《8.3? 污泥消化
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Ⅰ 一般规—定
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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
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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4?0%~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!8-2002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%
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Ⅱ 污泥【厌氧消化
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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
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? ?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26?。0t/d包括1【40t?/d含?水率为?85%?的餐厨垃圾和120!t/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3》8℃:停留时间为》25d~30d【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/kgV】S( 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
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【。 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27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3!7℃因此《本条规?定中温厌氧消化【的温度由原来的3】3℃~?35℃调整为—33℃~38℃
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表2!8 是我《国部分厌氧消—。化池的主《要设:。计参数
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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
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《。 表29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
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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
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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
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》 (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,
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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
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《 : 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;!
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? : 2 》加,热设备应考虑—备用或留《有富:余能力;《。
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: 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
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》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
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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 50【141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
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】 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
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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
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? 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
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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
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【 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CH4【、H2S《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~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
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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(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
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【 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
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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
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:8.3.22 】污泥气约含》60%的甲烷—。其热值一般可—达到21《000?kJ/m3~—25000kJ/】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
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Ⅲ 污!泥好氧消化
】
《
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10d~15!d 混合污泥15】d~20d(个别】资料:推荐15d~2【5d);污泥好氧消!化的挥发性固体容积!负荷一般为0—.38kgVSS】/(m?3·d)~2.【24:。kgVSS》/(m3·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》.8kgVSS/】(m3·d》);当处理经机【械浓缩?后的原污泥(含【水率在94%~9】6%)时相应—的挥:发性固体容积负【荷为1.4》kgVSS/—(,m3·d)》~4.2kgVS】S/(m3·—d)
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》 , :因此:本标准推荐》好氧消?化时间宜采》用10?d~: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.】8kgVSS—/(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4.2kg—VSS/(m3【·d)以一定—的原污泥干固体量(!100kg/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30
!
《
8.3.2!5 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
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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
《
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? 溶《。解,氧浓度2m》g/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0.01—5m:3(空?气)/[m》3(池?容)·min—]~0.02m【3(空气)/[m3!(池容)·》min] 搅—拌混合需气量—为0.02m3(】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)·m—in:]~0.03m【3(空气)》/[m3(池容【)·min》] 搅拌混》合需气量为》0.04m》3(空气)/[m3!(池容)·min]!~0.0《6m3(空气)/[!m3(池容)·【mi:。n]
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【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55kPa~6】5kPa 有—效深度宜采》用,5.:0m~?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,1.0m
【
8.3.2】9 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
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