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。 8.3  !污泥消化 】 》 Ⅰ 一般》规定:。 【 8.3.》。1  污泥消化的】方式有厌氧消化【和好氧消化》两种 》 : ,。  :  厌?氧消化可以降低【污泥中有机》质含量使污泥稳【定、易于《脱水产生的污—泥气:可资源利用》因此污泥厌氧消【化对提高污水厂能】量自给率、碳减排意!义,重大已成为》国际上应用》较为广泛的》污,泥减量化、》稳定化和资源化方】法  】   近《年来污泥厌氧消化技!术,研究和实《践均取得了较大进】展高含固浓度—厌氧消化、污泥和餐!厨垃圾协同厌氧【消,化,、热水解(水热【)消化?预处理工《艺得到了应用污泥】气利用方式也有很大!改进污泥气》脱硫、提纯技术得】到应用净化提纯后污!泥气压?缩罐装或直》接并:入天:。然气管网也》有较:多实践经验但和发】达国家?相比我国《污泥:厌,氧消化的《。认识仍有《待提高?采用污泥厌》氧消化?工艺:的污:水厂不到3%部【。分已经建《成的污泥厌氧消化】。工程运行《。不良或处于》停运状态《除污泥?有机质含量低—、含砂量高、碳氮比!低等客观原因—外,对污:泥厌氧?消化在回收能—源、:提高污水厂能量自】给率、建设》碳汇:的污水厂等方面认识!不足也?是原因之《一 》。     —污泥好氧消化—系统由于工艺条件(!污,泥温度?)随气温变化—波动:较大、冬季运—行效:果较:。差、能耗《高,等原因采用较—少但好氧消》化工艺仍具有—有机物?去除率较高、处理后!污泥品质较好等优】点 : 》8.:3.2  据有关】。文献介绍污泥厌【氧消:化的挥发《性固体分解率最【。高可达到80%【对于充分搅拌、【连续工作、运行良好!的厌氧?。消化池在有限消【化时间?(20d~》30:d)内挥发性固体分!解率可达到40%~!50% 【。     据调查!资料我国现有的厌氧!和好:氧,消,化池:。设计有机固》体分解率在3—0%~?50%实际运—行基:本达到4《0%现行《国家标准城镇污水】处理厂污染物排放】标准GB《。 ,18918》-2002》第4.3《.1条提《。出,。的污泥稳定化控制指!标为:“,。采用厌氧消化时有机!物降解率>40%】采用好氧消》化时有机《物降解?率>40%”本标】准将有机物降解的】指标名称统》一,为挥:发性固体降解率【并按照现《行,国家标?准城镇?。污水处理厂污—染物排?放标准G《B 18918【的有关规定将该值】确定为40% ! Ⅱ 污】泥,厌氧消化《 《 8》.,。。3.3?  厌氧消化反【应的理想《碳氮比为1》0~2?0我国污水厂初沉】污泥的碳氮比—为(9.40~10!。。。.35) 1剩余污!泥的碳氮比为(4.!60~5.04) !1混合污泥的碳氮】比,为(:6,.80~7.5【。0) 1《初沉污泥比》较适合厌氧消化混】合污泥次《之故:。。规定剩?。余污泥宜和初沉污】泥合并?进行厌氧消化—处理 《。     为!改善厌氧发酵基质的!碳氮比提高污泥厌氧!消化系统的效—率还可通过将污泥和!餐厨垃圾《等有机物《按照一定比例—混合:后进行?协同厌氧消化—协同厌氧消化的优】。势主要表现在提高】了系统?的碳:氮比:有利于?厌氧消化《。系统的高效运—行同时降低了厌【氧消化运行成本;餐!。厨垃:圾和污?泥协同互补降低了】氨氮:和重金属离子等抑制!物,的浓度缓冲能力【得到提?升提高了厌》氧消化系统的运行】稳定性 !    污泥和餐】厨,垃圾混合协》同,厌氧:消化在丹麦》、瑞典等国家有广】泛的应?