污水廠污泥消化處理系統(tǒng)技術(shù)探討

查俊+陳曉昱

（南京博環(huán)環(huán)保有限公司 江蘇 南京 210000）

摘 要：由于環(huán)保和城市用水的需要，污泥問題廣泛受到關(guān)注，本文于是探討了污水廠污泥消化處理系統(tǒng)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：污水廠；污泥處理；消化系統(tǒng)；技術(shù)

前言：污泥消化池的建設(shè)數(shù)量急劇增多，但目前污泥消化處理的總體技術(shù)水平不高，需要總結(jié)污泥消化處理系統(tǒng)的技術(shù)問題，采取相應(yīng)的措施加以改善。

1、我國(guó)污泥消化處理系統(tǒng)存在的問題

由于我們通常的污水處理方法一般為物理法或生物法，這些方法的實(shí)施往往不會(huì)改變污水中殘留的漂浮物、膠體、微生物等顆粒狀物質(zhì)的存在。我們平時(shí)所說的污泥中的成分也大抵如此。確切的說，污水廠中產(chǎn)生的污泥可定義為含水量豐富，多種有機(jī)物、重金屬物質(zhì)與微生物并存的呈粘稠膠狀物質(zhì)。其中，需要明確指出的是，這里所說的有機(jī)物不僅包括蛋白質(zhì)、淀粉、纖維等可降解的成分，也包含如苯系物、大分子有機(jī)物等難以被降解的有機(jī)化合物。而微生物往往指的是各種病原體及細(xì)菌的存在，這些都嚴(yán)重威脅著人們生產(chǎn)與日常生活活動(dòng)的進(jìn)行，阻礙了社會(huì)主義和諧社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。

2、污水廠污泥消化處理系統(tǒng)技術(shù)措施

2.1確保熱平衡計(jì)算的準(zhǔn)確性

用污泥消化處理系統(tǒng)中沼氣產(chǎn)生的總能量減去維持消化處理過程的耗費(fèi)的能量，就能得到污泥消化池實(shí)際的凈能產(chǎn)量。有可能影響污泥厭氧消化系統(tǒng)處理凈能產(chǎn)量的相關(guān)因素較多，包括了污水廠可以處理的污泥量、污泥中的含水率、污泥的物理化學(xué)性質(zhì)、消化系統(tǒng)的溫度、外界環(huán)境中的大氣與土壤溫度、污泥在消化池內(nèi)停留的時(shí)間、污泥消化池的保溫性能，還有鍋爐與熱交換器這些供換熱機(jī)械設(shè)備等等，國(guó)內(nèi)污泥消化處理系統(tǒng)的熱平衡設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性應(yīng)當(dāng)滿足系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)要求。但在實(shí)際的污泥處理系統(tǒng)操作中，難以對(duì)一些的關(guān)鍵性工藝設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)際、準(zhǔn)確的控制和設(shè)置，特別是對(duì)于二沉池中剩余污泥相關(guān)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)參數(shù)不吻合的情況，需要對(duì)照實(shí)際情況，進(jìn)行必要的、仔細(xì)的復(fù)核。根據(jù)我國(guó)建設(shè)部門、發(fā)改委制定的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南（試行）》（2011年3月，簡(jiǎn)稱《指南》），污泥的有機(jī)物分解率通常在35%到45%之間，污泥處理系統(tǒng)去除VSS的產(chǎn)氣率一般為0.75-1.1m3/kg。

