，共約520 tDS/d,發(fā)電318 GWh

  2020年前，還有約400tDS/d熱水解擴(kuò)能，基本處理所有污泥。

泰晤士水務(wù)的污泥處理（焚燒設(shè)備2009）

其中Beckton和Crossness占全國(guó)37%的能力，原需要補(bǔ)充天然氣才能焚燒。

解決方法是提高進(jìn)爐的含固濃度，減少水分。

熱水解高級(jí)消化后采用高干度脫水，達(dá)到40%以上（40%到45%）,大幅度改善焚燒的能量平衡。

Crossness污泥焚燒

流化床焚燒爐

污泥處理工藝

  在采用熱水解高級(jí)消化前提下，消化污泥較容易脫水。

  采用以膜壓過(guò)濾工藝為主，達(dá)到更高的干度。

  板框壓濾 Bucher脫水。

  THP泥餅建議和初沉污泥泥餅混合送燒。

Crossness擴(kuò)建中——熱水解高級(jí)消化高干度脫水土地利用和部分焚燒

擴(kuò)建中——兩條熱水解工藝線，6個(gè)消化罐，單體3500立方米

擴(kuò)建中——污泥壓濾， 高干度脫水

4曼切斯特地區(qū)Davyhulme污泥資產(chǎn)平衡方案，處理能力250噸干固體/天，歐洲最大項(xiàng)目：

污泥通過(guò)脫水送到消化地點(diǎn)

興建高級(jí)消化中心達(dá)到以下目標(biāo):

1)提高污泥脫水性能提高能值

2)污泥轉(zhuǎn)化為更多沼氣，減少污泥總量

3)通過(guò)回用更多的優(yōu)質(zhì)A級(jí)泥餅回到土地，減少焚燒的負(fù)荷

預(yù)處理工藝必須同時(shí)達(dá)到以上三個(gè)目標(biāo)

三、低碳綠色循環(huán)——減少碳足跡

熱水解高級(jí)厭氧消化位居低碳前列——熱水解-高級(jí)消化-沼氣能源利用-沼渣土地利用

實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)生物固體處理的碳足跡比較—熱水解中溫高級(jí)厭氧消化的碳足跡是最低的

康碧的碳減排綠色循環(huán)目標(biāo)的實(shí)踐——變問(wèn)題為產(chǎn)品，變廢物為價(jià)值

  21個(gè)國(guó)家54個(gè)項(xiàng)目年處理一百四十八萬(wàn)噸干固體。

  年產(chǎn)六億立方沼氣，相當(dāng)于三十六億度電能，碳減排一百五十萬(wàn)噸二氧化碳當(dāng)量。

  替代五百七十萬(wàn)噸煤

  污泥處理過(guò)程和最終優(yōu)質(zhì)生物固體產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)低臭味，達(dá)到綠色生產(chǎn)工藝過(guò)程

  沼氣利用替代化石能源，生物固體土地利用替代肥料和微量元素，大幅度減少填埋焚燒，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。 

四、結(jié)語(yǔ)

1.熱水解高級(jí)厭氧消化以能源化資源利用為核心，全面達(dá)到穩(wěn)定化、減量化、安全衛(wèi)生化、能量利用、資源利用的五大目標(biāo)。

2.熱水解高級(jí)厭氧消化為傳統(tǒng)消化的升級(jí)擴(kuò)容改造提供了一條有效的途徑。

3.熱水解高級(jí)厭氧消化為利用一個(gè)廠現(xiàn)有消化罐建設(shè)區(qū)域污泥及有機(jī)垃圾處理中心提供有效途徑。

4.熱水解高級(jí)厭氧消化為新建項(xiàng)目提供低碳節(jié)能的整體解決思路。

5.熱水解高級(jí)消化及高干度脫水為結(jié)合焚燒的處理處置路線提供優(yōu)化的能源平衡，降低焚燒量，并提供消化后脫水的生物固體的土地利用途徑，形成污泥多途徑處置戰(zhàn)略。

6.在現(xiàn)有焚燒設(shè)備前端結(jié)合高級(jí)消化，全面優(yōu)化項(xiàng)目的能耗、運(yùn)行、投資、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，為現(xiàn)有污泥焚燒項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為能量自持低碳提供更優(yōu)化的解決方案。

7.熱水解高級(jí)消化為污泥處理處置鋪平一條實(shí)現(xiàn)低碳綠色循環(huán)目標(biāo)的大道。

來(lái)源：中國(guó)給水排水雜志

天津津南污泥處理廠能源自平衡示范項(xiàng)目介紹

原創(chuàng) 2016-05-12 李玉慶 

主持人楊向平： 下面請(qǐng)?zhí)旖騽?chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司總工程師李玉慶介紹津南污泥處理廠項(xiàng)目，他報(bào)告的題目是《津南污泥處理廠工程（循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范工程）項(xiàng)目介紹》，大家歡迎！

李玉慶：各位專家、各位領(lǐng)導(dǎo)上午好！下面我就津南污泥處理廠能源自平衡示范項(xiàng)目做一個(gè)介紹。介紹分三塊內(nèi)容，分別是：項(xiàng)目概況、項(xiàng)目特點(diǎn)和項(xiàng)目進(jìn)展。

    一、項(xiàng)目概況

津南污泥處理廠的設(shè)計(jì)單位是華北設(shè)計(jì)院，項(xiàng)目規(guī)模是800噸/天（80%含水量），占地6公頃，采用的處理工藝是高效厭氧消化 板框脫水 干化工藝，污泥的出路是綠色土地（或稱土地改良），其總投資是5.96個(gè)億，建設(shè)成本是330.99元/噸（含水率80%污泥），經(jīng)營(yíng)成本是207.58元/噸，處理后達(dá)到國(guó)家相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中污泥處理后的含水率達(dá)到40%到60%，惡臭氣體排放、噪聲控制以及生產(chǎn)廢水處理均符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這里生產(chǎn)廢水的處理包括總磷的去除和總氮的去除等這些輔助工藝。這是津南污泥廠的位置（PPT）平面圖，在天津的南部，這是津沽污水廠，津沽污泥廠的規(guī)模是55萬(wàn)噸。