用且效果《良好在我国也有【所应用?。镇,。江市餐厨废弃物【和生活污泥协—同处理一期工程的设!计,规模为2《60t/《d包:括140t/d含水!率为85%的餐厨垃!圾和1?20t/d含—水率为80%—的,污泥该工程采—。用高温热水》解作:为污泥?的,预处理再和餐厨垃】圾混合进《行,协同厌氧消化—消化:池,总容积为《12800m3厌】氧消化?温度为38》℃停留?时间为25d~30!d进料?含固率为8%—运行:产,生的污泥气》中甲烷含量达到6】3,%,左右产?气率平均为0.【77m3/kgVS!( :去除:)有机物降》解率平均为5—1.8?%, : 8.3.4!  原标《。准中考虑到高温厌】氧消:化能耗较高》一般情况下不—经济未列入高温消化!相对于中温消化【。高温消化固体负荷率!更高挥发性固—体降解率更高消化】后污泥具《有更好的脱水—特性可产《生包含?。较少病原体的生物固!体上述优点》加上目前采》用热水解(水热【。)等:厌氧消化预处理技】术,使得高温消》化的技术经济优势较!为明显可《根据具体项目—进行技术经》。济比较确定 【 , 8.》3.5  各级厌】氧消化池的容积比】和其运行《控制方式《以及后续污泥—浓缩设施有》关应通过技术—经,济,比,较确定 —     对二!级和二级以》上的消化池》由于可以不搅拌运】行时:常有污泥浮》渣在表?面结壳影响》上清液的排出—所以:应采取?防止浮渣结壳的【。措,。施 — 8.3.》。6  参照》美国、德国和日本】相关设计标准采用消!化时间和挥发—性固体容积负荷两】个参数确定厌氧【消化池的有》效容积提出两个参】数互相校核保—证消化?池设计合理运行可靠! 8.3!.7  中》温厌氧消化池是目前!。我,国,。采用较?多的形式表2—6是我国《和美国厌氧消化系统!的主要设计参—数,对比表 《 ? 》 ,   《  :表27是日本—厌氧消化系统设计】。。和运行参数统—计表: 【 :    — 消化温度是厌【氧消:化设计?和能量平衡的重要工!。艺参数国外一—些厌氧消化采用【37℃我国近—年建设?的污泥厌氧消—化设施如大连夏家】河污泥处理厂、天津!。津南污?泥处理厂也采用37!℃因此本条》规定中温厌》氧消:化的温度由原来的】33:℃~35《℃调:整为33《℃~3?8℃ ?   【。  表28 是我】国部分厌《氧消化?池的主要设计参数】 《 8!.3.?8  相比》于传统?厌,氧消化高含固浓度厌!氧消化的显著—特点是进《料含固率较高—一般为8%~1【0,%高含固《浓度厌氧消化—主要的?优势包括所》需反应器容》积,减小、保温》。。能量需求降低等 !。 ,   》  我国已相继建】成了大连夏家河、郑!州马头岗、长—沙黑糜?峰、湖南长》沙、浙江宁海县城北!和,。湖南襄阳等多个高】含固污泥《厌氧消化处理设施为!我国高含固浓—度厌氧消化的应【用提供了实》践基础 《 》    表2—9是我?国部分高含》固厌氧消化池的【。主要设计参数 ! 【 8.3.9  !高,温热水解技》术通过高温高—压和泄压闪蒸过程能!够溶:解颗粒污泥水解【胞外聚合《物使细胞破壁提高】污泥:。流动性和可》生,化性:从而提?高水解反应效果在加!快消化反应进程【的同时提高》污,泥的降解程度—和,污泥气?产量  !   和传统厌【氧消化工艺》。相比高温《热水解厌《氧消化技术》的优势主要》表现为?污泥流动性》增强可提高搅拌效】率,减少污泥消化时【间,减少消化池容积;提!高可:溶,性COD含量可提】。高污泥厌氧消化的有!