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北京市清河第二再生水厂工程设计规模为50万m3/d，设计出水满足北京市《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11/890-2012)中B标准的要求。污泥处理采用预脱水+热水解+厌氧消化+板框深度脱水工艺。本文介绍了项目背景、污泥处理工艺流程以及平面布置，着重分析了钢制消化罐工艺设计的技术特点，并提出设计中需要注意的问题。
前言
污泥处理的目标是使污泥减量化、稳定化、无害化及资源化。对于我国大型城市污水处理厂，目前较为完善的污泥处理技术路线为污泥浓缩、厌氧消化、脱水。为进一步提高污泥有机物的降解，使后续的污泥处置和综合利用能顺利进行，需进一步完善污泥处理工艺，如：采用污泥热水解技术改善污泥脱水性能，提高污泥厌氧消化性能，加大对有机物的降解，产生更多的沼气。基于上述目的，北京市清河第二再生水厂污泥处理系统采用了预脱水+热水解+厌氧消化+板框深度脱水的污泥处理工艺。
本文通过分析清河第二再生水厂污泥处理系统中热水解污泥厌氧消化系统与普通消化系统的差异，提出了热水解污泥厌氧消化系统的技术特点，并提出在设计运行中需关注的相关问题。
1清河第二再生水厂污泥处理系统设计
1.1项目背景
北京市清河第二再生水厂工程是根据《北京市加快污水处理和再生水利用设施建设三年行动方案(2013~2015年)》的要求确定的解决朝阳区污水排除及处理问题、改善地区水环境质量的工程。建设规模为50万m3/d，设计出水水质达到《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11/890-2012)中B标准的要求。
1.2污泥处理工艺流程
该工程污泥处理采用预脱水+热水解+厌氧消化+板框深度脱水工艺，如图1所示。
剩余污泥经过浓缩机浓缩后，与经过除砂的初沉污泥混合，利用预脱水机脱水至含水率83.5%，进入热水解系统。热水解处理后的出泥经过稀释至含水率92%，并通过冷却至38～42 ℃后，进入污泥消化池进行厌氧消化。消化后的污泥经板框机压滤脱水至含水率60%以下。
1.3污泥处理平面布置
污泥处理系统主要建(构)筑物包括污泥浓缩预脱水机房、热水解系统、污泥消化系统、板框脱水机房、沼气脱硫、沼气锅炉房、储气柜等，平面布置如图2所示。
2热水解厌氧消化系统与普通中温厌氧消化系统的差异
2.1热水解污泥特性
清河第二再生水厂产生的污泥主要是初沉污泥和剩余污泥，与初沉污泥相比，微生物利用剩余污泥进行厌氧发酵产甲烷相对更困难。原因是剩余污泥中的有机物大多为微生物的细胞物质，包裹在细胞壁内以不溶性状态存在。为了改善剩余污泥的厌氧消化性能，需要预先进行细胞破壁处理。本次设计采用热水解方式，即在一定温度和压力下，将污泥在密闭的容器中进行加热，通过高温高压蒸汽使污泥中的颗粒污泥溶解，胞外聚合物水解，提高污泥的流动性、污泥颗粒的分散度以及污泥可生化程度, 从而提高厌氧消化的效率和产气量。热水解流程如图3所示。
经过热水解处理后的消化池进泥具有以下特性：
(1)消化池进泥的污泥浓度比普通污泥高1倍(含水率由96%降至92%)，相应减少污泥体积50%。
(2)改善污泥的可生物降解性能，提高单位时间内的污泥发酵产气量，降低污泥在消化池内的停留时间。
(3)降低污泥黏度，改善了污泥流动性和管道水力条件。
(4)提高了所产沼气中的甲烷成分。
(5)对污泥中的病菌、寄生虫卵等有杀灭作用，提高了无害化水平。
(6)改善了污泥的脱水性能，减少脱水污泥泥饼的体积，可节省运输费用和能量消耗。
2.2工艺参数差异
基于热水解污泥的特性，热水解厌氧消化较普通厌氧消化工艺参数差异如下(以清河第二再生水厂设计规模50万m3/d为基准)：
(1)消化池污泥含水率降低：普通厌氧消化工艺污泥含水率在94%～96%;热水解厌氧消化工艺污泥含水率在90%～92%。
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