 二、項(xiàng)目特點(diǎn)

下面我簡(jiǎn)單介紹一下津南污泥處理廠項(xiàng)目的主要特點(diǎn)，該項(xiàng)目污泥處理工藝是應(yīng)用高濃度厭氧消化工藝，處理的污泥來(lái)源主要是中心城區(qū)的四座污水處理廠的污泥，其中包括東郊、咸陽(yáng)路、北辰和津沽污水廠的污泥，污泥處理量大約在700多噸每天。進(jìn)泥情況分別是，東郊廠、咸陽(yáng)路廠和北辰污水廠等三廠的80%脫水污泥，和津沽污水廠濃縮后污泥直接進(jìn)入津南污泥廠污泥接收調(diào)配站，調(diào)配站里的污泥有80%是從東郊、咸陽(yáng)路、和北辰三廠運(yùn)來(lái)的。污泥經(jīng)過(guò)調(diào)配達(dá)后含水率在90%左右，目前是91%到92%，之后進(jìn)行高濃度厭氧消化，消化之后的污泥進(jìn)行高干度脫水，再進(jìn)行薄層干化，繁華之后出來(lái)的廢液進(jìn)行磷回收和厭氧消化，產(chǎn)生的氣分別用于薄層干化，給污泥廠厭氧消化池進(jìn)行加溫和為污泥熱干化提供熱能，目前津南污泥廠是全國(guó)唯一沒(méi)有引進(jìn)外部能源進(jìn)行熱干化的污泥處理廠，這樣一來(lái)項(xiàng)目存在相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)。

項(xiàng)目的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是：能源能不能自平衡？如果達(dá)不到自平衡將來(lái)滿足不了脫水要求。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，在脫水階段我們現(xiàn)在采用兩種解決辦法，一種辦法是前一階段盡量將脫水之后的泥的水率降到65%以內(nèi)。另外一個(gè)辦法就是，在污泥干化部分和產(chǎn)氣部分，使系統(tǒng)盡量多產(chǎn)氣。在這里我們引入了兩部分研究，一個(gè)是在項(xiàng)目前期的預(yù)研的時(shí)候我們做了一部分的污泥破壁，發(fā)現(xiàn)只利用高電壓脈沖破壁，其破壁效果率并不是特別高，維持在3%以內(nèi)，但它的能耗和輸入比還是很好的，因?yàn)樗哪芎闹挥袔浊?800噸。另外我們將生物制劑投入加溫之后的污泥中，讓它自然的進(jìn)行分離，分離效率會(huì)提高很多。通過(guò)這兩部分研究，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算，能量能夠達(dá)到自平衡，在春季和秋季還有部分的沼氣富余，運(yùn)營(yíng)成本低于干化的成本。

下面簡(jiǎn)單介紹一下高濃度厭氧消化系統(tǒng)，普通的厭氧消化系統(tǒng)，其污泥濃度是3%到5%，津南污泥廠高濃度厭氧消化系統(tǒng)的消化污泥濃度有5%提高到10%。系統(tǒng)本身含水率就低，其自身消耗能源也會(huì)降低。與普通消化池相比，減少消化池?zé)釗p50%以上，節(jié)省沼氣約11000Nm³/d。占地面積小，節(jié)省消化池池容50%以上，約2.4萬(wàn)m³.另外，系統(tǒng)加入的這部分生物復(fù)合制劑，通過(guò)復(fù)合菌劑通過(guò)促進(jìn)反應(yīng)體系中的有效反應(yīng)底物生成，強(qiáng)化污泥固形物水解，提高可溶性有機(jī)質(zhì)和可溶性COD含量，加快厭氧消化反應(yīng)速率，提高產(chǎn)氣量。系統(tǒng)利用脈沖高電壓污泥破壁撞匙，使細(xì)胞壁破裂，細(xì)胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)流出，有利于后續(xù)污泥消化，提高可消化的有機(jī)物量，從而提高有機(jī)物分解率約5%到10%。

關(guān)于高壓板框脫水系統(tǒng)，我們采用的是中壓，工作壓力是24公斤，工作壓力相對(duì)來(lái)講比傳統(tǒng)的板框壓力提高了將近一倍，這樣一來(lái)出來(lái)的含固率較高，含水率較低。采用這種方式比較安全，消化效果越好，脫水效果就會(huì)越好，這是成正比的。消化廢水處理采用先進(jìn)磷回收除磷技術(shù)-磷酸銨鎂（鳥(niǎo)糞石）工藝，減小了高濃度磷對(duì)污水處理廠的沖擊，減少化學(xué)污泥量約1600噸/年（含水80%），產(chǎn)生鳥(niǎo)糞石（磷肥）量約490噸/年。另外消化廢水還采用先進(jìn)的厭氧氨氧化技術(shù)，其氮去除率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)脫氮工藝的氮去除率，無(wú)需外加碳源，需氧量小，大大降低生物脫氮的運(yùn)行費(fèi)用，避免溫室氣體排放，污泥量少，減排效果明顯。

三、項(xiàng)目進(jìn)展

項(xiàng)目土建和設(shè)備安裝已經(jīng)完成，2015年7月份正式啟動(dòng)污泥調(diào)配和消化系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行，目前各系列運(yùn)行基本正常，調(diào)試過(guò)程中整個(gè)系統(tǒng)包括污泥調(diào)配、輸送、脫水等工藝狀況表現(xiàn)良好，沼氣收集處理系統(tǒng)的管線、過(guò)濾、脫硫裝置、沼氣儲(chǔ)罐和沼氣增壓風(fēng)機(jī)均輔助參與運(yùn)行，工藝狀況表現(xiàn)基本正常。

