污泥厌氧处理经验的借鉴

污泥厌氧处理经验的借鉴

城市污水处理厂（WWTP）污泥处理技术已经相当成熟，学习和借鉴其设计参数和经验，有助于规范和提高当前我们对畜禽养殖粪污处理厌氧反应器的设计和调试水平。

一、WWT污泥消化的设计要点

1、类型及池型

（1）中温（33—35℃）；（2）HRT=20-30d；(3)浓缩后污泥含水率96%。

加热：套管式泥水逆流热交换器，在池外进行。

一般生：熟配比1：3.7

泥水传热系数：3560kg/h.m2·℃.

天津东郊WWTP：热交换能力：3.35GJ/h·台。

为使管内泥不致于结块，水温控制：进70℃，出60℃。

我国WWTP污泥有机物含量低，天津纪庄子（平均59.17%），欧洲（70%-80%）

污泥消化池产气系数：0.82m3/kgDS

污泥中含泥率：40kg/m3

消化后，污泥体积一般可减少1/2—1/3

消化等级：单级，二级（一级加热，搅拌，分解，二级不加热不搅拌）

池型龟甲型圆柱形卵形平底圆柱

应用英、美中欧、中国法、德欧洲

优点造价低，简单热损少，设备小效高，耗热低，不

积泥（50年）设备少，沼气搅拌多，造价低；形高/径≧1

缺点配套设备多，运行费

用高结构困难，应力集中，积砂，

易渗漏

造价高运行成本高

2、搅拌方式

（1）沼气搅拌（2）机械搅拌（3）对流搅拌

沼气搅拌：一般多用沼气搅拌和机械搅拌，泵循环法耗电量大，搅拌效果不好，一般不用，不适合中、大容积消化池。

搅拌器多用进口

（1）奥地利：垂直竖管式沼气搅拌器石家庄桥西WWTP

液体密封真空沼气压缩机泰安WWTP

（2）法国得利满（Degrement）,苏伊士集团子公司

多根束管式沼气搅拌器天津东郊WWTP

（3）德国斯特林（STERLING）青岛李村河WWTP

螺旋桨式导流筒机械搅拌器济宁WWTP

（4）瑞士TECHFINR公司

多根底部吹管式沼气搅拌器烟台WWTP

（5）美国贝克（BAKER）湖南永州WWTP

EDT、RDT螺旋桨式导流筒机械搅拌器

（6）德国洛蒂格（ROEDIGER）海口WWTP

悬挂喷嘴式沼气搅拌器杭州WWTP

机械（螺旋桨式）搅拌：

优点：（1）设备简单，操作方便，消除浮渣层，适合卵形，锥底圆柱形；

（2）检修困难，系统停运

二、厌氧反应器的污泥投加和启动

关于污泥投加、培养：

一般先投加20%，再逐步补加，按30—40%准备

污泥淘汰率、流失率较高，达到1/2—2/3

有污水厂消化污泥（中温，20d以上），未消化污泥没有用，含水率75—80%

一般污泥：20—30元/吨，400-500km内运费约100元/吨

三、沼气系统的设计管理

1、沼气管上应尽量避免U形管段，冷凝，增加池内压力，如不可避免，下设放水阀。

2、脱硫

湿法：Na2CO3,加一套加药系统。PVE材质，防结垢，5%HNO3清洗（2-3个月）

干法：Fe2O3,ZnO，MnO，活性炭等。变黑后再生，晾晒，可喷洒稀碱液，一般一个月左右，一般可再生利用1-2次。

一般沼气中含硫量0.2%

3、沼气柜的运行

a. 由于蒸发，水封的水不断减少，要定时补充；

b. 防冻：高温水蒸汽防冻；

c. 除锈、防腐：1次/1年

d. 非常精密的平衡结构，要高度重视配重平衡。

污泥消化罐的选型及搅拌系统的配置

摘要：阐述了厌氧污泥消化罐的各种选型及其搅拌系统的特点，同时介绍了国内应用概况，并结合漳州市东区污水处理厂的工程实例说明了工艺选型的确定原则。

关键词：污泥消化罐；搅拌系统；设备选型

中图分类号：X703.3

文献标识码：C

文章编号：1000-4602(2002)08-0074-02

污水厂厌氧污泥消化反应过程就是污泥中的有机物(如蛋白质、脂肪、碳水化合物)被水解并在酸化阶段由不同的兼性菌群降解成短链状有机酸、醇、H2、CO2和醋酸，其中有机酸和醇进一步分解成乙酸，最后生成沼气。消化罐的运行不仅要依据生物反应过程进行正确的设计，而且其建造形状和相应搅拌系统的选择也很重要，因为生物系统只有在相应的物理边界条件下才能有最佳的运行效果。

1消化罐的形状与特点

我国目前有三种不同的消化罐形状(见图1)。

平底圆柱形消化罐的优点是造价低、结构设计简单，但对沉积物的处理则需要很高的运行费用及劳动力投入。早期的搅拌系统多为机械搅拌，并根据容积的大小采用一台或多台搅拌器，后来多采用沼气搅拌以节省能耗，减少水力死角和沉积物，从而降低了运行费用。

