污泥热水解+厌氧消化技术将占据污泥处理工程“C”位？

(2)热水解反应罐——热水解反应罐中利用锅炉蒸汽加热至130~150 ℃，保压一段时间后泄压，泄压蒸汽进入闪蒸蒸汽罐后再进入浆化装备预热生泥，泄压后反应罐内的污泥通过出浆泵排至热交换器。热水解反应罐一个周期为90 min，分为进泥(15 min)、加热(15 min)、保压(30 min)、泄压(15 min)、排泥(15 min)5个过程，各反应罐可联动工作。

图1 罐体装置图：(a)污泥热水解罐;(b)厌氧消化罐

图2 污泥热水解浆化罐、热水解罐和闪蒸罐运行示意图

2.2污泥厌氧消化装备

污泥厌氧消化装备主要包括污泥厌氧消化池(罐)主体(图1(b))、进料系统、搅拌系统、沼气收集装备、沼气净化装备和沼气安全装备。各装备的主要特征如下。

(1)消化池(罐)——可分为常规混凝土建造设施和一体化装备。

常规的混凝土建造设施一般由池底、池体和池顶三部分组成，池底为倒圆锥形;池体主要有圆柱形、卵形和龟甲形等几种(圆柱形应用最广泛);池顶可分为固定盖式和浮动盖式两种。

整体而言，柱形消化池的反应罐直径在6~40 m之间，罐体内有一坡度为15%的锥底以及一个位于反应罐中心的排泥出口，运行时需保证罐体的污泥深度最低达到7.5 m，以保证反应器内物料的充分混合，部分消化池也会配置格子状的底部来减少罐体底部的不均匀沉砂，进而减少反应器的清洗次数。

相对应的，卵形污泥消化器是一种改进的池形，该形状的池体可降低砂石和浮渣积累，缺点为基建费较高，且缺少足够的气体贮存空间。

污泥厌氧消化一体化罐体在国内应用较多的为利浦(Lipp)罐，其具有施工周期短、造价相对较低、占地小等优点。该一体化装备建造过程中薄钢板(2~4 mm厚)通过上下层之间的咬合形式螺旋上升，按“螺旋、双折边、咬合”工艺可建造成体积为100~5 000 m3的罐体。罐基础底板为钢筋混凝土结构，同罐体嵌固式连接，并密封处理。

Lipp罐一体化厌氧消化设施宜建成地上式，基础底板为浅埋式;在一体化厌氧罐运行过程中，罐内泥位相对较高，罐体及底板受力都较大;另厌氧罐下部设有的人孔、进料管、排渣管、循环管等工艺管道接口将使得罐底结构处于不利条件，因此在厌氧罐底部通常会设置一道环形圈梁，以限制罐体的变形。

(2)进料装备——投配池中的污泥经污泥泵抽送到消化池，目前主流的污泥厌氧消化进料系统为间歇进料。近年来，随着自控系统的逐渐重视，基于污泥流量质量控制的自动阀门广泛用于消化系统自动进料控制。溢流管一般与进料装备配套建设，以保证厌氧消化系统中液面的平衡，溢流管的直径至少为25 mm。

(3)搅拌装备——通常用于维持消化系统的持续运转和避免砂石和浮渣沉积。搅拌装备一般置于池中心，当池子很大时，可设若干均布于池中的搅拌装备。搅拌方法一般有泵搅拌和沼气搅拌等。

泵搅拌通常指用泵将消化污泥从池底抽出，经泵加压后送至浮渣层表面或者消化池的不同部位进行循环搅拌，常与进料系统和池外加热系统合建，适用于小型消化池。

沼气搅拌是将消化池自身产生的一部分沼气经过压缩机加压后通过竖管或池底的扩散器再送入消化池，达到混合搅拌的目的。沼气搅拌有气提式、竖管式、气体扩散式和射流器抽吸沼气式等四种形式。

气提式搅拌是将沼气压入消化池导流管的中部或底部，使沼气与消化液混合，含气泡的污泥即沿导流管上升，起提升作用，使池内消化液不断循环搅拌达到混合的目的;竖管式搅拌根据消化池直径大小，在池内均匀布置若干根竖管，经过加压的沼气通过配气总管分配到各根竖管，从下端吹出后起到搅拌作用;气体扩散式搅拌器是使经过压缩的沼气通过气体扩散器与消化池内污泥混合，起到搅拌作用;射流式抽吸沼气搅拌是用污泥泵从消化池直筒壁的三分之二处抽吸污泥，污泥抽出后压入水射器的喷嘴，当污泥射入水射器的喉管时，形成很大的负压，经过射流器抽吸池顶的沼气，然后将混合污泥与沼气射入消化池底，形成搅拌循环。

(4)沼气收集装备——用于收集存储厌氧消化过程产生的沼气，其有效容积可按日均产气量的25%~40%来计算。大型污泥消化系统取低限，小型污泥消化系统取高限。按照储气压力的大小可分为低压式和中压式两种。

(5)沼气净化装备——通常情况下包括沼气的脱水、脱硫、脱二氧化碳过程。沼气脱水常见的方法有两种：气水分离器和凝水器。

气水分离器一般安装在输送气系统管道上、脱硫塔之前，沼气从侧向进入气水分离器，经过气水分离器后从上部离开进入沼气管网;沼气凝水器类似于城市煤气管道的凝水器，一般安装在输送气管道的埋地管网中，按照地形与长度在适当的位置安装。

沼气中的硫化氢可通过脱硫洗涤塔去除，其可分为干式和湿式两种。在常用的干式洗涤塔中一般装填有饱和三氧化二铁，俗称海绵铁。

湿式洗涤塔一般用碱性液体来吸收硫化氢，该方法具有可长期连续运行、运行费用低、需要专人值守、装备需要保养的特点。沼气中的二氧化碳则主要通过碱液吸收去除。

(6)沼气安全装备——包括消焰器、安全阀、废沼气燃烧器、滴漏阀、气压指示表、冷凝液和沉渣贮存器、引火燃烧室和低压逆止阀等。

空气中的沼气达到一定浓度时具有毒性，达到一定的浓度比例后遇到明火有爆炸的风险，因此必须对沼气安全装备予以高度重视。

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