關(guān)于高濃度厭氧消化系統(tǒng)，在啟動(dòng)初期每天投泥140噸，從去年8月份開(kāi)始，每天投泥200~300噸，到12月份每天投泥達(dá)到400~500噸，目前每天投泥達(dá)到600噸左右，進(jìn)泥含固率10%左右。目前消化罐區(qū)16座消化罐已經(jīng)全部啟動(dòng)。

目前從產(chǎn)氣量來(lái)看，投加增效菌劑后，消化系統(tǒng)產(chǎn)氣量增大。在啟動(dòng)后23天左右的時(shí)間內(nèi)，投入0.6‰的處理組共產(chǎn)生沼氣2萬(wàn)m³，投入1‰的處理組共產(chǎn)生沼氣2.4萬(wàn)m³，不加增效菌劑組共產(chǎn)生沼氣1.4萬(wàn)m³ 。以按0.6‰投入增效菌劑和未投入菌劑產(chǎn)氣數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)看，產(chǎn)氣率大概提升43%。

從產(chǎn)氣速度上來(lái)看，投加增效菌劑后，消化系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間快。投加增效菌劑封罐大約3天左右，即開(kāi)始產(chǎn)生沼氣，沼氣中甲烷純度達(dá)到70%以上，各位專家可能會(huì)存在一部分質(zhì)疑，產(chǎn)生的甲烷含量為什么這么高，污泥原有機(jī)份約50%，同時(shí)通過(guò)投加增效菌劑將部分難降解的蛋白質(zhì)進(jìn)行了分解，提高了甲烷含量。

污泥破壁可以提高有機(jī)物分解率。高電壓使細(xì)胞壁破裂，細(xì)胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)流出，有利于后序污泥消化，提高可消化的有機(jī)物量，從而提高有機(jī)物分解率約5%以上，提高產(chǎn)氣量10%~15%。津南污泥廠應(yīng)用污泥預(yù)處理裝置3臺(tái)，每臺(tái)功率1.8kW，總功率5.4kW，電耗比較低。

目前每日產(chǎn)氣量達(dá)到1.8~2.1萬(wàn)m3，沼氣中甲烷平均濃度為72%，脫硫前硫化氫濃度20~40ppm，基本上不用經(jīng)過(guò)脫硫工藝就可以直接輸送至鍋爐房，為物料加熱、保溫和脫水污泥熱干化供熱使用，目前產(chǎn)氣量可滿足全工藝段自身使用，實(shí)現(xiàn)全工藝能量平衡的設(shè)計(jì)目標(biāo)，多余的沼氣通過(guò)沼氣火炬進(jìn)行燃燒處理。設(shè)計(jì)上，多余的沼氣提純成天然氣后進(jìn)行銷售，目前還沒(méi)有辦完相關(guān)的手續(xù)，只能進(jìn)行火炬燃燒處理。

關(guān)于高壓板框系統(tǒng)，自去年8月底起以每天50~100 m3處理量進(jìn)行調(diào)試啟動(dòng)，到11月份處理量提升至每天200 m3以上，并不斷增長(zhǎng)，目前每天處理量穩(wěn)定在800 m³以上，出泥含水率65%以下。

設(shè)計(jì)要求板框脫水后污泥含水率達(dá)到65%以下，板框脫水后污泥含水率越低對(duì)后期的干化越節(jié)省能源。

污泥廠厭氧氨氧處理工藝系統(tǒng)正在進(jìn)行調(diào)試，還沒(méi)調(diào)試完畢。

干化車間設(shè)計(jì)進(jìn)泥量346噸每天，進(jìn)泥含水率65%，出泥含水率為40%，采用薄層干化工藝。設(shè)二級(jí)換熱系統(tǒng)，一級(jí)換熱：污泥熱干化熱水通過(guò)廠區(qū)內(nèi)的熱力管溝進(jìn)入地下管廊，通過(guò)多級(jí)高效換熱器與消化池進(jìn)泥作間壁式換熱，以余熱完成污泥進(jìn)料加熱和消化罐保溫；二級(jí)換熱：熱水通過(guò)管道流入污水處理站水源熱泵，為生物池、磷回收等生化、物化反應(yīng)提供熱能。

本項(xiàng)目采用將污泥消化產(chǎn)生的沼氣用作污泥干化的熱源，同時(shí)污泥干化處理中的余熱回收用于進(jìn)行消化加熱的污泥綜合處理工藝，整體工藝熱能可實(shí)現(xiàn)自平衡，節(jié)約干化處理能耗，污泥綜合處理的運(yùn)行成本低。

同時(shí)厭氧增效菌劑對(duì)于厭氧消化具有顯著的增效作用，可提高產(chǎn)氣率及產(chǎn)氣量。脈沖高電壓污泥預(yù)處理裝置可有效的使污泥破壁，從而提高有機(jī)物分解率約5%~10%，提高產(chǎn)氣量10%~15%。

經(jīng)測(cè)算冬季、夏季產(chǎn)氣量能滿足該項(xiàng)目的能量自平衡，春季、秋季略有盈余，每天可節(jié)約10%沼氣用于提純利用。

津南污泥能源自平衡項(xiàng)目目前的情況匯報(bào)完畢，歡迎各位專家去參觀指導(dǎo)。謝謝！

主持人 楊向平：謝謝李總給我們介紹了一個(gè)大型項(xiàng)目，該項(xiàng)目主要采用的是傳統(tǒng)工藝，同時(shí)工藝細(xì)節(jié)又包含了很多新的技術(shù)，例如前端的高壓破壁，中間的增效劑、氮磷的回收，最后還有沼氣的利用和污泥的綜合利用。后期我們會(huì)組織參觀津南污泥處理廠，該項(xiàng)目目前已經(jīng)取得了初步的成果，它的穩(wěn)定運(yùn)行將會(huì)對(duì)全國(guó)污泥處理處置工作起到重大的啟發(fā)和推動(dòng)作用。

