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全面解析污泥厭氧消化池

欄目:行業(yè)知識(shí) 發(fā)布時(shí)間:2021-12-27 作者: 污泥厭氧消化池 來源: www.qcpgs.com.cn 瀏覽量: 1207
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原則和功能

  厭氧消化?是利用兼性菌和厭氧菌進(jìn)行厭氧生化反應(yīng)分解污泥中的有機(jī)物,很好地實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定化。其厭氧消化作用主要表現(xiàn)在:

    原則和功能

  厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進(jìn)行厭氧生化反應(yīng)分解污泥中的有機(jī)物,很好地實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定化。其厭氧消化作用主要表現(xiàn)在:

  (1)污泥的穩(wěn)定。降解有機(jī)物質(zhì),使其穩(wěn)定,無腐臭現(xiàn)象,避免在運(yùn)輸和最后處理過程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響;

  (2)減少污泥量。采用厭氧法降解有機(jī)物質(zhì),減少污泥體積,同時(shí)可改善污泥脫水性能,減少污泥脫水用藥,降低污泥含水量;

  (3)消化時(shí)產(chǎn)生沼氣??苫厥丈镔|(zhì)能源,降低污水處理廠的能耗,減少溫室氣體的排放。

  厭氧消化處理后的污泥能達(dá)到國(guó)家GB18918《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918中有關(guān)穩(wěn)定污泥的指標(biāo)。

  2應(yīng)用原則

  采用厭氧消化技術(shù),可對(duì)污泥進(jìn)行減量處理,穩(wěn)定化、無害化、資源化,降低溫室氣體排放量。本發(fā)明適用于污水廠污泥就地集中處理。一般處理規(guī)模越大,厭氧消化工藝的綜合效益越顯著。

  3.厭氧消化過程。

  3.1無氧消化的分類。
                                                                                     污泥厭氧消化池

  1、厭氧消化。

  中溫厭氧消化溫度保持在35℃±2℃,固體停留時(shí)間應(yīng)大于20天,一般容積負(fù)荷為2.0~4.0kg/m3?有機(jī)質(zhì)分解率可達(dá)35%~45%,氣體產(chǎn)率一般在0.75~1.10Nm3/kgVSS(去除)。

  2、高溫厭氧消化。

  利用高溫厭氧消化溫度控制在55℃±2℃,適宜于甲烷菌生長(zhǎng)。高溫厭氧消化有機(jī)物分解迅速,能有效殺滅各類致病菌及寄生蟲卵。有機(jī)質(zhì)的分解率可達(dá)35%~45%,且停留時(shí)間可減少到10~15天。其缺點(diǎn)是能耗大,運(yùn)行費(fèi)用高,對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行要求高。

  3.2傳統(tǒng)的厭氧消化流程及系統(tǒng)組成。

  圖4-1介紹了傳統(tǒng)厭氧消化系統(tǒng)的組成和工藝過程。在沒有足夠場(chǎng)地建污泥厭氧消化系統(tǒng)的情況下,可將脫水污泥集中至其它施工現(xiàn)場(chǎng),經(jīng)適當(dāng)?shù)臐{液液化處理,然后進(jìn)行污泥厭氧消化,系統(tǒng)組成和工藝流程圖,見圖4-2。

  常規(guī)污泥厭氧消化系統(tǒng)主要有:污泥進(jìn)入系統(tǒng).污泥加熱系統(tǒng).消化池?cái)嚢柘到y(tǒng)和沼氣收集凈化利用系統(tǒng)。

  消化池一般呈蛋狀、柱狀等池形,可按攪拌系統(tǒng).投資費(fèi)用及景觀要求選擇。池內(nèi)可以采用混凝土或鋼結(jié)構(gòu)。對(duì)常年高溫的南方地區(qū),可考慮不采取保溫措施,以節(jié)約投資。根據(jù)系統(tǒng)需要,沼氣攪拌系統(tǒng)可以選擇沼氣攪拌或機(jī)械攪拌。