2.2污泥中高含砂、含渣量處理

在國(guó)內(nèi)污水處理廠中，由于雨污分流不徹底等原因，非常普遍的是進(jìn)廠污水中的砂礫含量較高，即使經(jīng)過沉砂池的預(yù)處理，仍有大量細(xì)小砂粒進(jìn)入沉砂池的污水處理設(shè)施中，使得污泥中的含砂量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平。為了保障污泥厭氧消化工藝系統(tǒng)的正常運(yùn)行，有必要對(duì)污水處理廠的沉砂池出水污泥中的含砂量和砂粒粒徑分布進(jìn)行測(cè)定，并從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面評(píng)估其對(duì)污泥消化處理系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生的影響。污水的預(yù)處理過程對(duì)于污泥處理設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。一些污水處理廠的配水渠道內(nèi)嚴(yán)重積砂，污泥泵經(jīng)常堵塞并過度磨損，壽命大大降低。很多污水處理廠的運(yùn)行人員通常忙于解決堵塞、積砂、大量浮渣、設(shè)備磨損等問題，而對(duì)從格柵流走的一些塑料袋、破布條等雜物進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)后堵塞排泥管路、排泥泵、熱交換器等重視不夠。

2.3污泥處理與土地利用平衡

國(guó)內(nèi)污水處理廠普遍使用的處理方式是對(duì)污泥進(jìn)行集中化的填埋，雖然這種方法節(jié)約了污泥的處理成本，處理速度較快，但是污泥中的有毒物質(zhì)如果處理不當(dāng)會(huì)滲透到土壤之中造成污染，所以填埋必須做好防滲處理，防止污染土壤和地下水。土地資源的稀缺和緊張對(duì)污泥填埋場(chǎng)的選址對(duì)政府管理部門造成相當(dāng)大的困擾，平衡污泥處理和土地利用之間的關(guān)系尤為重要。污水處理后留下的剩余污泥中有極其豐富的有機(jī)物質(zhì)和鈣、鎂、銅、鐵等微量的元素，對(duì)于提高土地的肥力有重要的作用。因此，污泥處理的一個(gè)思路是，對(duì)污泥進(jìn)行科學(xué)的處理后用作土地的肥料，進(jìn)行再利用，促進(jìn)土地中農(nóng)作物的生長(zhǎng)。這種常見的方法被稱為污泥堆肥法，即將污泥鋪埋于土地中，使得污泥在高溫下自行發(fā)酵，促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的分解。近年來，隨著現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)將剩余污泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，再添加尿素、氯化鉀等物質(zhì)，加工成為農(nóng)業(yè)中用量極大的復(fù)合肥料。該復(fù)合肥料的使用效果較好，可以被推廣使用。

2.4污泥中高濃度硫化氫處理

污泥中硫化氫的濃度會(huì)因污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)而變化，其變化幅度在0.228-4.554g/m3或更大。進(jìn)水中硫化物的主要來源是工業(yè)廢水排放。污水中尿素和蛋白質(zhì)的分解和供水系統(tǒng)投加明礬都會(huì)產(chǎn)生硫酸鹽?！吨改稀分形勰嘟?jīng)消化處理產(chǎn)生的沼氣中的硫化氫含量一般為0.1-10.0g/m3，但在國(guó)內(nèi)南方某污水處理廠污泥消化處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，污泥經(jīng)消化處理產(chǎn)生沼氣中的硫化氫濃度的設(shè)計(jì)值在脫硫前為0.079-0.158g/m3，較國(guó)內(nèi)污水處理廠常規(guī)值相差懸殊。在此低濃度的硫化氫設(shè)計(jì)沼氣處理系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)行中高濃度硫化氫將會(huì)嚴(yán)重地影響整個(gè)污泥消化處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。沼氣脫硫處理，含硫量<1000ppm 的采用干式脫硫工藝，高濃度含硫量的采用濕式脫硫+干式脫硫的二級(jí)串聯(lián)組合工藝。

2.5提高干化焚燒的技術(shù)水平

污泥干化焚燒處理有諸多優(yōu)點(diǎn)：可以高效地處理污染物，最大限度地減小剩余污泥的體積，最終留下的需要處置的物質(zhì)極少，也不會(huì)留下重金屬污染的隱患；同時(shí)干化焚燒處理污泥的效率高、速度快，不必進(jìn)行長(zhǎng)期儲(chǔ)存；在對(duì)污泥進(jìn)行干化之后，可就地進(jìn)行焚燒，無需長(zhǎng)距離運(yùn)輸；污泥干化焚燒后的爐渣可以被制成建筑所用的磚塊。污泥的熱干化方法有直接進(jìn)行干化的方法，包括硫化干化法、轉(zhuǎn)鼓干化法等等；間接干化的方法包括薄層干化、漿化干化等；輻射干化的方法包括帶式干化、螺旋式干化等。污泥干化要求超出850Kcal/kg的熱值環(huán)境，通過鼓泡流化床實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定燃燒，使得病原體在高溫下被殺死，并進(jìn)行碳化成有機(jī)物。污泥干化焚燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜，干化焚燒工藝較為復(fù)雜，包括的環(huán)節(jié)和工序眾多，涉及的行業(yè)眾多；該工藝的核心設(shè)備如干化機(jī)、焚燒爐還需要從國(guó)外進(jìn)口，企業(yè)投入的設(shè)備采購(gòu)成本十分高昂；此外，污泥焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的有毒氣體，如二噁英，會(huì)對(duì)空氣環(huán)境造成極大的污染。面對(duì)污泥干化焚燒技術(shù)的缺點(diǎn)，可以在技術(shù)層面做改進(jìn)，針對(duì)那些有毒成分多，不方便資源轉(zhuǎn)化利用的污泥，可以重點(diǎn)考慮采用干化焚燒處理方法進(jìn)行處理。

2.6沼氣收集管路中冷凝水處理

沼氣的收集管路需考慮其冷凝水影響，在沼氣管路的低點(diǎn)處隔一定距離設(shè)置冷凝水排放設(shè)施。如沼氣管不設(shè)坡度，則沼氣管路中的冷凝水排放勢(shì)必存在問題，從而將影響整個(gè)沼氣收集處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。沼氣管道應(yīng)沿氣流方向設(shè)置一定的坡度。在管道相對(duì)低點(diǎn)、脫硫塔/沼氣壓縮機(jī)/沼氣鍋爐/沼氣火炬等設(shè)備的沼氣管線入口、濕式氣柜的進(jìn)出口處需設(shè)置冷凝水去除裝置。沼氣在利用之前，尚需進(jìn)行除濁預(yù)處理。沼氣的除濁處理需采用沉淀物捕集器和水沫分離器以去除沼氣中的水沫和沉淀物。如某污水處理廠的污泥消化系統(tǒng)缺少沼氣處理粗、細(xì)過濾器，勢(shì)必影響整個(gè)沼氣處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.7明確防爆區(qū)域的安全范圍

確定污泥消化處理系統(tǒng)中的防爆區(qū)域十分重要，因?yàn)樵搮^(qū)域的確定會(huì)對(duì)總體的平面布置、工藝設(shè)備等各方面的設(shè)計(jì)、施工造成較大的影響，要進(jìn)行科學(xué)、全面的布局和設(shè)計(jì)，提高整體系統(tǒng)建設(shè)以及運(yùn)行過程中的安全性，要對(duì)污泥消化處理系統(tǒng)的防爆區(qū)域進(jìn)行界定，畫出科學(xué)合理的安全范圍。在沼氣系統(tǒng)的防爆區(qū)域內(nèi)，相關(guān)建筑、設(shè)施的設(shè)計(jì)必須符合甲級(jí)防爆要求。另外在防爆區(qū)域內(nèi)，相關(guān)建筑、設(shè)施的設(shè)計(jì)要按照國(guó)家相關(guān)安全管理部門制定的相關(guān)文件進(jìn)行實(shí)施。比如，在防爆區(qū)域內(nèi)防爆電氣設(shè)備符合GB3836.1～4—2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》、GB3836.9—2006《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第9部分： 澆封型“m”》等一系列的文件的要求，確保設(shè)備的安全運(yùn)行。

3、結(jié)語

綜上所述，面臨我國(guó)污泥消化處理系統(tǒng)現(xiàn)狀，需要不斷進(jìn)行改善，科學(xué)進(jìn)行污泥的規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的有效利用，提高污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

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