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    小红门热水解厌氧消化项目运行两周年的总结
    时间:2018-12-06

    作为国内首个采用康碧热水解+厌氧消化工艺的大型污泥升级改造项目,北京排水集团小红门热水解厌氧消化系统已运行两年多。对这两年热水解、厌氧消化、板框脱水的生产和技术指标进行了系统介绍,并与主要设计值进行对比。热水解处理后的污泥含水率稳定,镜检显示活性污泥破壁效果明显,消化产气量、有机物分解率、板框脱水后泥饼含水率等指标均优于设计指标。沼气品质较好,但厂内利用有限,需进一步考虑沼气的综合利用问题。同时,针对除渣、除砂装置运行效率低,热水解系统稀释水用量较多等问题,提出优化建议。

    热水解厌氧消化,是当今国际上市政污泥处理的主流技术。国内从2015年开始,引进国外先进技术,建设和运转了一批采用热水解厌氧消化工艺的污泥处理设施。其中,小红门热水解厌氧消化项目(以下简称小红门项目)是国内第一个采用康碧热水解+厌氧消化的泥区升级改造项目。2016年7月18日启动,截至2018年7月18日该项目已稳定运转两周年。

    1.改造与设计

    1.1改造前设计

    小红门项目位于北京市朝阳区南四环东路小红门污水处理厂内,是泥区升级改造项目。改造前的泥区污泥处理能力为150tDS/d,原设计中初沉污泥和剩余污泥分别单独浓缩后混合,经厌氧消化进入脱水机,脱水后泥饼含水率80%。消化池设计进泥量3000m3/d,沼气产量30000m3/d。运行温度35℃,采用沼气搅拌。消化池产生的沼气,用于驱动沼气拖动鼓风机,冬季可用于厂内供暖。多余的沼气利用废气燃烧器烧掉。但在实际运行中,只浓缩剩余污泥,初沉污泥不浓缩。进消化池的只有初沉污泥。即,经消化处理的初沉污泥和浓缩处理的剩余污泥均到脱水前混合,进行带式压滤脱水。消化池进泥量1200~3000m3/d,消化池产气量为12000~30000m3/d。

    改造前主要设施有1座浓缩脱水机房、5座卵型消化池(单池有效容积12000m3)、3座沼气柜(单座容积4500m3)等。

    1.2改造后设计

    2016年小红门项目泥区实施升级改造。改造后的污泥消化系统设计处理能力900t/d(以含水率80%的泥饼计),沼气产量45000m3/d,有机物分解率≥40%(当污泥中有机物含量在60%以上,且COD/VS比例在1.4以上,有机物分解率≥45%;当污泥中有机物含量在45%以上,有机物分解率≥40%)。消化池运行温度39~41℃。全部热水解污泥消化后,板框脱水含水率≤60%。

    改造后的小红门泥区主要以处理本厂污泥为主,还少量处理车载外接污泥。本厂污泥全部经过预脱水。本厂预脱水后污泥和外接污泥在料仓混合。进入热水解+厌氧消化+板框脱水工艺。板框脱水滤液经厌氧氨氧化系统处理后,尾水排到污水处理厂(小红门污水处理厂设计处理能力60×104m3/d)进水泵前池。

    改造后保留利用原有消化池(使用4座消化池)、沼气柜,更新沼气搅拌用压缩机,新增3条热水解生产线(单线处理量为60tDS/d,单线最大处理量为90tDS/d)、1座板框脱水机房、1座蒸汽锅炉房等。

    2.整体回顾

    为减少对水区运行影响,在热水解、厌氧消化和板框脱水三个工艺板块中,板框最先运行,其次是厌氧消化,最后是热水解。以热水解启动为项目启动标志;以厌氧消化运行效果为项目主要衡量标准。

    以2017年3月9日为时间节点,忽略运行准备期的工作,将两年运行回顾分为启动稳定期(2016年7月18日—2017年3月8日)和全面运行期(2017年3月9日—2018年7月18日)两部分。需说明的是,由于化验及取样原因,导致部分时间段数据存在不连续的情况。

    3.启动稳定期

    3.1热水解启动

    3.1.1进泥

    启动时,热水解进泥为浓缩后预脱水的剩余污泥,进泥平均含水率为87.1%。采用剩余污泥,一方面是急于验证热水解对活性污泥破壁的实际效果,另一方面,也是考虑到剩余污泥直接脱水比较困难。污泥经热水解后,平均含水率为91.8%。热水解处理后出泥温度为101~107℃,还需降温,方可进入消化池。

    QQ截图20181205095851.jpg

    图1 热水解进、出泥含水率变化

    3.1.2热解效果

    污泥热水解过程可细分为以下4个过程:污泥絮体结构的解体、污泥细胞破碎和有机物的释放、有机物的水解和有机物发生美拉德反应。相应的,对于热水解前后污泥性状的变化,实际生产中采用微生物镜检、理化两类指标进行监测。

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