天津津南污泥處理廠工程（循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范工程）項(xiàng)目簡(jiǎn)介

2016-02-28 中國(guó)給水排水 

1、項(xiàng)目概況

津南污泥處理廠工程（循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范工程）是天津市節(jié)能環(huán)保重點(diǎn)工程項(xiàng)目，建設(shè)在天津市津南區(qū)大孫莊津南污水處理廠廠區(qū)內(nèi)，用于處理津南污水處理廠(紀(jì)莊子污水處理廠遷建項(xiàng)目)以及咸陽(yáng)路、北辰、東郊、大寺污水處理廠產(chǎn)生的污泥。項(xiàng)目由天津城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資集團(tuán)有限公司投資，由天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司負(fù)責(zé)建設(shè)，核心技術(shù)設(shè)備--高濃度污泥中溫厭氧消化系統(tǒng)由安陽(yáng)艾爾旺新能源環(huán)境有限公司提供并建設(shè)實(shí)施，設(shè)計(jì)單位為中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司。

項(xiàng)目規(guī)模為日處理污泥800噸（按含水率80%計(jì)），污泥處理采用“AAe高濃度高效率厭氧消化 板框脫水 干化”工藝。產(chǎn)生的沼氣用于脫水后污泥深度干化、廠區(qū)自身用能和壓縮天然氣輸出，廢水回津南污水處理廠處理達(dá)標(biāo)排放，消化后的脫水干化污泥（40%含水率）作為園林綠化土利用。

項(xiàng)目于2014年6月開(kāi)始建設(shè)，2015年7月底開(kāi)始投料運(yùn)行，一次調(diào)試啟動(dòng)成功。

本項(xiàng)目是目前國(guó)內(nèi)最大的市政污泥厭氧消化處理項(xiàng)目之一，也是目前國(guó)內(nèi)污泥處理工藝領(lǐng)先、處理工段最全的污泥處理廠。整體工藝體現(xiàn)了低碳環(huán)保、節(jié)能減排、資源能源循環(huán)利用的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)具有很強(qiáng)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范效應(yīng)。

2、工藝技術(shù)特點(diǎn)

污泥處理整體工藝主要由污泥接收及預(yù)處理系統(tǒng)、AAe污泥厭氧消化系統(tǒng)、沼氣凈化利用系統(tǒng)、污泥板框脫水系統(tǒng)、污泥熱干化系統(tǒng)、磷回收系統(tǒng)和沼液濾液的厭氧氨氧化處理系統(tǒng)等組成。 磷回收系統(tǒng)核心技術(shù)設(shè)備由宜興華都琥珀環(huán)保機(jī)械制造有限公司提供并建設(shè)實(shí)施。

污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥635t/d（含水率80%）及初沉污泥1100 t/d（含水率約97%）在接收及預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行混合調(diào)配，使混合后的污泥含水率達(dá)到約90％（約1780t/d），并進(jìn)行除雜、增溫等預(yù)處理后滿足厭氧消化系統(tǒng)的進(jìn)料要求，經(jīng)物料泵送至AAe組合式高效厭氧消化反應(yīng)器，污泥經(jīng)過(guò)中溫消化處理后，每天產(chǎn)生沼氣約36000m³，沼氣經(jīng)過(guò)脫硫等處理后用于鍋爐，鍋爐產(chǎn)生的熱量供給厭氧消化過(guò)程用熱和污泥熱干化使用，剩余沼氣提純壓縮天然氣外運(yùn)。

厭氧后的消化液約1730t/d經(jīng)過(guò)消化混合液貯池調(diào)解后，進(jìn)入消化液脫水間進(jìn)行脫水處理，脫水采用板框壓濾工藝。脫水污泥送熱干化系統(tǒng)進(jìn)一步干化至含水率40%以下，每天產(chǎn)生干化污泥約200噸，干化污泥作為園林綠化土/生物肥原料外運(yùn)。脫水產(chǎn)生的廢水回流至津南污水處理廠進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)排放。 

項(xiàng)目采用生物厭氧消化技術(shù)，利用微生物降解污泥中的有機(jī)污染物并產(chǎn)生生物質(zhì)能源沼氣，部分供給污泥處理系統(tǒng)作為自身用能，消化后污泥經(jīng)過(guò)脫水及深度干化后，作為園林綠化/生物肥原料。 在污泥無(wú)害化處理的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)最大程度的資源化利用，不產(chǎn)生二次污染，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排約17.78萬(wàn)噸/年，對(duì)減輕溫室效應(yīng)具有重大意義。

項(xiàng)目核心厭氧消化工藝段采用了具有國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和具有豐富工程業(yè)績(jī)的AAe厭氧消化技術(shù)及核心設(shè)備，解決了傳統(tǒng)污泥厭氧消化技術(shù)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中存在的攪拌不均勻、沉砂淤積、浮渣結(jié)殼、泡沫堵塞、溫度不恒定等一系列技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的持續(xù)、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

3、工程照片

津南污泥處理廠工程——鳥(niǎo)瞰圖

津南污泥處理廠工程——污泥預(yù)處理間

津南污泥處理廠工程——AAe厭氧消化系統(tǒng)

津南污泥處理廠工程——自動(dòng)化控系統(tǒng)

津南污泥處理廠工程——熱干化系統(tǒng)出泥，含水率40%

AirPrex磷回收處理系統(tǒng) 

