污泥热水解厌氧消化与常规厌氧消化的比较

60
0
2019-04-10
简介
热水解厌氧消化技术是近年来国内外污泥处理新的发展应用方向,这也给污泥处理提供了一种新的思路与可能性,文中对污泥热水解厌氧消化与常规厌氧消化进行了比较,详情请阅读全文了解。

文档内容部分截取

污泥热水解厌氧消化与常规厌氧消化的比较污泥热水解厌氧消化与常规厌氧消化的比较热水解厌氧消化技术是近年来国内外污泥处理新的发展应用方向。选取小红门污泥处理中心项目的运行数据,比较热水解厌氧消化与常规厌氧消化的运行操作、进泥泥质、消化效果、产气量、沼气成分、附属系统等的差异,分析项目运行中存在的负荷、余热利用问题,总结热水解厌氧消化的运行特点,提出建议及进一步优化的方向。1工程基本情况热水解厌氧消化是近年来国内外污泥处理技术新的应用方向。国外美国华盛顿特区BluePlains污水处理厂、英国泰晤士水务Davyhulme项目,国内北京的小红门、高碑店、槐房、高安屯、清河第二污泥处理中心项目,均采用热水解厌氧消化技术。其中,华盛顿特区BluePlains污水处理厂和北京的小红门、高碑店污泥处理中心项目为现况污泥区域升级改造。本文以国内最早运行的热水解厌氧消化小红门污泥处理中心项目(以下简称小红门项目)为例,通过比对改造前后的消化系统运行情况,分析总结热水解厌氧消化与常规厌氧消化的区别与特点。小红门污泥热水解厌氧消化项目位于小红门污水处理厂厂区东北部,污水处理厂建设规模为60万m³/d(Kz=1.3),峰值流量为78万m³/d。污泥处理系统包括5座卵形消化池、3座沼气柜、2套干式脱硫塔、1座湿式脱硫设备间、1座沼气锅炉房、2套废气燃烧器等。其中5座消化池均为一级消化池,采用卵型池型,单座池容为12000m³。小红门项目于2008年11月12日首次启动,产生的沼气用于驱动水区的鼓风机和冬季供暖,多余的沼气通过废气燃烧器烧掉。2015年9月,该系统停止运转,开始实施热水解厌氧消化工程的升级改造。改造内容为增加热水解预处理装置,热水解采用Cambi技术,消化池仍采用原有消化池。2016年4月,改造完成后,消化系统(消化池运行组数减少为4座消化池)重新启动。2016年7月18日,随着热水解系统开始调试,常规厌氧消化调整为热水解厌氧消化。2017年3月9日,系统开始承接外来污泥的处理。表1为2012年(改造前为常规厌氧消化的代表)和2017年(改造后为热水解厌氧消化的代表)污水处理厂进水水质、水量及消化系统情况说明。2基本操作比较常规厌氧消化的基本操作有进泥、排泥、换热和搅拌等,热水解厌氧消化的不同之处是换热方式由升温调整为降温。尤其是夏季,要密切关注消化池的换热情况。2.1进泥2.1.1来源2012年消化池的进泥比较单一,全部为水区的初沉污泥,平均2258m³/d;2017年消化池进泥为经热水解预处理后的混合污泥,平均1429m³/d,进入热水解预处理的污泥情况比较复杂,包括本厂污泥和外接污泥两部分。3月9日前,只处理本厂污泥,即初沉污泥和浓缩后的剩余污泥经预脱水而成的混合污泥。3月9日后,热水解系统既处理本厂污泥也处理外接污泥。外接污泥主要为吴家村、卢沟桥、五里坨、肖家河等污水处理厂的脱水泥饼,平均200t/d(含水率83%)。对于热水解厌氧消化系统而言,需考虑外接污泥成分对消化池的影响。2.1.2进泥有机分与含水率2012年消化池进泥主要为初沉污泥,进泥有机分平均值为63%,进泥含水率平均值为96%;2017年消化池进泥为混合污泥,进泥有机分平均值为56%,进泥含水率平均值为92%。从图1可看出,随着外接污泥量、来源等发生变化,混合污泥中的有机分等波动较明显。3月9日前,污泥来源单一,有机分平均为67%;承担外接污泥处理后,整体消化池进泥有机分降低。但是,消化池进泥含固量明显增加,2017年较2012年进泥含固量提高2倍。2.1.3进泥中的挥发性脂肪酸(VFA)和碱度(ALK)改造前后进泥中VFA和ALK的变化见图2。2012年消化池进泥中VFA平均值为513mg/L,ALK平均值为2107mg/L;改造后2017年,消化池进泥中VFA平均值为915mg/L,ALK平均值为1881mg/L,与2012年比较,VFA增加78%,ALK降低11%。2.2排泥2012年消化池排泥采用顶部溢流排泥+泵辅助排泥。2017年消化池采用顶部溢流排泥或底部电动调节阀排泥,原有辅助泵系统拆除。从运行效果看,采用顶部溢流排泥方式,排泥比较顺畅,运行一年多的时间,没有出现溢流排泥堵塞现象。2.3换热2012年消化池运行需加热,加热热源来自沼气拖动鼓风机的余热,不够的情况下由锅炉房的热水作为热源补充。2017年升级改造后,由于热水解预处理后出泥温度较高,消化池利用原有换热器进行降温换热,降温冷源为污水处理厂二沉池出水。2.4搅拌2012年消化池采用压缩机进行搅拌。2017年,拆除原有压缩机,并进行压缩机进出气管的改造,更新替换为大功率压缩机。沼气搅拌方式不变,搅拌气量由1.67m³/(min·m³池容)升至3.4m³/(min·m³池容)。3消化效果比较消化效果一般从消化污泥的泥质、有机物分解率、产气能力等指标进行衡量。3.1泥质3.1.1酸碱比酸碱比为VFA和ALK的比值,改造前后消化池内酸碱比变化见图3。2012年消化污泥酸碱比平均值为0.025;2017年消化污泥酸碱比平均值为0.128。酸碱比增加的原因是热水解厌氧消化池进泥中VFA较常规厌氧消化进泥的VFA有明显的增加。3.1.2氨氮与游离氨选取历史同期1~3月数据,进行消化污泥中氨氮含量对比(见图4)。2012年消化池污泥中氨氮含量在214~709mg/L,平均值为503mg/L;2017年消化池污泥中氨氮含量在1360~2140mg/L,平均值为1808mg/L。热水解厌氧消化较常规厌氧消化,污泥中氨氮含量有明显增加。2017年1~3月数据,消化池运行温度39℃,pH7.3,通过计算公式,将污泥中的氨氮含量换算成游离氨的浓度。计算发现,2017年氨氮平均值为1808mg/L,折算成游离氨的浓度为51mg/L,远低于文献中145~600mg/L的数值。这说明改造后的热水解厌氧消化工艺,游离氨在正常范围内。该消化系统没有氨抑制作用。3.2有机物分解3.2.1消化池有机负荷2012年消化池有机负荷平均为0.91kgVS/m³,2017年消化池有机负荷平均为1.14kgVS/m³。从图5可看出,2017年消化池有机负荷较2012年有所提升。与国内同类项目有机负荷范围1~1.9kgVS/m³相比基本一致。可以考虑进一步提升有机负荷。
展开
收起

全部评论

暂无评论

引用:

评论: