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8。3，污泥消化，一般規(guī)定8 3.1 污泥消化的方式有厭氧消化和好氧消化兩種、厭氧消化可以降低污泥中有機質含量，使污泥穩(wěn)定,易于脫水,產生的污泥氣可資源利用 因此污泥厭氧消化對提高污水廠能量自給率 碳減排意義重大,已成為國際上應用較為廣泛的污泥減量化 穩(wěn)定化和資源化方法，近年來,污泥厭氧消化技術研究和實踐均取得了較大進展、高含固濃度厭氧消化.污泥和餐廚垃圾協(xié)同厭氧消化、熱水解.水熱,消化預處理工藝得到了應用，污泥氣利用方式也有很大改進,污泥氣脫硫 提純技術得到應用。凈化提純后污泥氣壓縮罐裝或直接并入天然氣管網也有較多實踐經驗、但和發(fā)達國家相比,我國污泥厭氧消化的認識仍有待提高、采用污泥厭氧消化工藝的污水廠不到3 部分已經建成的污泥厭氧消化工程運行不良或處于停運狀態(tài).除污泥有機質含量低，含砂量高，碳氮比低等客觀原因外.對污泥厭氧消化在回收能源。提高污水廠能量自給率，建設碳匯的污水廠等方面認識不足也是原因之一,污泥好氧消化系統(tǒng)由于工藝條件,污泥溫度、隨氣溫變化波動較大。冬季運行效果較差,能耗高等原因,采用較少,但好氧消化工藝仍具有有機物去除率較高,處理后污泥品質較好等優(yōu)點.8,3,2 據有關文獻介紹。污泥厭氧消化的揮發(fā)性固體分解率最高可達到80。對于充分攪拌，連續(xù)工作 運行良好的厭氧消化池,在有限消化時間 20d,30d 內 揮發(fā)性固體分解率可達到40，50.據調查資料、我國現有的厭氧和好氧消化池設計有機固體分解率在30 50、實際運行基本達到40,現行國家標準.城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準，GB.18918.2002第4，3、1條提出的污泥穩(wěn)定化控制指標為.采用厭氧消化時，有機物降解率,40,采用好氧消化時。有機物降解率、40，本標準將有機物降解的指標名稱統(tǒng)一為揮發(fā)性固體降解率,并按照現行國家標準。城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準，GB 18918的有關規(guī)定。將該值確定為40、污泥厭氧消化8、3.3.厭氧消化反應的理想碳氮比為10、20，我國污水廠初沉污泥的碳氮比為.9，40，10.35、1.剩余污泥的碳氮比為,4。60。5,04.1.混合污泥的碳氮比為 6.80.7,50、1、初沉污泥比較適合厭氧消化?；旌衔勰啻沃?故規(guī)定剩余污泥宜和初沉污泥合并進行厭氧消化處理、為改善厭氧發(fā)酵基質的碳氮比。提高污泥厭氧消化系統(tǒng)的效率、還可通過將污泥和餐廚垃圾等有機物按照一定比例混合后進行協(xié)同厭氧消化 協(xié)同厭氧消化的優(yōu)勢主要表現在.提高了系統(tǒng)的碳氮比 有利于厭氧消化系統(tǒng)的高效運行.同時降低了厭氧消化運行成本.餐廚垃圾和污泥協(xié)同互補。降低了氨氮和重金屬離子等抑制物的濃度 緩沖能力得到提升.提高了厭氧消化系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性 污泥和餐廚垃圾混合協(xié)同厭氧消化在丹麥、瑞典等國家有廣泛的應用且效果良好。在我國也有所應用 鎮(zhèn)江市餐廚廢棄物和生活污泥協(xié)同處理一期工程的設計規(guī)模為260t,d，包括140t d含水率為85、的餐廚垃圾和120t.d含水率為80 的污泥 該工程采用高溫熱水解作為污泥的預處理，再和餐廚垃圾混合進行協(xié)同厭氧消化。消化池總容積為12800m3，厭氧消化溫度為38、停留時間為25d.30d，進料含固率為8.運行產生的污泥氣中甲烷含量達到63.左右,產氣率平均為0、77m3，kgVS 去除.有機物降解率平均為51，8、8.3,4 原標準中考慮到高溫厭氧消化能耗較高 一般情況下不經濟.未列入高溫消化,相對于中溫消化。高溫消化固體負荷率更高.揮發(fā)性固體降解率更高.消化后污泥具有更好的脫水特性 可產生包含較少病原體的生物固體.上述優(yōu)點加上目前采用熱水解.水熱.等厭氧消化預處理技術、使得高溫消化的技術經濟優(yōu)勢較為明顯、可根據具體項目進行技術經濟比較確定 8.3 5、各級厭氧消化池的容積比和其運行控制方式以及后續(xù)污泥濃縮設施有關、應通過技術經濟比較確定，對二級和二級以上的消化池，由于可以不攪拌 運行時常有污泥浮渣在表面結殼。影響上清液的排出。所以應采取防止浮渣結殼的措施 8.3 6、參照美國.德國和日本相關設計標準、采用消化時間和揮發(fā)性固體容積負荷兩個參數確定厭氧消化池的有效容積、提出兩個參數互相校核.保證消化池設計合理。運行可靠、8 3 7、中溫厭氧消化池是目前我國采用較多的形式，表26是我國和美國厭氧消化系統(tǒng)的主要設計參數對比表 表27是日本厭氧消化系統(tǒng)設計和運行參數統(tǒng)計表,消化溫度是厭氧消化設計和能量平衡的重要工藝參數、國外一些厭氧消化采用37 我國近年建設的污泥厭氧消化設施如大連夏家河污泥處理廠、天津津南污泥處理廠也采用37 因此 本條規(guī)定中溫厭氧消化的溫度由原來的33 35、調整為33。38 表28、是我國部分厭氧消化池的主要設計參數,8、3.8。相比于傳統(tǒng)厭氧消化,高含固濃度厭氧消化的顯著特點是進料含固率較高。一般為8.10、高含固濃度厭氧消化主要的優(yōu)勢包括所需反應器容積減小.保溫能量需求降低等，我國已相繼建成了大連夏家河，鄭州馬頭崗 長沙黑糜峰 湖南長沙。浙江寧?？h城北和湖南襄陽等多個高含固污泥厭氧消化處理設施 為我國高含固濃度厭氧消化的應用提供了實踐基礎 表29是我國部分高含固厭氧消化池的主要設計參數。8 3 9 高溫熱水解技術通過高溫高壓和泄壓閃蒸過程 能夠溶解顆粒污泥.水解胞外聚合物 使細胞破壁.提高污泥流動性和可生化性、從而提高水解反應效果，在加快消化反應進程的同時,提高污泥的降解程度和污泥氣產量，和傳統(tǒng)厭氧消化工藝相比，高溫熱水解厭氧消化技術的優(yōu)勢主要表現為,污泥流動性增強 可提高攪拌效率、減少污泥消化時間 減少消化池容積 提高可溶性COD含量、可提高污泥厭氧消化的有機物降解率 提高污泥氣產率 在高溫條件下殺死病原菌,8、3、10，和原規(guī)范相比,本條主要做了以下調整、1.將原污泥加熱調整為溫度保持、2、明確中溫消化池的溫度變化幅度為,2.這也是對污泥溫度保持系統(tǒng)能力的要求,8 3、11、污泥厭氧消化池池形應具有工藝條件好，防止沉淀 沒有死區(qū) 混合良好，易去除浮渣和泡沫等特點 卵形消化池在德國采用較多 我國也有卵形消化池，8、3,12。隨著技術的進步，近年來新設計的污泥厭氧消化池大多采用污泥池外熱交換方式加熱.蒸汽直接加熱污泥的方式已逐漸被淘汰.1、總耗熱量應按最冷月平均日氣溫計算,包括原污泥加熱量 厭氧消化池散熱量，包括地上和地下部分 投配和循環(huán)管道散熱量等 2,加熱設備應考慮備用或留有富余能力。3,為控制散熱.污泥投配和循環(huán)管道的所有戶內 戶外管道均應采取保溫措施、8，3 13 厭氧消化污泥和污泥氣對混凝土或鋼結構存在較大的腐蝕，池內壁應進行防腐處理，8。3，14，厭氧消化池的攪拌是厭氧消化系統(tǒng)成敗的重要環(huán)節(jié),攪拌方式的選擇和污泥濃度。黏滯系數 池容和池形等因素有關 如攪拌系統(tǒng)選擇不當。