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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
!
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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~《。30d)内挥发性】固体分解率可达到】40%~50%
】
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《 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%~?5,0%实?际运行?基,本达:到40%现行国家】标准:城,镇污水处理厂污【染物排放标准GB】 ,1891《8-2?0,02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:GB 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10~20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(6.8—0~7.50) 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
《
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? 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14!0t/d含水率为】8,5%的餐《厨垃圾和120t】/d含水率为8【。0%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1280—0m:3厌氧消化温度为】38℃?停留时间为25d】~3:0d进料含》固率为8%运行【产生的污泥气中甲】烷含量?达到63%左右产】气率平均《为0.77m3/】。kgVS( —去除:)有机物降解—。率平均为《51.8%
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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
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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》。
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8.3.》7 : 中温厌氧消化池是!目前我国采用较【多的形式表26是我!国和美国厌氧消化系!统的主?要设计参数对比表
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《
表2【7是日本厌氧消【化系:统设计和运行参数】统计表?
】
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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】℃~38《℃
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】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】%~10%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:
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《 :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
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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CO!D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
】
8.3.1【0 ?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
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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.【3.1?3 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G【B 5014—1规定在气密性【试验压力为池—体工作压力的1.5!倍时24h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
》
,
8.3.16! 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C》H4、H《2S:泄漏浓度监测和报警!装置
《
8.3.】19: 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6h!~1:0h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
!
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,8.3.2》0 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:(IPC《C)2006年【出版的国家》温室气体调查指南其!温室效应是CO2】的,21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H《2S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60%的甲烷【其热值一般可—达,到210《00kJ/》m3~25000】。kJ/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
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8.3.2【4 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10】d~15d —混,合污:泥15?d~20d(—。个别资料推荐15d!~25d);—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—4kgVSS—/(m3·》d)
《
《 根》据测算在10d~2!0d的消化时间【内当处理重力浓缩后!的,原,污,泥(含水率》在96%~》9,8%)时相》应的挥发性固—体容积负荷》为0.7kgVSS!/(m3·d)【~2.8kgVSS!/(: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1.4kgV!SS/(m3—·,。d)~4.2k【gVSS/》(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0.7k—gVS?S,/(m3·d)~2!.8k?gVSS/(—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.—2k:gVSS《/(m3·d)以一!定的原污泥》干固体量(100】kg/d)》、挥发性干固体【比例(70%—)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【2mg/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0.015—m3(空《气)/[m》3(池容《)·min]~0.!02m3(空气【)/[m3(池容】。)·:mi:。n] 搅《拌混合?。需气量为0》.0:2m3(空气)/】[m3(池容)【·min]》~0.04m3(】空气)/[m—3(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:0.04m3(空气!),/[m3(池—容)·min—]~0.06—m3(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:.0m~6.0【m
! 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《1.0m
【。
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
《