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实测:热水解工艺气对污泥厌氧消化运行的影响

2020-08-18 09:38来源:给水排水作者:宋晓雅关键词:高级厌氧消化热水解工艺污泥处理收藏点赞

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3.2.2.2 甲烷含量

在测试取样期间,在同样的进泥泥质条件下, 5号消化池甲烷含量平均在671%;6号消化池甲烷含量平均在69.1%;7号消化池甲烷含量平均在69.7%。8号消化池的甲烷含量平均在61.9%。8号消化池沼气中甲烷含量明显低于其他消化池。如图6所示。

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3.3 消化池污泥理化指标

为查看8号消化池与其他消化池的差异,拟从消化池内污泥酸碱比、氨氮、TOC、COD和SCOD等理化指标来比较。

3.3.1 酸碱比

酸碱比为消化池内污泥脂肪酸与碱度的比值。选取2019年1~3月(春节期间除外)消化池污泥脂肪酸与碱度的比值进行分析, 5-8号消化池内酸碱比平均值如表1所示。

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如图7,4座消化池污泥酸碱比均在0.1~0.2。8号消化池内污泥的酸碱比与其他3座消化池没有明显差异。

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3.3.2 氨氮

选取2019年1-3月(春节期间除外)消化池内氨氮进行对比。从图8可知,8号消化池中氨氮平均值在3 069 mg/L,其氨氮含量与其他消化池没有明显差异。

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3.3.3 TOC

分析污泥中TOC含量,如图9所示。污泥经热水解后,污泥中TOC明显增加;经厌氧消化后,污泥中TOC明显减少。试验取样期间,消化池进泥TOC为108 000~264 000 mg/kg;5号消化池排泥中TOC平均223 000 mg/kg;8号消化池排泥中TOC平均219 545 mg/kg。8号消化池与5号消化池内污泥TOC没有明显差异。

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3.3.4 COD和SCOD

测试期间COD变化趋势如图10所示。经热水解后污泥中COD明显增加,经厌氧消化后的污泥COD明显减少。5号消化池COD去除率为16.9%~45.1%;8号消化池COD去除率为16.0%~47.1%;这2座消化池COD去除率与王治军等试验热水解后污泥厌氧消化COD去除率566%相比要略低。分析存在的差异,主要是本试验取自生产现场测试数据;另一方面,本试验生产装置热水解温度为165 ℃,低于王治军等试验装置温度170 ℃,且本生产试验中热水解前后的污泥COD含量要高。

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为进一步比较热水解前后及消化前后COD变化,测试污泥中SCOD变化,如图11所示。可知5号消化池和8号消化池SCOD去除率均超过60%;8号消化池SCOD去除率要高于5号消化池,能达到79.5%。

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3.4 沼气产率

引入沼气产率的概念,即每立方米消化池进泥所产生的沼气量,单位为“m³沼气/ m³”进泥,来比较消化池的沼气产量。

由图12可知,在2019年1-2月内,5号消化池沼气产率为38.3 m³沼气/ m³进泥;6号消化池为30.1 m³沼气/ m³进泥;7号消化池为31 m³沼气/ m³进泥;8号消化池为38.6 m³沼气/ m³进泥。8号消化池沼气产率与5号消化池基本持平,要略高于其他消化池。这与图3所示的有机物分解率的趋势一致,即5号消化池与8号消化池,在未考虑工艺气中有机份的情况下,两者污泥中有机物分解率一致,沼气产率也一致。这也说明,8号消化池中工艺气带来的有机物对于消化池沼气产量的贡献有限,即工艺气采用现况通入厌氧消化的处理方式,其降解工艺气中有机物的能力有限。

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将沼气产率折算为去除单位公斤有机物的甲烷产量,则5号消化池沼气产率为1.055 m³甲烷/ kgVS;8号消化池沼气产气产率为0.969 m³甲烷/ kgVS。与文献高固污泥中温厌氧消化沼气产率0.8~1.1 m³甲烷/ kgVS基本一致。这表明,现况4座消化池运行状况良好。8号消化池的运行未受到工艺气通入的影响。

04 存在的问题及对策

4.1 工艺气中有机物的回收

污泥经热水解后,污泥中有机份部分会被带到工艺气中,这部分量大致在29.6%(质量百分比),虽然因热水解生产线时序不同,这部分量的数值可能浮动,但对于这部分有机物的利用是非常重要。现况是采用浆化罐作为一级系统回收废气,建议在可行的情况下,采用多级废气回收,尽可能的将反应和闪蒸环节的废气吸收到污泥中,减少废气的排放量,进而减少排放到废气中的有机物量,尽可能的将这部分有机物融入消化池进泥中,这样能够增加消化池进泥中的有机负荷。

4.2 投加铁盐脱硫方式的改进

现况采用在消化池进泥中连锁投加铁盐,进行沼气脱硫。从测试期间的数据看,这种脱硫方式,对于未通入工艺气的消化池效果较好,但对于通入工艺气的消化池,其效果不明显。建议继续增加8号消化池的瞬时铁盐投配率,继续验证在进泥中铁盐对于通入工艺气消化池的硫化氢去除效果。

4.3 工艺气中有机份的降解

从前述消化池有机物分解率与产气率看,通入工艺气的消化池,其沼气产率与未通入工艺气的消化池,差异不大;但通入工艺气的消化池,沼气中甲烷的含量较低。即工艺气中的有机份,在现况的厌氧消化池中,未能得到有效降解和利用。建议在可能的情况下,对于工艺气的处理,需考虑改进现况处理方式,加大对工艺的吸收以便能利用生物方式降解工艺中的有机物。

05 结论

经热水解预处理后,污泥中部分有机份会通过工艺气进入消化池内。应对热水解工艺气问题引起重视。

通入工艺气的消化池,其沼气产率、污泥酸碱比与未通入工艺气的消化池相差不多;但其沼气中硫化氢含量较高;沼气中甲烷含量略低。

现况在消化池进泥中投加铁盐去除硫化氢的方式,对于未通入工艺气的消化池,效果较好;对于通入工艺气的消化池,去除硫化氢的效果有限,需进一步进行验证。

热水解工艺气对于消化池的运行,无明显影响;且热水解工艺气带来的有机物,在现况消化池内,没有得到明显降解。


原标题:给水排水 |实测:热水解工艺气对污泥厌氧消化运行的影响
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