目前,在德國(guó)和荷蘭等國(guó)家已有多個(gè)市政污水處理廠也采用了這一多功能磷回收處理工藝 (即污水處理廠在原來(lái)生物除磷的工藝上補(bǔ)充增加 MAP-沉淀處理工藝)，運(yùn)轉(zhuǎn)情況同樣十分成功:

德國(guó)柏林 Wa?mannsdorf 污水廠(2000 m3 消化污泥/d)

德國(guó) MG-Neuwerk 污水廠(1500 m3 消化污泥/d)

荷蘭 Echten 污水廠 (400 m3 消化污泥/d)

荷蘭 Amsterdam 污水廠 (2500 m3 消化污泥/d)

德國(guó) Steinhof 污水處理廠(2014年投產(chǎn))

德國(guó) Uelzen 污水處理廠(2014年投產(chǎn))

德國(guó) Lingen 污水處理廠(2014年投產(chǎn))

來(lái)源：water8848

 長(zhǎng)沙市污水處理廠污泥集中處置工程項(xiàng)目 
（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院 設(shè)計(jì)）

項(xiàng)目名稱:長(zhǎng)沙污水廠污泥集中處理處置項(xiàng)目
項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模500噸／天，其中脫水污泥434噸／天，餐廚66噸／天
主體工藝采用高溫高壓熱水解 高含固高溫協(xié)同厭氧消化 板框脫水 熱干化處理，沼渣用于填埋廠覆蓋土和園林利用。沼液經(jīng)DEMON厭氧氨氧化和AO處理后，再經(jīng)膜處理后廠區(qū)回用及達(dá)標(biāo)排放。產(chǎn)生沼氣凈化后用于發(fā)電和產(chǎn)熱，部分供廠區(qū)使用。
項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)為長(zhǎng)沙市望城縣橋驛鎮(zhèn)壽字石村長(zhǎng)沙市黑糜峰垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)。干化后的污泥按照《城鎮(zhèn)污水處理污泥處置 混合填埋用泥質(zhì)》（GB/T23485-2009）的要求，作為垃圾填埋場(chǎng)覆蓋土的添加料。項(xiàng)目估算總投資37836萬(wàn)元。

2014年9月14日，參加中國(guó)給水排水雜志社主辦的“2014年中國(guó)城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級(jí)研討會(huì)（第五屆）”的約300多名代表參觀了長(zhǎng)沙市污水處理廠污泥集中處置工程，這一國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的污泥處理處置項(xiàng)目為污泥的資源化利用開(kāi)辟了一條新的綠色之路。

項(xiàng)目全景圖

長(zhǎng)沙市污水處理廠污泥集中處置工程，由國(guó)家污泥處理處置技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟會(huì)員單位，上海同濟(jì)普蘭德生物質(zhì)能股份有限公司牽頭負(fù)責(zé)建設(shè)與調(diào)試。該項(xiàng)目坐落于長(zhǎng)沙市黑糜峰垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)，四周綠樹(shù)環(huán)繞，具有很好的地理位置。走近廠區(qū)，占地面積不大的工程現(xiàn)場(chǎng)，各工藝環(huán)節(jié)的設(shè)備安放井然有序，緊湊而美觀，尤其是兩個(gè)巨大的橙色厭氧消化罐，格外引人注目。廠區(qū)秩序井然，管理嚴(yán)格，污泥實(shí)現(xiàn)全密閉處理，運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了全程自動(dòng)化。

參觀人員從觀景平臺(tái)參觀熱水解系統(tǒng)

該項(xiàng)目處理規(guī)模500噸/日，其中脫水污泥434噸/日，餐廚66噸/日。主體工藝采用熱水解 高含固高溫厭氧聯(lián)合消化 板框脫水 熱干化處理。

來(lái)自長(zhǎng)沙市內(nèi)污水廠脫水后的污泥被集中收運(yùn)至此，脫水污泥進(jìn)入料倉(cāng)后，由泵輸送至污泥螺旋漿化機(jī)，再由漿化機(jī)進(jìn)入污泥熱水解系統(tǒng)進(jìn)行熱水解預(yù)處理，反應(yīng)后的污泥經(jīng)熱交換后，進(jìn)入儲(chǔ)泥罐，與餐廚垃圾一起被送入橙色厭氧消化罐進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)料含固率可高達(dá)12%以上。充分厭氧消化后的污泥經(jīng)高壓板框壓濾機(jī)脫水，形成含固率約40%的泥餅和高負(fù)荷的濾液。泥餅經(jīng)污泥干化設(shè)備后被制成顆粒，用于填埋場(chǎng)堆體覆蓋土。濾液經(jīng)DEMON厭氧氨氧化脫氮處理后，經(jīng)由兩級(jí)AO池進(jìn)行進(jìn)一步處理，出水經(jīng)膜工藝處理后，一部分用于廠區(qū)回用，一部分達(dá)標(biāo)排放。沼氣經(jīng)凈化后，主要用于發(fā)電機(jī)發(fā)電或余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽，補(bǔ)給整個(gè)系統(tǒng)熱源。

高溫厭氧消化系統(tǒng)

該項(xiàng)目的主要優(yōu)點(diǎn)有：

• 實(shí)現(xiàn)脫水污泥集中熱水解預(yù)處理

• 保障后續(xù)污泥高含固厭氧消化的效率

• 有效去除系統(tǒng)的砂

• 實(shí)現(xiàn)污泥與餐廚垃圾共發(fā)酵

• 提高污泥降解率和產(chǎn)氣率

• 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)徹底衛(wèi)衛(wèi)生化

• 實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能脫氮

• 實(shí)現(xiàn)了城市污泥的資源化利用技術(shù)路線

來(lái)源：water8848

白龍港污水處理廠污泥厭氧消化系統(tǒng)的運(yùn)行分析

2014-12-12 中國(guó)給水排水

白龍港污水處理廠污泥厭氧消化系統(tǒng)的運(yùn)行分析

蔣玲燕

(上海城投污水處理有限公司  白龍港污水處理廠，上海 201201)

