北京清河第二再生水厂污泥厌氧消化设计探讨

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%。

（2）消化池停留时间缩短：普通厌氧消化工艺停留时间20～30d；热水解厌氧消化工艺停留时间15d左右。

（3）有机物降解率：普通厌氧消化工艺有机物降解率＞40%；热水解厌氧消化工艺有机物降解率＞50%。

（4）有机物负荷：普通厌氧消化工艺有机负荷1～3kgVSS/（m3˙d）；热水解厌氧消化工艺有机负荷2～5kgVSS/（m3˙d）。

（5）消化池数量减少：普通厌氧消化工艺需要8座消化池（单池有效池容11500m3）；热水解厌氧消化工艺仅需要4座同等大小的消化池。

（6）沼气产量增加：普通厌氧消化工艺沼气产量约34400Nm3/d；热水解厌氧消化工艺沼气产量约51600Nm3/d。

3清河第二再生水厂污泥厌氧消化系统技术特点

3.1钢制厌氧消化罐与混凝土厌氧消化池的工程特性对比

目前，国内大中型污水处理厂中采用的消化池外形多为圆柱形、卵形或龟甲形，大多为钢筋混凝土池体，土建施工难度较大，施工周期相应较长。清河第二再生水厂采用圆柱形钢制消化罐，罐体材质为碳钢，与传统消化池（卵形池）比较具有下列特点（以单池有效容积12000m3为基准）：

（1）地上结构，逐层焊接拼装，土建施工难度小，施工周期（4～5个月）较短。

（2）内外壁防腐做法：钢制消化罐喷砂除锈，富锌底漆+环氧煤沥青＞300μm；混凝土消化池内壁需做防腐，液相部分采用聚合物涂料，气相部分采用H87涂料。

（3）保温做法：钢制消化罐外侧壁及顶部采用聚乙烯高发泡保温板保温，外敷彩钢板；混凝土消化池外侧壁及顶部采用发泡聚氨酯保温，外敷彩钢板或铝合金板。

（4）投资费用：钢制消化罐约600万元/池（包括基础处理、基底及池体等）；同体积卵形消化池约1000万元/池。

3.2消化罐各部分特点

3.2.1消化罐进、出泥方式

消化罐采用底部进泥、下部排泥与上部排泥相结合的运行方式（如图4所示）。通过控制消化罐底部排泥管路上流量计进行底部排泥，从图4可看出，污泥进入消化罐后，在水平方向上沿顺时针流动一周后至底部出泥管，从而避免发生短流，有效排出罐底沉砂，也可通过上部溢流出料口排泥，溢流出料口同时具有水封功能，使罐内保持恒定的液位，在溢流出水的同时也能够保证罐内沼气不会泄漏到罐外产生危险。

3.2.2消化罐污泥搅拌

为了使消化污泥混合均匀并协助气液相尽快分离，在消化罐内设有机械搅拌装置，在顶部安装立轴式搅拌器，轴上设有3层搅拌浆叶。其特点：①搅拌器顶部采用水封，密封水采用清洁自来水（或再生水），用于防止沼气顺轴泄漏到大气中；②安装比较简单，底部不需要支撑，避免了污泥在支撑点附近的淤积；③设置3层桨叶，液体流态为自液面中部向下、再沿周边向上，整个罐内液体混合较好，无死区，运行稳定可靠。

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