  3.3厭氧消化新工藝。

  通過微生物細(xì)胞壁的破壁和水解,在污泥消化過程中,可以提高有機(jī)物的降解速率和系統(tǒng)的產(chǎn)氣量。近幾年來,開發(fā)了大量使用的破壁法和強(qiáng)化水解法,主要有物化強(qiáng)化預(yù)處理和生物強(qiáng)化預(yù)處理工藝。

  1)采用高含固性污泥厭氧消化工藝對(duì)高溫?zé)崴?THP)進(jìn)行預(yù)處理。

  本發(fā)明采用高溫高壓熱水解法(ThermalHydrolysisPre-Treatment),將厭氧消化技術(shù)應(yīng)用于高含固性脫水污泥(含15%~20%)。技術(shù)采用高溫(155℃~170℃)處理污泥(6bar)的熱水解和閃蒸處理污泥,使得污泥中的胞外聚合體和大分子有機(jī)物水解,打破污泥中微生物的細(xì)胞壁,增強(qiáng)物料的可生物化學(xué)特性。提高物料的流動(dòng)度,提高污泥厭氧消化池的容積利用率.厭氧消化后的有機(jī)物降解和產(chǎn)氣量;通過高溫高壓預(yù)處理,可改善污泥衛(wèi)生性能和沼渣脫水性能,進(jìn)一步降低沼渣含水量,該方法有助于沼渣厭氧消化后的資源化。

  過程處理過程,如圖4-3所示。這一過程已經(jīng)在歐洲各國(guó)大規(guī)模的工程中得到應(yīng)用。

  圖示4-3基于高溫高壓熱水解預(yù)處理的高含固城市污泥厭氧消化流程。

  2)其它強(qiáng)化厭氧消化預(yù)處理工藝的其它強(qiáng)化厭氧消化預(yù)處理工藝如下:

  預(yù)處理生物強(qiáng)化工藝。該方法主要是采用高效厭氧水解菌,在高溫條件下,強(qiáng)化水解污泥,或者在較高溫度下使用好氧或微氧嗜熱溶胞菌對(duì)污泥進(jìn)行強(qiáng)溶胞和水解。

  超聲預(yù)處理。采用超聲空穴產(chǎn)生的水動(dòng)力及聲化作用,使細(xì)胞破裂,引起細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)釋放,提高污泥厭氧消化過程中有機(jī)物的降解和產(chǎn)氣速率。

  堿前處理工藝其主要作用是通過調(diào)整酸堿度,加強(qiáng)污泥的水解,提高有機(jī)物的脫除效率和產(chǎn)氣量。

  預(yù)處理化學(xué)氧化法。直接或間接地通過氧化劑,例如臭氧等,破壞污泥中微生物的細(xì)胞壁,使細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入溶液,增加污泥中溶解性有機(jī)物質(zhì)的濃度,改善其厭氧消化性能。

  高壓力噴射預(yù)處理工藝。即利用高壓泵產(chǎn)生的機(jī)械力,破壞污泥中的微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu),使胞內(nèi)物質(zhì)釋放出來,從而增加污泥中有機(jī)物的含量,增強(qiáng)水解效果。

  微波爐預(yù)處理。微波爐預(yù)處理是一種快速的細(xì)胞水解法,在微波作用下,表面會(huì)產(chǎn)生大量的“熱點(diǎn)”,破壞微生物細(xì)胞壁,使胞內(nèi)物質(zhì)溶解,從而達(dá)到分解污泥。

  4沼氣的收集、儲(chǔ)存和利用。

  4.1沼氣特性。

  甲烷的成分包括諸如CH4、CO2、H2S等氣體。含氣量為60%~70%,決定了沼氣的熱值,CO2含量為30%~40%;H2S一般是0.1~10g/Nm3,會(huì)產(chǎn)生腐蝕和臭味。甲烷熱值一般在21000~25000kWh/Nm3、5000~6000kcal/m3、6.0~7.0kWh/Nm3、Nm3/Nm3、凈化處理后可作為優(yōu)質(zhì)清潔能源。