上海市白龍港污水處理廠污泥厭氧消化工程是目前國(guó)內(nèi)最大的污泥厭氧消化工程。該工程于2011年5月完成啟動(dòng)調(diào)試，其工程運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)污泥厭氧消化系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)與調(diào)試運(yùn)行具有非常重要的借鑒意義。

1          工藝流程

白龍港廠厭氧消化系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖1。該厭氧消化系統(tǒng)設(shè)計(jì)日處理量204 tDs/d，進(jìn)泥流量4080 m³/d，日產(chǎn)沼氣44512m³/d。

圖1   污泥厭氧消化處理工藝流程示意

2   工程調(diào)試情況

系統(tǒng)共有8座單體容積12400m³的消化池，從成本控制及經(jīng)驗(yàn)積累的角度出發(fā)，采用了原始培養(yǎng)和接種培養(yǎng)兩種啟動(dòng)模式。第一批啟動(dòng)的消化池為1^#和3^#，采用原污泥啟動(dòng)；第二批啟動(dòng)的消化池為2^#和4^#，通過(guò)1^#和3^#消化池內(nèi)厭氧污泥進(jìn)行接種啟動(dòng)，接種量約1000~2000m³。剩余4組消化池（5^#~8^#）采用第二批同樣的方法啟動(dòng)。

3    運(yùn)行控制措施

3.1   進(jìn)泥及排泥系統(tǒng)

在運(yùn)行過(guò)程中，由于消化池浮渣較嚴(yán)重，主要采用頂部進(jìn)泥方式，通過(guò)進(jìn)泥與攪拌同時(shí)作用擊碎浮渣，使浮渣層不易形成。排泥則采用重力排泥。

3.2   加熱系統(tǒng)

加熱系統(tǒng)的控制（35~36℃）主要是通過(guò)在線溫度計(jì)測(cè)定池內(nèi)溫度，通過(guò)啟停熱水循環(huán)泵對(duì)相應(yīng)消化池進(jìn)行加熱。在每條獨(dú)立的消化池管線中都安裝了一個(gè)套管式熱交換器，原污泥和消化池內(nèi)的循環(huán)污泥并入同一根污泥管道進(jìn)入套管式熱交換器與熱水進(jìn)行熱交換。熱水通過(guò)鍋爐供給，鍋爐使用的燃料則是厭氧消化產(chǎn)生的沼氣。

3.3   攪拌系統(tǒng)

攪拌系統(tǒng)采用池內(nèi)導(dǎo)流式和池外泵循環(huán)相結(jié)合的水力循環(huán)攪拌。目前消化池采用連續(xù)攪拌方式，池頂攪拌機(jī)可正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，由于正轉(zhuǎn)后存在嚴(yán)重的泡沫問(wèn)題，僅在攪拌效果不佳的情況下通過(guò)正轉(zhuǎn)改善消化池?cái)嚢栊Ч?/span>

3.4   沼氣收集處理儲(chǔ)存系統(tǒng)

沼氣收集系統(tǒng)主要包括集氣罩以及沼氣管路。沼氣處理設(shè)施主要由礫石粗過(guò)濾器、濕式脫硫塔和干式脫硫塔組成。

3.5   指標(biāo)監(jiān)測(cè)與分析

主要化驗(yàn)指標(biāo)及檢測(cè)頻率如表1所示。進(jìn)泥指標(biāo)主要用以控制消化池運(yùn)行負(fù)荷，出泥指標(biāo)則用來(lái)分析消化池內(nèi)微生物情況及其對(duì)有機(jī)物的處理能力，并通過(guò)控制VFA、堿度和pH以防止消化池過(guò)負(fù)荷并預(yù)防嚴(yán)重酸化現(xiàn)象的發(fā)生。

表1   白龍港污水處理廠消化池檢測(cè)項(xiàng)目及頻率

4    消化池運(yùn)行情況

4.1   進(jìn)泥量

2012年進(jìn)泥體積量和絕干量平均值分別為3062.4±454.0m³/d和156.3±23.8 tDS/d。

4.2   產(chǎn)氣量

沼氣產(chǎn)率最大值和最小值分別出現(xiàn)于5月和8月，為1.04和0.64 m³/kgVSS，年平均值為0.82±0.11m³/kgVSS。

4.3   堿度與VFA

VFA與堿度的比值可用于判斷厭氧消化系統(tǒng)是否穩(wěn)定，一般控制在0.20以下。2012年白龍港廠厭氧消化系統(tǒng)堿度控制在2400mg/L以上，VFA的控制范圍為123~313 mg/L，兩者比值為0.057，厭氧消化池運(yùn)行良好。

4.4   沼氣利用分析

系統(tǒng)所產(chǎn)生的沼氣作為能源供鍋爐使用，優(yōu)先保證消化系統(tǒng)的自身加熱需求，富余沼氣作為污泥干化系統(tǒng)能源。厭氧消化池在滿負(fù)荷條件下（進(jìn)泥量4080m³/d）時(shí)，設(shè)計(jì)日平均產(chǎn)氣量44512 m³/d，折合單位污泥產(chǎn)氣量為10.91m³/m³污泥，日平均耗氣量為21106m³/d。根據(jù)需熱情況不同，夏季與冬季日平均耗氣量分別為16275m³/d和28805m³/d。

單位污泥實(shí)際年均產(chǎn)氣量為10.73 m³/m³污泥，與設(shè)計(jì)值較為接近。但由于污泥性質(zhì)的季節(jié)性變化，產(chǎn)氣量范圍為7.24~13.82 m³/m³污泥。