會導致污泥沉積,溫度不均和消化效率降低等問題,機械攪拌和污泥氣攪拌是目前厭氧消化池的主要攪拌方式、池外泵循環(huán)攪拌適用于小型厭氧消化池 間歇攪拌時、規(guī)定每次攪拌的時間不宜大于循環(huán)周期的一半。按每日3次考慮.相當于每次攪拌的時間4h以下。主要是考慮設備配置和操作的合理性 如果規(guī)定時間太短,設備投資增加太多、如果規(guī)定時間太長,接近循環(huán)周期時,間歇攪拌就失去了意義,8,3.15.本條為強制性條文。必須嚴格執(zhí)行，污泥厭氧消化系統(tǒng)在運行時,厭氧消化池和污泥氣貯罐是用管道連通的.所以厭氧消化池的工作內壓一般和污泥氣貯罐的工作壓力相同，現行國家標準,給水排水構筑物工程施工及驗收規(guī)范，GB。50141規(guī)定.在氣密性試驗壓力為池體工作壓力的1 5倍時,24h的氣壓降不超過試驗壓力的20。則應判定氣密性試驗合格.因此，本標準規(guī)定氣密性試驗壓力不應小于污泥氣工作壓力的1,5倍 為防止超壓或負壓造成的破壞,厭氧消化池和污泥氣貯罐設計時應采取相應的措施、如設超壓或負壓檢測 報警和釋放裝置，放空。排泥和排水閥應采用雙閥等，規(guī)定防止超壓或負壓的操作程序。8。3.16，本條為強制性條文 必須嚴格執(zhí)行。厭氧消化池溢流或表面排渣管排渣時，均有可能發(fā)生污泥氣外泄，放在室內。指經常有人活動或值守的房間或設備間內。不包括戶外專用于排渣、溢流的井室，可能發(fā)生爆炸 危及人身安全.水封的作用是減少污泥氣泄漏 并避免空氣進入厭氧消化池影響消化條件、為防止污泥氣管道著火而引起厭氧消化池爆炸.規(guī)定厭氧消化池的出氣管上必須設置回火防止器 8，3、17,為便于管理和減少通風裝置的數量，相關設備宜集中布置.室內應設通風設施 電氣設備引發(fā)火災或爆炸的危險性較大，如全部采用防爆型則投資較高.因此規(guī)定電氣集中控制室不應和存在污泥氣泄漏可能的設施合建.8,3,18，本條為強制性條文。必須嚴格執(zhí)行,貯存或使用污泥氣的貯罐。壓縮機房 閥門控制間和管道層等場所,均存在污泥氣泄漏的可能 規(guī)定這些場所的電機,儀表和照明等電器設備均應符合防爆要求,若處于室內時,應設通風設施和CH4。H2S泄漏濃度監(jiān)測和報警裝置、8。3、19、污泥氣貯罐的容積原則上應根據產氣量和用氣情況經計算確定，實際設計可按6h,10h的平均產氣量采用，污泥氣對鋼或混凝土結構存在較大的腐蝕.為延長使用年限,貯罐應采取防腐措施，8,3 20,本條為強制性條文.必須嚴格執(zhí)行。污泥氣中的甲烷是一種溫室氣體 根據聯合國政府間氣候變化專門委員會.IPCC、2006年出版的,國家溫室氣體調查指南。其溫室效應是CO2的21倍.為防止大氣污染和火災，污泥氣不得直接向大氣排放。多余的污泥氣必須燃燒消耗、由于外燃式燃燒器明火外露,在遇大風時易形成火苗或火星飛落.可能導致火災。故規(guī)定燃燒器應采用內燃式,為防止用氣設備回火或輸氣管道著火而引起污泥氣貯罐爆炸，規(guī)定污泥氣貯罐的出氣管上必須設回火防止器,8、3.21、污泥氣凈化處理中。除濕和過濾處理指采用過濾器和沉淀物捕集器去除污泥氣中的水分和沉淀物 應根據污泥氣含硫量和用氣設備的要求設置脫硫裝置、脫硫裝置應設在污泥氣進入污泥氣柜之前.脫硫作用是降低H2S含量 減少污泥氣對后續(xù)管道和設備的腐蝕，延長設備的使用壽命，同時減小污泥氣燃燒產生的煙氣對大氣的污染。污泥氣純化過程為經過初步除濕,過濾和脫硫后的氣體 在特定反應條件下.全部或部分除去二氧化碳。氨。氮氧化物和硅氧燒等多種雜質,可使氣體中甲烷含量達到95、以上.8,3，22。污泥氣約含60 的甲烷、其熱值一般可達到21000kJ.m3，25000kJ m3 是一種可利用的生物質能.