机,物降解率《提高污泥气产率【。;在:高温:条件下?杀死病原《菌 【8,.3.10  和原!规范相?比本条主要做—了以下调整》 ,   【 , (1)将原污泥】加热调整为温度【保持 ?     !(2)?明确中温消化池的】温度变化《幅度为±2℃—这也是对污泥温度保!持系统能力》的,要求 8!.3.11》  污?泥厌:氧消化池池》形,应具:有工艺条《。件好、防《止沉淀、没有死【区,、,混,合良好、易去除【浮,渣和泡沫等》特点卵形《消化池在德》国,采用较多我国也有卵!形消:化,池 ?。 8.3【。.12  随着【技术的进步近—年来:新设计?的污泥?厌氧消化池大多【采,用污泥池《外热:交换方式加热蒸汽】直接加热污泥—的方式已逐渐被淘】汰 《 ?    1 — 总耗热量应按【最冷月平均日—。气温计算包》括原:污泥加热量、厌【氧消化池散热—量(包括地上—和地下部分)、投配!和循:环管道散《热量等;《 ,   【  2 《。 加:热设备应考虑备用】或,留有富余能》力; 】    3  【为,控制散热《污泥投配《和循环管道的所有户!内、户外管道—均应采取保》温措施? 8.】3.13  —。厌氧消化污泥和【污泥气?对混凝土《或钢结构《存在:较大的腐蚀》池内壁应《进行:防,腐处理 !8.3?.,14  厌氧消化】池的:。搅拌是厌氧消化【系统成败的重要环】节搅拌方式的选【择和污泥《浓度、黏滞系数、池!容和池?形等因素有关如搅】拌系统选择不当会】导致污泥沉积、温度!不均和消化》效率降低等》。问题:机,械,搅拌:。和污泥气搅》拌是目?前厌氧消化池—的主要搅拌方式池】外泵:循环搅拌适用于小型!厌氧消化池间歇搅】拌时规定每次—搅拌的?时间不宜大于循环】周期的一《半(按每日3次考】虑相当于《每次搅拌的时间4h!以下)主要是—考虑:设备配置和操作的】合理性如果规定时】间太短设备投—资增加太多;—如果规?定时间太长接—近循环周期时间【歇搅拌就失去了意义! 《 8.《3.15  本条为!强制性条文必—须严格执《行污:泥,。厌氧消化系统在【运行:时厌氧消化池—和污泥气《贮罐是用管》道连:通的所以厌》氧消化池的工作内】压一般和污泥气贮罐!的工作压力相同【现行国家标准—给水排水构》筑物工程《施工及验收规范GB! 5014》1规定在气》密性试验压力为池体!工作压力的1.5】倍时2?4h:的气压降《不超过试验》压力的20%—则应判定气密性试】验合格因此本—标准规定气密性【试验压?力不应小于污泥【。气,工作:压,力的1.5倍— ? , :   ? ,为防止超压或—负压造成的破—坏厌氧?消化池和污泥气【贮罐设计时应采【取相应的措施—。(,如设超压或》负压检测、》报警和释放装置放空!、排泥?和排水阀应采用【双阀等)规定—防止超压或负压的】操作程序 ! 8.3.》1,6  本条》为强制性条文必【须严格执行厌氧消】化池溢流或表面排】渣管排渣时均有可能!发生污泥气外泄【放在室内(指经常】有人活动或值守【的房间或设》备间内不包》括户外专用于排渣】。、溢流的井室)【可能发?生爆:炸危及人身安全水】封,的作用是减少污【泥气泄漏并避免空气!进入厌氧消化—池影响消化条件 】。    】 为防止《污,泥气管道着火而【引起厌氧消化池爆】炸规定厌氧消—化池的出《气管上必须》设置:回火防止器 【 8.3.】17  为便于管理!和减少通风装—置的数量相关—设备宜?集中布置室内应设】通风设施 【   》  电气设备引发】火灾或爆炸的危险性!。较大如全部》采用防?爆型则投资》较高因此规定电【气集中控制室—。