5    問(wèn)題及對(duì)策

5.1   浮渣及泡沫

采取的主要措施為：(1) 加強(qiáng)消化池池頂?shù)难惨暳Χ?，通過(guò)觀察窗對(duì)池內(nèi)泡沫情況進(jìn)行判定，并及時(shí)采取措施；(2) 機(jī)械除泡無(wú)法滿足需求時(shí)，添加除泡劑提高除泡效果；(3) 通過(guò)頂部進(jìn)泥的方式擊碎浮渣層；(4) 定期安排消化池頂部浮渣排放作業(yè)，使浮渣通過(guò)頂部浮渣門(mén)排出池外。

5.2   鳥(niǎo)糞石結(jié)晶

在實(shí)際運(yùn)行中已發(fā)現(xiàn)較為嚴(yán)重的鳥(niǎo)糞石結(jié)垢問(wèn)題。目前的應(yīng)對(duì)措施是定期進(jìn)行管路維護(hù)保養(yǎng)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)易發(fā)生鳥(niǎo)糞石結(jié)晶的消化池管路及外圍管路進(jìn)行定期疏通，尤其是彎頭部位。

5.3   砂粒積累

主要采取的措施是開(kāi)展污泥雜質(zhì)前端分離研究，對(duì)含砂量較大的初沉污泥通過(guò)雜質(zhì)分離器進(jìn)行分離。

本文榮獲《中國(guó)給水排水》2013年度“得利滿”優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)

西安市第五污水處理廠卵形消化池的調(diào)試及運(yùn)行

2015-03-19 中國(guó)給水排水

西安市第五污水處理廠卵形消化池的調(diào)試及運(yùn)行

馬明華¹，李立軍²，石鑫¹，程曉波²，張文婷¹，盧江畔¹，夏靜¹，

劉曉鵬¹，武少華¹,杜欣³

(1.西安市第五污水處理廠，陜西西安710021；2.西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，陜西西安710055;3.西安市自來(lái)水有限公司,陜西西安710082)

1    工程概況

西安市第五污水處理廠一期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為20×104  m³/d，采用改良A²/O二級(jí)生物處理工藝，污泥處理采用濃縮、中溫厭氧消化和機(jī)械脫水工藝（見(jiàn)圖1）。其中厭氧消化采用單池容量為12 000 m³的雙曲線、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)構(gòu)的卵形消化池，共3座，其總高為53 m，地下部分深為4 m，最大內(nèi)徑為43 m。

該工程于2012年5月建成，2013年8月正式啟動(dòng)調(diào)試。

圖1    污泥處理工藝流程

 存在的問(wèn)題以及對(duì)策

   進(jìn)水水質(zhì)

第五污水處理廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表２。

表2    進(jìn)水水質(zhì)對(duì)比

由表2可以看出：實(shí)際進(jìn)水BOD₅/COD與設(shè)計(jì)值相差較大，可生化性能有所下降，同時(shí)也是導(dǎo)致污泥有機(jī)分相對(duì)較低的直接原因。SS遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)指標(biāo)，如果除砂效果不好，必將加劇設(shè)備的磨損。

污泥有機(jī)物

第五污水處理廠實(shí)際運(yùn)行檢測(cè)的污泥有機(jī)質(zhì)含量總體較低，初沉污泥有機(jī)物占39.4%,剩余污泥有機(jī)物占43.4%，混合污泥有機(jī)物僅占41.9%,這將直接影響沼氣產(chǎn)量。為了提高產(chǎn)氣量，應(yīng)考慮提高進(jìn)池污泥有機(jī)物含量。

 影響產(chǎn)氣量的原因以及對(duì)策

污泥厭氧消化運(yùn)行的好壞，最直觀地體現(xiàn)在產(chǎn)氣量上，當(dāng)產(chǎn)氣量減少時(shí)，說(shuō)明系統(tǒng)可能出現(xiàn)了問(wèn)題，主要原因可能有：

①    pH值降低或升高

進(jìn)泥量過(guò)大，VFA大量積累，pH值降低，產(chǎn)甲烷菌活性降低，產(chǎn)氣量自然下降。對(duì)策:減少進(jìn)泥量或不進(jìn)泥，必要時(shí)可向系統(tǒng)注水。進(jìn)泥量過(guò)小，污泥停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，堿度增大，pH值升高，產(chǎn)氣量降低。對(duì)策是在一定的負(fù)荷內(nèi)適當(dāng)增大進(jìn)泥量。

②    有機(jī)物投配負(fù)荷太低

由于濃縮池運(yùn)行不佳，濃縮效果較差，大量有機(jī)固體隨濃縮池上清液流失，導(dǎo)致進(jìn)入消化池的污泥濃度降低，即相同體積進(jìn)泥的情況下有機(jī)物數(shù)量減少。此時(shí)可通過(guò)加強(qiáng)對(duì)污泥濃縮工藝的控制，保證達(dá)到合格的濃縮效果。

③    甲烷菌活性降低

水力負(fù)荷過(guò)大、有機(jī)物投配負(fù)荷過(guò)大、溫度波動(dòng)過(guò)大、攪拌不均勻、進(jìn)水存在毒物等因素均可使甲烷菌活性降低，要分析具體原因，采取相應(yīng)的對(duì)策。

④    消化池有效容積減少

由于池內(nèi)液面浮渣的積累和池底泥沙的堆積使消化池有效容積減小，整體消化效果下降，產(chǎn)氣量也隨之降低。此時(shí)應(yīng)排空消化池進(jìn)行清理，同時(shí)檢查浮渣消除設(shè)施的運(yùn)行情況和預(yù)處理設(shè)施沉砂池的除砂效率，對(duì)存在的故障及時(shí)消除。

