胡啟源 陶珺 陸崢嶸

摘 要：上海白龍港污水處理廠污泥厭氧消化系統(tǒng)設計處理量204tDS/d，為目前國內規(guī)模最大的污泥厭氧消化系統(tǒng)。通過對其日常運行數(shù)據(jù)的分析，探究污泥厭氧消化系統(tǒng)沼氣產量隨季節(jié)變化的規(guī)律及其可能的原因，并提出相應的措施。

關鍵詞：污水處理廠；污泥；厭氧消化；沼氣

1 工程概述

白龍港污水處理廠位于上海浦東新區(qū)，總處理量為200萬m3/d，采用多模式厭氧/缺氧/好氧（AAO）的污水處理工藝[1][2]，出水經(jīng)過紫外線消毒后排入長江。污水處理過程中產生的污泥通過重力濃縮和機械濃縮后，進入污泥消化系統(tǒng)，部分消化污泥經(jīng)過離心脫水后進入流化床干化，另一部分進入深度脫水。

白龍港污泥消化系統(tǒng)采用中溫厭氧消化工藝，采用國際先進的卵形消化池，共8座，單體容積12400m3，消化時間24.3天。設計處理量204tDS/d，日產沼氣為44152m3/d。其處理流程如圖1所示。

污水生物處理產生的初沉污泥與剩余污泥，在勻質池經(jīng)過均勻混合后形成混合污泥，與循環(huán)污泥一起進入消化池內進行厭氧消化。消化池進泥方式為頂部連續(xù)進泥，出泥方式為底部連續(xù)出泥，使用導流管式螺旋槳攪拌器對消化液進行攪拌。污泥消化產生的沼氣經(jīng)過脫硫后被鍋爐利用，為消化池進行加熱。

2 工藝運行控制

2.1 消化池進泥及排泥控制

經(jīng)過濃縮后的初沉污泥與剩余污泥在勻質池混合，混合后進入集泥井，再由污泥螺桿泵將混合后的污泥泵送至消化池內。每座消化池配置一臺進泥螺桿泵，采用配以電磁流量計來控制進泥流量。

消化池正常運行時采用頂部進泥、底部出泥，通過套筒閥溢流式重力排泥，排出的消化污泥重力流至儲泥池。

2.2 污泥混合與攪拌

攪拌系統(tǒng)采用池內導流式和池外泵循環(huán)相結合的水力循環(huán)攪拌。池內導流式是在消化池內設有導流筒，在導流筒內安裝螺旋槳攪拌器，從而實現(xiàn)污泥的池內循環(huán)，攪拌機采用連續(xù)攪拌的攪拌方式。

池外泵循環(huán)是在消化池外設置污泥循環(huán)泵，生污泥與消化池排出的污泥通過接種器進行混合，混合后的污泥進入套管式換熱器，加熱后的污泥通過污泥循環(huán)泵泵入消化池。池外泵循環(huán)既可以達到生污泥與循環(huán)污泥混合的目的，也可以對消化池內的污泥進行攪拌。

2.3 消化池的溫度控制

消化池加熱系統(tǒng)包括：鍋爐、熱水交換器、余熱回收設施組成。為了使消化池內的溫度控制在35～36℃[3]，以及避免水溫太高造成熱水交換器內污泥板結、堵塞熱水交換器，熱水交換器的進口水溫控制在90℃，出口水溫控制在70℃。

另為配合能源循環(huán)節(jié)約利用的原則，本廠干化系統(tǒng)污泥冷卻水作為熱源回用，加熱消化生污泥，減少鍋爐沼氣用量，在一般情況下可使消化池進泥溫度較原溫度提高1-2攝氏度，有效降低了消化系統(tǒng)的加熱能耗。

2.4 沼氣處理及儲存系統(tǒng)

沼氣處理設施包括礫石過濾器、濕式脫硫塔和干式脫硫塔組成。沼氣經(jīng)礫石過濾器去除其中大顆粒雜質及大部分水后，由濕式脫硫系統(tǒng)去除其中大部分H2S氣體。由于濕式脫硫系統(tǒng)處理效果良好，干式脫硫系統(tǒng)僅作為輔助脫硫設施使用[4]。

沼氣儲存系統(tǒng)由4座單體5000m3的無壓沼氣柜組成。經(jīng)過脫硫處理的沼氣儲存在無壓沼氣柜的干式氣囊中，供后續(xù)的消化鍋爐及干化鍋爐作為能源使用。

3 污泥厭氧消化系統(tǒng)運行情況

圖2 所示為消化池日均沼氣產量與消化池進泥干基量關系圖。自6月起，消化池沼氣產量并未隨著進泥干基量的提高展示出上升趨勢，反而沼氣產量有所下降，這一趨勢直至9月份才得以終止，至10月起消化產氣量又顯現(xiàn)出上升趨勢。3月期間由于污水系統(tǒng)施工，消化池有長達15天以上處于未進泥狀態(tài)，亦對消化池運行情況造成影響。但根據(jù)運行表明，15天的未進泥對厭氧系統(tǒng)的工藝環(huán)境影響較小，恢復較為迅速。同時比對消化進泥有機份化驗數(shù)據(jù)，自6月起進泥VSS/SS開始出現(xiàn)下降趨勢，該月VSS/SS已降至60%，7月發(fā)生突降至52%，從而直接影響到了污泥厭氧消化系統(tǒng)的產氣效能。直到10月消化進泥VSS/SS才重新展現(xiàn)上升趨勢，消化池產氣效率逐步恢復，產氣量提高。此趨勢與2012年白龍港污水處理廠厭氧消化系統(tǒng)運行情況基本吻合，分析主要原因可能為，7至10月期間全廠進水有機物含量較低，從而造成污泥中有機質含量下降。

4 結束語

污泥厭氧消化系統(tǒng)在實際運行中，污泥性質及污泥產率等工藝運行情況展現(xiàn)出不同季節(jié)性變化，總體來說存在春季較高、秋季較低的季節(jié)性變化規(guī)律，這與廠區(qū)內污水系統(tǒng)運行情況有密切關系，進泥中VSS/SS含量、氨氮濃度存在變化。為了減小全年沼氣產量波動，可以采取在夏秋季節(jié)增加消化進泥干基量、提高進泥中有機質含量與降低氨氮對消化系統(tǒng)的抑制等措施，確保沼氣產量全年穩(wěn)定，滿足污水處理廠對沼氣需求及沼氣的有效資源利用。具有污泥厭氧消化系統(tǒng)的污水處理廠也應加強污水污泥聯(lián)合運行經(jīng)驗，保障在不同污泥性質情況下的消化系統(tǒng)及沼氣利用的正常進行。

參考文獻

[1]周振，孔卉，王英俊，等.污水廠運行監(jiān)控與故障診斷專家系統(tǒng)的研發(fā)與運用[J].中國給水排水，2011，27（5）：1-5.

[2]蔣玲燕，楊彩鳳，等.白龍港污水處理廠污泥厭氧消化系統(tǒng)的運行分析[J].中國給水排水，2013，29（9）.

[3]尹守遷.污泥厭氧消化處理工程技術問題探討[J].鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保.2008，35（1）

[4]宋曉雅，楊向平，王東生-大型污泥厭氧消化系統(tǒng)的啟動與運行調控[J]..中國給水排水.2011，37（3）.

作者簡介：胡啟源（1986，8-），男，漢，無錫，城投污水處理有限公司白龍港污水處理廠，助理工程師，碩士研究生，污泥處理處置。