污泥氣可用于污泥氣鍋爐的燃料、消化池加溫、發(fā)電和驅動鼓風機等，能節(jié)約污水廠的能耗,經過純化的污泥氣,還可以液化罐裝或并入城鎮(zhèn)燃氣管網綜合利用、在世界能源緊缺的今天，綜合利用污泥氣顯得越發(fā)重要,污泥好氧消化8、3.24，好氧消化池的設計經驗相對較缺乏，故規(guī)定好氧消化池的總有效容積宜根據試驗資料和技術經濟比較確定.據國內外文獻資料介紹。污泥好氧消化時間為.剩余污泥10d,15d，混合污泥15d，20d、個別資料推薦15d.25d 污泥好氧消化的揮發(fā)性固體容積負荷一般為0，38kgVSS.m3，d，2.24kgVSS，m3.d,根據測算.在10d.20d的消化時間內 當處理重力濃縮后的原污泥、含水率在96，98、時.相應的揮發(fā)性固體容積負荷為0 7kgVSS m3 d、2、8kgVSS,m3。d,當處理經機械濃縮后的原污泥,含水率在94、96、時,相應的揮發(fā)性固體容積負荷為1，4kgVSS、m3,d 4。2kgVSS，m3.d。因此本標準推薦。好氧消化時間宜采用10d 20d、重力濃縮后的原污泥，其揮發(fā)性固體容積負荷宜采用0，7kgVSS、m3,d。2,8kgVSS.m3.d。機械濃縮后的高濃度原污泥.其揮發(fā)性固體容積負荷不宜大于4 2kgVSS。m3，d，以一定的原污泥干固體量 100kg、d 揮發(fā)性干固體比例。70，為例。不同原污泥含水率和好氧消化時間對應的污泥好氧消化池的揮發(fā)性固體容積負荷測算見表30、8 3。25。好氧消化過程為放熱反應。隨著固體容積負荷的提高，池內溫度也隨之上升.但如果外部氣溫較低、則會降低反應溫度，達不到處理效果、因此宜采取保溫，加熱措施和適當延長消化時間，8 3。26.好氧消化池中溶解氧的濃度是一個十分重要的運行控制參數，溶解氧濃度2mg,L是維持活性污泥中細菌內源呼吸反應的最低需求 也是通常衡量活性污泥處于好氧,缺氧狀態(tài)的界限參數,好氧消化應保持污泥始終處于好氧狀態(tài)下.即應保持好氧消化池中溶解氧濃度不小于2mg,L.8.3，27，好氧消化池采用鼓風曝氣時.應同時滿足細胞自身氧化需氣量和攪拌混合需氣量.宜根據試驗資料或類似工程經驗確定。根據工程經驗和文獻記載.一般情況下、剩余污泥的細胞自身氧化需氣量為0,015m3、空氣.m3 池容.min,0，02m3、空氣、m3，池容 min。攪拌混合需氣量為0，02m3。空氣.m3。池容,min 0，04m3、空氣 m3,池容，min、初沉污泥或混合污泥的細胞自身氧化需氣量為0.025m3?？諝?、m3 池容 min、0,03m3，空氣、m3 池容。min、攪拌混合需氣量為0。04m3，空氣,m3。池容.min,0。06m3.空氣.m3、池容。min，可見污泥好氧消化采用鼓風曝氣時、攪拌混合需氣量大于細胞自身氧化需氣量,因此以混合攪拌需氣量作為好氧消化池供氣量設計控制參數.微孔曝氣器的空氣潔凈度要求高.易堵塞、氣壓損失較大 維護管理工作量較大 混合攪拌作用較弱,因此好氧消化池宜采用中氣泡空氣擴散裝置。如穿孔管 中氣泡曝氣盤等。8。3，28.當采用鼓風曝氣時 應根據鼓風機的輸出風壓,管路和曝氣器的阻力損失確定好氧消化池的有效深度，一般鼓風機的出口風壓為55kPa.65kPa.有效深度宜采用5.0m 6、0m 采用鼓風曝氣時、易形成較高的泡沫層、所以好氧消化池的超高不宜小于1。0m。8、3 29、好氧消化易產生大量氣泡和浮渣。間歇運行的好氧消化池一般不設泥水分離裝置 在停止曝氣期間利用靜置沉淀實現泥水分離,因此消化池本身應設有排出上清液的措施。如各種可調或浮動堰式的排水裝置,連續(xù)運行的好氧消化池一般其后設有泥水分離裝置、正常運行時。消化池本身不具備泥水分離功能，可不使用上清液排出裝置.但考慮檢修等其他因素 宜設排出上清液的措施 如各種分層放水裝置。