【案例】污泥厌氧处理项目深度剖析-北极星水处理网

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大连东泰夏家河污泥处理厂BOT项目在厌氧处理工艺圈内可谓首屈一指，作为典型案例在不同场合被屡屡提起。下面，针对这一项目的真实运营情况一一解读。

一、资料来源

根据对大连市中心城区现有污水处理厂实际产泥量的调查和对拟建污水处理厂产泥量的估算预测，现有规模下的污水处理厂产泥量为330-600 t/d(含水率80%)。该项目采用BOT的建设方式，通过政府公开招标确定由大连东泰产业废弃物处理有限公司中标。项目规划占地面积4.11公顷，一期征地2.47公顷，建设规模为日处理市政污泥600吨，项目总投资约15000万元，运行费用为130-150元/吨(含水率80%)，每日水耗为：中水约400吨、自来水70吨，每日电耗为15000-18000千瓦时。

对该项目设计参数做出完整介绍的仅见陈海等《大连市夏家河污泥处理厂工艺设计与运行经验介绍》一文(《中国给水排水》刊载，以下简称“陈文”)。

有关实际运行的数据则主要来自两篇报道：《这里的污泥源源不断地变成燃气》(载辽宁日报)和李枝宏《夏家河子污泥处理厂每天“消化”污泥达600吨》(载大连日报)。

二、设计条件下的基本参数

1、沼气产量

根据陈文，本项目年产生664.3万立方米沼气，日产沼气量27600立方米，沼气自用量30%。如果将年总气量6643000除以日产气量27600，得到年设计生产日数仅241天，这似乎是不可能的，此值应是可对外供气的沼气量，即年运行日数如果以365天计算，则产气量(含自用部分)应为365×27600=10074000立方米/年。

关于沼气量，还有另外一种说法，中国水网的评选资料表格显示，沼气产量32000立方米/日，甲烷含量≥60%。根据笔者的分析，此值较难采信。本文以27600立方米/日沼气量作为设计基准。

2、吨污泥处理投资

本项目日处理含固率20%的污泥600吨，干基污泥量120吨/日，投资14913万元，则以含固率20%湿泥计的单位处理投资为14913/600=25万元/日•吨。

3、厌氧消化装置及其池容产气率

本项目采用了直径16m、高度15m、有效高度11.2m、有效容积2230立方米的消化罐12个，则总有效容积为2230*12=26760立方米。

以设计值27600立方米沼气计算，池容产气率为27600/26760=1.03m3/m3。

如果产气量32000立方米沼气属实，则池容产气率可高达1.2m3/m3。

4、关于天然气产量的不同版本

关于天然气产量，有三个不同的说法。一个是中国水网评选2010年十大推荐污泥处置项目时的对外公布数据16500立方米/日，一个是辽宁日报刊登的新闻通稿11000立方米，此外是陈文“现日产天然气10000立方米”的说法。

陈文采用了沼气热值5200kcal/m3，可知此沼气的含甲烷量约55%(根据甲烷燃烧热890.31kJ/mol折算)，假设制取天然气的甲烷收率为95%，16500立方米的天然气需要16500/55%/95%=31579立方米的沼气。显然，即使不考虑自用沼气，设计值27600的沼气量也不足以有16500立方米的天然气产出。

以陈文所公布的“实际数据”10000立方米天然气产量而言，所需沼气量应在19000立方米左右(10000/55%/95%=19135立方米)。

5、由消化器的耗热量反推天然气的设计产量

本项目采用中温消化，温度为35±1度。消化的加热量决定了可供制取天然气的沼气可用量。

本项目的入消化器固体浓度为10%，停留时间22天。根据给出的消化器尺寸，采用大连地区的气候数据，假设罐顶、罐底、罐底的传热系数分别为0.7、0.7和0.52kcal/m2.h.K，可以得到本项目消化罐的加热量冬季最大1723000kcal/h，夏季最小900000kcal/h，年平均1280000kcal/h。考虑沼气锅炉的热效率90%，管路热损失3%，则加热所需的沼气平均需用量约为6614m3/d，这样额定设计产气量下所能提供给天然气制取系统的沼气量为20976m3/d，产天然气量大约10920立方米/日，即大约76%的沼气用于制取天然气，24%用于消化器加热。

这一数据比陈文所提到的自用气量30%略为乐观，因此10000~11000立方米/日左右的天然气产量可能是设计值。

6、污泥的有机质含量

以设计有效池容26760立方米、日处理120干吨污泥固体、入消化罐含固率10%考虑，设计停留时间为22.3天，与陈文所报道的数据22天相符。

中温35度消化，时间为22天，有机质降解率可能在40-50%之间。取降解率50%，沼气的甲烷含量55%，单位有机质降解的甲烷产率为0.42m3/kg.VSSr，则120tds/d污泥固体中的可挥发性有机质含量应该在60.25%以上。如果是取降解率40%，可挥发性有机质含量则应该在75%以上。笔者以为，本项目的设计值可能就是有机质含量60%，消化降解率50%。

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