⑤    沼氣泄漏

消化池和輸氣系統(tǒng)的管道或設(shè)施出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象,使計(jì)量到的產(chǎn)氣量比實(shí)際產(chǎn)氣量小，此時(shí)應(yīng)立即查找漏點(diǎn)并予以修補(bǔ)，以防止出現(xiàn)沼氣爆炸等重大事故。

⑥    消化池內(nèi)溫度降低或升高

進(jìn)泥量過(guò)大或加熱設(shè)施出現(xiàn)故障使消化池內(nèi)溫度下降，產(chǎn)氣量也隨之降低。此時(shí)對(duì)策是把消化池內(nèi)的污泥加熱到規(guī)定的溫度，同時(shí)減少進(jìn)泥量和排泥量；進(jìn)泥量過(guò)小或加熱設(shè)施出現(xiàn)故障，產(chǎn)氣量下降。解決方法是檢查加熱設(shè)施恢復(fù)正常，同時(shí)加大進(jìn)泥量。

⑦    攪拌不均或攪拌過(guò)度

攪拌未能使污泥顆粒與厭氧微生物均勻地混合接觸，造成產(chǎn)氣量下降。對(duì)策是攪拌設(shè)計(jì)是否合理，延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，增設(shè)水力攪拌或沼氣攪拌；污泥顆粒在高強(qiáng)度的攪拌下破裂，甲烷菌群受到破壞，氣量下降。對(duì)策是縮短攪拌時(shí)間，改機(jī)械攪拌為水力或沼氣攪拌。

⑧    營(yíng)養(yǎng)物和微量元素不足

消化污泥菌群缺少必要的營(yíng)養(yǎng)物和微量元素，造成菌種間的中間產(chǎn)物不能生成，影響后續(xù)反應(yīng)，導(dǎo)致氣量下降。對(duì)策是增加營(yíng)養(yǎng)物和微量元素(Fe、Co、Ni)。

（本文發(fā)表于《中國(guó)給水排水》雜志2015年第6期“運(yùn)行與管理”欄目）

大連東泰夏家河污泥處理廠

是國(guó)內(nèi)第一座以BOT方式建設(shè)的污泥處理廠，項(xiàng)目于2007年開(kāi)建，2009年4月正式投產(chǎn)運(yùn)行，2009年12月沼氣脫碳及天然氣并網(wǎng)一次試車成功。日處理城市污泥600噸，項(xiàng)目占地2.47公頃。將大連市中心城區(qū)污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥進(jìn)行集中化的厭氧消化處理，沼氣經(jīng)提純處理后，可日供生物燃?xì)猓ㄌ烊粴馄焚|(zhì)）16500立方米，同時(shí)每年生產(chǎn)6萬(wàn)噸腐殖土，可作為園林綠化營(yíng)養(yǎng)土或填埋場(chǎng)覆蓋土。該項(xiàng)目既治理了環(huán)境污染，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，其建設(shè)方式、技術(shù)水平引起了建設(shè)部和環(huán)保總局的高度重視，為我國(guó)的城市市政污泥的處理起到了良好的示范作用。

 奧地利Strass污水處理廠

處理規(guī)模約3.8萬(wàn)噸/日，處理工藝采用AB工藝，污泥厭氧消化并熱電聯(lián)產(chǎn)，號(hào)稱是世界第一個(gè)實(shí)現(xiàn)能量自給的污水處理廠，Strass污水廠以實(shí)踐主流厭氧氨氧化而聞名于世。

美國(guó)EBMUD污水處理廠

處理規(guī)模65萬(wàn)噸/日，處理工藝采用二級(jí)處理，污泥厭氧消化并熱電聯(lián)產(chǎn)，該廠是美國(guó)乃至全球污泥協(xié)同厭氧消化的典范。

 德國(guó)漢堡污水處理廠

處理規(guī)模44萬(wàn)噸/日，處理工藝為AB工藝，污泥厭氧消化并熱電聯(lián)產(chǎn)，同時(shí)污泥干化并焚燒。

 荷蘭Apeldoorn污水處理廠

處理規(guī)模4.5萬(wàn)噸/日，處理工藝采用脫氮除磷工藝，污泥厭氧消化并熱電聯(lián)產(chǎn)，該廠在側(cè)流應(yīng)用了DEMON，并進(jìn)一步準(zhǔn)備實(shí)踐污泥熱水解。

 丹麥Ejby Molle污水處理廠

處理規(guī)模5萬(wàn)噸/日，處理工藝采用氧化溝工藝，污泥厭氧消化并熱電聯(lián)產(chǎn)，該廠的曝氣自控非常出色。

美國(guó)Sheboygan污水處理廠

處理規(guī)模4.3萬(wàn)噸/日，處理工藝為傳統(tǒng)脫氮除磷工藝，污泥厭氧消化并熱電聯(lián)產(chǎn)，該廠的一個(gè)特色是熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備采用了微型燃?xì)廨啓C(jī)。

德國(guó)Steinhof污水處理廠

處理規(guī)模6萬(wàn)噸/日，處理工藝為A2O工藝，污泥厭氧消化并熱電聯(lián)產(chǎn)。

 匈牙利North Pest污水處理廠

處理規(guī)模13萬(wàn)噸/日，采用脫氮除磷工藝，污泥厭氧消化并熱電聯(lián)產(chǎn)。

 匈牙利South Pest污水處理廠

處理規(guī)模5萬(wàn)噸/日，生物處理，污泥厭氧消化并熱電聯(lián)產(chǎn)。

美國(guó)Gloversville-Johnstown污水處理廠

處理規(guī)模5.3萬(wàn)噸/日，污泥厭氧消化并熱電聯(lián)產(chǎn)。