作為首都,北京市“污泥去哪兒”一直受到各界人士廣泛關(guān)注。上世紀(jì)80年代,北京市就建有高碑店污泥干化廠(chǎng),2014年起,北排、康碧、普拉克三方戰(zhàn)略合作,聯(lián)手包攬了北京市5個(gè)最大的污泥處理項(xiàng)目,總污泥處理量高達(dá)6128t/d(以含水率80%計(jì)),“熱水解+厭氧消化+深度脫水”已成為北京市最為主要甚至是“唯一”的技術(shù)路線(xiàn)。
一、北京市污泥處理處置現(xiàn)狀
1、污泥量
2、改造前處理設(shè)施——厭氧消化、熱干化、堆肥、石灰穩(wěn)定
3、改造前的處置方向:
二、污泥處理處置技術(shù)路線(xiàn)分析
1、參考依據(jù)
2、可選擇的技術(shù)路線(xiàn)匯總
3、適合北京的技術(shù)路線(xiàn)分析(關(guān)鍵:處置決定處理)
三、北京市技術(shù)路線(xiàn)確定
1、背景
2013年北京市政府制定水環(huán)境治理三年行動(dòng)方案,污泥產(chǎn)量激增;
治理霧霾電廠(chǎng)能源結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,蒸汽價(jià)格飆升;
產(chǎn)業(yè)升級(jí),水泥行業(yè)受影響;
2、技術(shù)路線(xiàn)確定
3、熱水解+厭氧消化工藝先進(jìn)性
四、高碑店污泥改造工程案例
1、工藝流程及設(shè)計(jì)參數(shù)
高碑店污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)模100萬(wàn)m3/d,污泥高級(jí)消化工程設(shè)計(jì)日處理能力為1358t(以含水率80%計(jì)),是目前國(guó)內(nèi)最大的“污泥熱水解+高級(jí)厭氧消化+深度脫水”項(xiàng)目。廠(chǎng)內(nèi)現(xiàn)況污泥處理工藝為濃縮+消化+脫水,消化段采用二級(jí)厭氧消化,現(xiàn)有消化池16座,脫水段采用帶式和離心兩種設(shè)備。泥區(qū)改造工藝流程見(jiàn)下圖:
污水處理廠(chǎng)水區(qū)改造完成后,峰值時(shí)初沉污泥量182.6tDS/d,剩余污泥量171.8tDS/d,85%涵蓋率(5日移動(dòng)平均)條件下初沉污泥量136.2tDS/d,剩余污泥量135.4tDS/d。泥區(qū)改造后沒(méi)有新征用地,主要構(gòu)筑物及設(shè)備見(jiàn)下表。
2、熱水解+厭氧消化工藝設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題
(1)關(guān)于有機(jī)質(zhì)變化影響:由于污泥中有機(jī)質(zhì)對(duì)沼氣產(chǎn)生量影響很大,采用單一有機(jī)質(zhì)的計(jì)算方法很難涵蓋污泥削減量、沼氣產(chǎn)生量等變化范圍。北京市中心區(qū)污泥有機(jī)質(zhì)的變化幅度可達(dá)45%~70%,同時(shí)有機(jī)質(zhì)變化呈現(xiàn)季節(jié)性的特點(diǎn)。因此建議設(shè)計(jì)中分別按照冬季、春秋季和夏季的典型有機(jī)質(zhì)進(jìn)行物料平衡和熱平衡的模擬測(cè)算。
(2)關(guān)于熱水解污泥性質(zhì):在熱水解污泥進(jìn)入消化池前需稀釋和冷卻。稀釋的目地在于:降低污泥溫度以保護(hù)消化池進(jìn)泥泵運(yùn)行;降低污泥粘度;避免氨濃度過(guò)高對(duì)厭氧消化產(chǎn)生抑制;將污泥調(diào)整至適宜的含固率。熱水解后污泥呈酸性,在沒(méi)有與消化池混合液進(jìn)行混合前,會(huì)因溫度過(guò)低出現(xiàn)油脂凝固即所謂“蠟化”現(xiàn)象,進(jìn)而堵塞換熱器和管道等。為解決這一問(wèn)題,工程設(shè)計(jì)中需將換熱器冷端污泥溫度控制在70°C以上,當(dāng)不能保證時(shí),還可提高進(jìn)入換熱器的冷卻水冷端溫度。此外,當(dāng)熱水解啟動(dòng)初期,由于污泥量少,為避免長(zhǎng)距離輸送的管道阻塞,需保證污泥在管道中的流速(最小流速0.3 m/s,最小管徑DN100),例如在干管上進(jìn)行污泥循環(huán)回流(見(jiàn)下圖)。熱水解污泥直接進(jìn)入消化池會(huì)破壞消化環(huán)境,為使熱水解污泥進(jìn)入消化池前從酸性向堿性轉(zhuǎn)化,一般需采用循環(huán)消化池污泥的方法,將熱水解出泥和消化池循環(huán)污泥進(jìn)行混合,這樣有利于對(duì)熱水解污泥起到均質(zhì)均溫、調(diào)整pH的作用。
(3)關(guān)于熱水解過(guò)程中污染物排放:除了熱水解厭氧消化后的脫水濾液需考慮處理外,污泥熱水解過(guò)程中會(huì)排放不凝氣體。該氣體除含有水分外,還含有VOC等成分,因此不能直接外排。工程中通常的做法是將熱水解過(guò)程的不凝氣體冷卻后送至消化池內(nèi)繼續(xù)降解。
熱水解厭氧消化在我國(guó)的工程應(yīng)用才剛剛起步,需通過(guò)工程實(shí)踐逐步分析、總結(jié)和完善。
來(lái)源:給水排水 作者:王平 黃鷗