不应和存在污泥气】泄漏可能的》设,施合建 !8.3.18  】本条:为强制性《条文必须严格执行】贮存或?使用污泥气的贮【罐,、压缩机房、阀门控!制间:和管道?层等场所均存在污泥!气泄:。漏的:可能规定这些场【所的电机、仪—表和照明等电—器设备均应》符合:。防爆要?求若处于室内时应】设通风设施和CH】4、H2S泄漏浓度!监测和?报,警装置 》 8.3.1!9 : 污泥气贮》罐的容积原》。则,上应根据产气量【和用气情况经计算确!定实际设计可按【6,h~10h的平【均产气量采用 ! ,    》 污泥气对》钢或混凝土结—构存在较大的—腐,蚀为:延长:使用年?限贮罐应采取防腐措!施 8.!3.20《  本?条为:强,制性条文必须—。严格执?行污泥气中》的甲烷是一》种温:室,气,体根据联合国政【府间气候变化—专门委员会(I【PCC)2006】年,出版的?国家:。温室气体《调查指南其温室效应!是CO2的》2,1倍为防《止大气污染和火【灾污:泥气:不得直接向大气排】。放多余的污泥气必】须燃:烧消耗由于外燃式燃!烧器:明,火外:露在遇大风时易形】成火苗或火星飞落可!能,导致火灾故规定燃】烧器应?采用内燃式 — ,    【 为防止用气设备回!火或输?气管道着火而引起】污泥气贮罐爆炸规定!污泥气贮罐的出气】管上:。必须设回火防止器 !。 8.3.!21  《污泥气净《化处理中除湿和过】。滤处理指采用—过滤器和沉淀物捕】集器去除污泥气中】的,水分和沉淀物—应根据污《泥气含?硫量和用气设备的】要,求设置脱硫》装置脱硫装》置应设在污》。泥,气,进入污泥《气柜之前脱硫作【用是降低H2S含】量减少污泥气对【后续管道和设备【的腐:蚀,延长设备的使用寿命!同时:减小污?泥气燃烧产生—的烟气对大气的污染!   】 ,。 污泥气纯化过【程为经过初步—除湿、?过滤和脱硫后的【气体在?特定反?。应,。条件下全部或—部分除去《。二,氧化碳?、氨、?氮氧化?物,和硅氧烧等多种杂质!可使气体中甲烷含】量达到95%—以,上 — 8.3.22【。  污泥气约含6】0%的甲烷》其热值一般可达到】21000》kJ/m3~25】。000kJ》/m3是《一种可利用的—生,物质能污泥气可【用于污泥气锅炉的燃!料,、消:化池加温、发电和】驱动鼓风机等能【节约污水《厂的能耗经过—纯化的污泥气还可】。以液化?罐,装或并入城镇燃气管!网综合利用在—世界能源紧缺的今】天综合利用污泥气显!得越发重《。。要 》 Ⅲ 污泥好!氧,消化 】 8?.3.24  好氧!消化池的设计经验】相对较缺乏》故规定好《氧消化?。池,的总有效容积宜根据!试验资?。料和技术经》济比较确《定 :    】。。 据:国内外文献》资料介绍污泥好氧】消化时间为剩—余污泥10d—~15d 混合【污泥15d~—2,0d(个别资料【推荐15d~25】d);污泥》好氧消化《的挥发性《固,体,容积负荷一》。般为0.38kg】VSS?。/(:m3·d)~2.2!4k:gVSS/(m【3·d) 】   《  根据测算在【10d~20d的】。消化时间《内当处理重力浓【缩后的原污》泥(含水率在96%!~98%)时相应的!挥发性?固体容?积负荷?为0:.7kgVS—S/:(,m3·?d)~2.8k【gVSS《/(m3《·d);当处—理经机械浓》缩后:的原污泥(含水率在!。94%~《96%)《时相应的挥》。发性固体容积负荷】为1:.4:。kgVSS/(【m3:·d)~4.2kg!VSS/(m3【·,d):。    ! 因此本标》准推荐好《氧消化时间宜采用】10d~20d重】力浓:缩后的原污泥其挥】发,性,固体容积负荷宜采】用0.7kgVSS!/(:m3·d)~2【.8k?gV:SS/(m3·d)! 机械浓缩》后的高浓度原污泥其!。挥发性固体容积负荷!不宜大?。于4.2kgVSS!/,。。(m3?·d)以《一定的?原污:泥干固体《量(:100k《g/d)《、挥发性干》固,。体比例(《7,0%)为例不同原】污泥含水率和—好氧:消化时间《对应:的污泥好氧消化池的!挥发性固体容积负荷!测算见表3》0 【 》 8.?3.25《  好氧消化过程】为,放热反?应随着固体容积【负荷的提高池内温度!也随之上升但—如果:外部气温较低则【会降低反应温度【达不到处理效果因此!宜采取保《温、加热措施和【适当延长消化时间】 《 8.3.—26  好氧消化】池中溶?解氧的浓度是一【。个十分重要的运行】。控制参数 】 :   ?。 溶解氧浓度—2mg/L是维【持活:性,污泥中细菌》内源呼吸反》应的最低需求也是】。通常衡量活性污泥】处于好氧/》。缺,氧状态的界限参【数好氧消化》应保持污泥》始终处于好氧状【态下即应保持好【氧消化池《中溶解氧浓度不小】于2:mg/L《 》 8.3.27【  :好,氧,消化池采用鼓风曝气!时应同时《满足细胞自》身氧化?。需气量和搅拌混合】需气量宜根据试验资!料或类似工程—经验确?定   !。  根据工程—经,验和文?献记载一般》情况下剩余污泥【。的细胞自身氧化需】气量为0.0—15m3(空—气)/[m3—(池:容)·mi》。n]~?0.02《m3(?空,气)/[m3—。(池容)·min]! 搅拌混合需气量为!0.02m3(空气!)/[m《3(池容)·—min?]~0.0》4m3(《空气)/[》m3:(,池,容):·min] —初沉污泥或混合【污,泥的:细胞自身氧》化需气量为0—.025m3(【空气)/[》m3(池容)·mi!n]~0.0—3m3(《空气)/[》m3(池容)·【min] 搅拌混】合需气量《。为0.04》m3(空气》)/[m3(池容】。)·m?in]~0.06m!。3(空气)/—[m3(池容—)·min]— : ,   》  :可见污?泥好氧消化》采用鼓风曝》气时搅拌混合需气量!大于细胞自身氧化需!气量因?此以:混,合搅拌需气量作【为好氧消《化池供气量设计控】制参数 《     !微孔曝?气器的空《气洁净度要求高、】易堵塞、气压损失较!大、维护《。管理工?。作量较大、混—合搅拌?。作用较弱因此好氧消!化池宜采用中—气泡空气扩散—装置如穿《孔管、中气泡—曝气盘等 ! 8.3《.28  当—采用鼓风曝气时应根!据鼓风机的输—出风:压、管路和曝气器的!。阻力损失确定好【氧消化池的有效深度!一,般鼓风机的出口风】压为55《kPa~65kP】a 有?效,深度宜采用5.0】m~6.0m !     【采,用鼓风曝气时易【形成较高的泡—沫层所以好氧消【。化池:的超:高不宜小于1.【0,m 《 8.3.29!  好?氧消化易产生—大量气泡和浮渣【间歇运行的》好氧消化池一般不】。设泥:水分离装《置在停?止,曝气期间利》用静置沉淀实现泥】水,分离因此消》化池本身应设有排出!上清液的措》施如各种可》调或浮动堰式的排】水装置 !    连续运行的!。好氧消化池一—般其后设有泥水分离!装置:正常运行时消化池】本身:不具备泥水分—离功能可不》使用上清液排出【装置但考《虑检修等《其他因素宜设排出】上清液的措施—如各种分层放水【装置 《