  4.2收集沼氣,凈化和凈化。

  1)收集和貯存沼氣。

  甲烷是一種強(qiáng)腐蝕性很強(qiáng)的高濕混合物,收集系統(tǒng)應(yīng)使用高防腐蝕等級(jí)的材料。

  在氣流方向上,沼氣管道應(yīng)設(shè)置一定的坡度.沼氣壓縮機(jī).沼氣鍋爐.沼氣發(fā)電機(jī).廢氣燃燒器.脫硫塔等設(shè)備的沼氣管路入口.干式氣柜的進(jìn)口及濕式氣柜的進(jìn)出口處均需設(shè)置除冷器。水封罐安裝于消化池及儲(chǔ)氣柜的適當(dāng)位置。考慮到沼氣產(chǎn)量的波動(dòng)和對(duì)沼氣利用的要求,要求在系統(tǒng)中設(shè)置沼氣儲(chǔ)罐,以調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量波動(dòng)和系統(tǒng)壓力。儲(chǔ)氣室有高壓(~10bar)、低壓(30~50mbar)及無壓力3種。根據(jù)沼氣產(chǎn)量和需求量變動(dòng)情況,確定儲(chǔ)氣室容量。一般貯存6~24小時(shí)。為確保安全,可以根據(jù)沼氣利用單元的壓力要求,將壓力提升裝置安裝到沼氣收集系統(tǒng)中。

  2)沼氣的凈化。

  通過除濕、除濁、脫硫等措施,沼氣得到充分利用。

  除濕除濁處理通常采用沉淀物捕集裝置和水沫分離器(過濾器)來除去沼氣中的水沫和沉淀物。

  針對(duì)沼氣利用設(shè)備的要求,可采用沼氣脫硫方式。脫硫的方法有物理方法和生物方法。物理法脫硫主要分為干法和濕法。干燥的脫硫劑通常是氧化鐵。濕法吸附劑以NaOH和Na2CO3溶液為主。生物脫硫是在合適的溫度.濕度和微氧條件下,通過脫除細(xì)菌對(duì)H2S進(jìn)行代謝,使H2S變?yōu)閱钨|(zhì)硫。

  3)沼氣凈化。

  厭氧消化過程中,沼氣中有60%~70%的甲烷,經(jīng)凈化處理,可制得天然氣中90%~95%的甲烷,成為清潔的可再生能源。

  精制工藝一般是對(duì)沼氣進(jìn)行初步除水后,進(jìn)入脫硫系統(tǒng),煙氣經(jīng)過脫硫除塵,在特定的反應(yīng)條件下,完全或部分去除CO2.氨.氮氧化物硅氧烷等多種雜質(zhì),使甲烷濃度達(dá)90%~95%。

  4.3沼氣的利用

  一般消化過程中產(chǎn)生的沼氣可用于沼氣鍋爐、沼氣發(fā)電、沼氣拖動(dòng)。該沼氣鍋爐采用沼氣制熱,熱效率可達(dá)90%~95%,沼氣發(fā)電機(jī)以沼氣為動(dòng)力,同時(shí)回收發(fā)電過程中的余熱。正常情況下,1Nm3的沼氣能產(chǎn)生1.5~2.2kWh,以補(bǔ)充污水處理廠的電力消耗;內(nèi)燃機(jī)熱回收系統(tǒng)可回收40%~50%的能量,供消化池加熱。本發(fā)明利用沼氣直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī),對(duì)曝氣池進(jìn)行氧氣供給,是一種新的技術(shù)。

      經(jīng)凈化處理后的沼氣達(dá)到了天然氣質(zhì)量要求,可用作汽車燃料.民用燃?xì)夂凸I(yè)煤氣。