圆锥形消化罐造价比蛋形消化罐低，其特点是热量损失很小并可减少水力死角，此外还易于选择搅拌系统。

从流体力学角度看，蛋形消化罐形状最完美，可有效地避免水力死角和沉积，但缺点是建筑费用相对较高，容积为11000m3的消化罐建筑造价约为1100万元。机械与沼气搅拌均适宜。

2搅拌方式

为了达到污泥温度均衡以使有机物充分分解并产生相应的消化气体，除原污泥需接种以外，还必须对消化罐内的污泥进行有效的混合搅拌。

2.1机械搅拌

机械搅拌可分为螺旋桨式与外置泵式两种(见图2)。

螺旋桨式搅拌需根据工艺要求在罐顶安装一台或数台机械搅拌器，这种搅拌器具有4个特点：①机械密封优良、使用寿命较长(10年以上)；②叶片具有防杂物缠绕的功能；③可双向转动；④配有一个水力曲线导流筒。螺旋桨式搅拌器容易操作，可以通过竖管向上、下两个方向推动，因此在固定的污泥液面下能够有效地消除浮渣层。此种搅拌特别适用于蛋形或者带陡峭倾斜漏斗底的圆柱形消化罐。不过在发生故障时必须打开消化罐(可能需要污泥消化系统停止运行)，因而会造成消化过程中断而产生很高的费用。

外置泵式搅拌系统只适用于较小的、带漏斗形底和锥形顶盖的常规消化罐，而对于较大的消化罐效果较差。

2.2沼气搅拌

沼气搅拌就是通过收集在厌氧污泥消化过程中所产生的沼气，经过压缩机加压后再注入消化罐，从而起到对消化罐内的污泥进行有效混合搅拌的作用。

沼气的注射可以通过悬挂喷杆、喷嘴及混流管方式实现(见图3)。

悬挂喷杆可自由取出，方便灵活，适用于各种罐形，尤其可促进平底柱形消化罐搅拌效率的提高，另外它还具有维修、维护方便的特点，因此近年来得到广泛应用。而周边布置的喷嘴及混流管方式的结构布置较为复杂，维护也没有悬挂喷杆式方便，因此使用较少。

沼气搅拌适用于所有型号的消化罐，因悬挂喷杆可以自由拆装，故可在不影响生产的情况下进行局部维护与检修，但由于沼气搅拌是由压缩机、阀门、阻燃器、过滤器、管道等组成的一个较复杂的系统且沼气易爆，其冷凝液含腐蚀成分，因此对安装中所使用的沼气管件和安全措施有特殊的要求。

3工程实例

在工程中除了根据工艺要求选择不同型号的消化罐和搅拌系统外，还必须根据建设者的经济实力进行选型。我国早期较多使用平底消化罐(如厦门第一污水处理厂和北京高碑店污水厂一期工程)，近年来则多采用锥形，如深圳污水处理厂采用的是带沼气搅拌的锥形污泥消化罐，而青岛李村河污水厂与团岛污水处理厂采用的则是配置螺旋桨式搅拌器的锥形污泥消化罐。采用蛋形污泥消化罐的污水厂有杭州四堡污水厂(蛋形消化罐配置沼气搅拌系统)和济南黄台污水处理厂(蛋形消化罐配置螺旋桨式搅拌器)，比较两个厂的运行结果发现各有利弊，很难说谁好谁坏。另外，国内目前在建的山东济宁污水厂也采用蛋形污泥消化罐配置螺旋桨式搅拌器。

漳州市东区污水处理厂处理污水量为10×104m3/d，采用AB法二级污水处理工艺。污泥消化采用一级中温厌氧消化，温度为33～35℃，消化时间为20d(投配率5%，进泥含固率3%)，产干污泥量为33000kg/d。两座容积为11000m3的蛋形消化罐的高度为42. 52m，按照工艺要求至少需搅拌4～6次/d。

若采用沼气搅拌方式，1支搅拌管的气量为60m3/h(1组6支)、沼气压缩机搅拌能力为

409m3/(h·台)、电机功率为40kW，则沼气压缩机(共3台，2用1备)的功耗为960(kW·d)/台。

若采用螺旋桨式搅拌器,按6次/d搅拌推算则螺旋桨式搅拌器搅拌能力至少为

11000×6/24=2750m3/h。参照市售MFS6型搅拌器，其搅拌能力为3000m3/h、电机功率为

22kW，即每天可对消化罐污泥搅拌的次数为：24/(11000/3000)=6.6次＞6次。其单台功耗为528kW/d，比沼气搅拌系统可节省能耗为315360kW/a，以电价为0.656元/(kW·h)计算则可节省电费为206876.16元/a。同时考虑到今后管理、维修、维护的方便以及运行管理的安全性，最终选择了螺旋桨式搅拌器，其投资与沼气搅拌系统相近(约130万元/台)。