小红门热水解厌氧消化项目运行两周年的总结

北极星环保网讯:作为国内首个采用康碧热水解+厌氧消化工艺的大型污泥升级改造项目，北京排水集团小红门热水解厌氧消化系统已运行两年多。对这两年热水解、厌氧消化、板框脱水的生产和技术指标进行了系统介绍，并与主要设计值进行对比。热水解处理后的污泥含水率稳定，镜检显示活性污泥破壁效果明显，消化产气量、有机物分解率、板框脱水后泥饼含水率等指标均优于设计指标。沼气品质较好，但厂内利用有限，需进一步考虑沼气的综合利用问题。同时，针对除渣、除砂装置运行效率低，热水解系统稀释水用量较多等问题，提出优化建议。

热水解厌氧消化，是当今国际上市政污泥处理的主流技术。国内从2015年开始，引进国外先进技术，建设和运转了一批采用热水解厌氧消化工艺的污泥处理设施。其中，小红门热水解厌氧消化项目（以下简称小红门项目）是国内第一个采用康碧热水解+厌氧消化的泥区升级改造项目。2016年7月18日启动，截至2018年7月18日该项目已稳定运转两周年。

1.改造与设计

1.1改造前设计

小红门项目位于北京市朝阳区南四环东路小红门污水处理厂内，是泥区升级改造项目。改造前的泥区污泥处理能力为150tDS/d，原设计中初沉污泥和剩余污泥分别单独浓缩后混合，经厌氧消化进入脱水机，脱水后泥饼含水率80%。消化池设计进泥量3000m3/d，沼气产量30000m3/d。运行温度35℃，采用沼气搅拌。消化池产生的沼气，用于驱动沼气拖动鼓风机，冬季可用于厂内供暖。多余的沼气利用废气燃烧器烧掉。但在实际运行中，只浓缩剩余污泥，初沉污泥不浓缩。进消化池的只有初沉污泥。即，经消化处理的初沉污泥和浓缩处理的剩余污泥均到脱水前混合，进行带式压滤脱水。消化池进泥量1200～3000m3/d，消化池产气量为12000～30000m3/d。

改造前主要设施有1座浓缩脱水机房、5座卵型消化池（单池有效容积12000m3）、3座沼气柜（单座容积4500m3）等。

1.2改造后设计

2016年小红门项目泥区实施升级改造。改造后的污泥消化系统设计处理能力900t/d（以含水率80%的泥饼计），沼气产量45000m3/d，有机物分解率≥40%（当污泥中有机物含量在60%以上，且COD/VS比例在1.4以上，有机物分解率≥45%；当污泥中有机物含量在45%以上，有机物分解率≥40%）。消化池运行温度39～41℃。全部热水解污泥消化后，板框脱水含水率≤60%。

改造后的小红门泥区主要以处理本厂污泥为主，还少量处理车载外接污泥。本厂污泥全部经过预脱水。本厂预脱水后污泥和外接污泥在料仓混合。进入热水解+厌氧消化+板框脱水工艺。板框脱水滤液经厌氧氨氧化系统处理后，尾水排到污水处理厂（小红门污水处理厂设计处理能力60×104m3/d）进水泵前池。

改造后保留利用原有消化池（使用4座消化池）、沼气柜，更新沼气搅拌用压缩机，新增3条热水解生产线（单线处理量为60tDS/d，单线最大处理量为90tDS/d）、1座板框脱水机房、1座蒸汽锅炉房等。

2.整体回顾

为减少对水区运行影响，在热水解、厌氧消化和板框脱水三个工艺板块中，板框最先运行，其次是厌氧消化，最后是热水解。以热水解启动为项目启动标志；以厌氧消化运行效果为项目主要衡量标准。

以2017年3月9日为时间节点，忽略运行准备期的工作，将两年运行回顾分为启动稳定期（2016年7月18日—2017年3月8日）和全面运行期（2017年3月9日—2018年7月18日）两部分。需说明的是，由于化验及取样原因，导致部分时间段数据存在不连续的情况。

3.启动稳定期

3.1热水解启动

3.1.1进泥

启动时，热水解进泥为浓缩后预脱水的剩余污泥，进泥平均含水率为87.1%。采用剩余污泥，一方面是急于验证热水解对活性污泥破壁的实际效果，另一方面，也是考虑到剩余污泥直接脱水比较困难。污泥经热水解后，平均含水率为91.8%。热水解处理后出泥温度为101~107℃，还需降温，方可进入消化池。

图1 热水解进、出泥含水率变化

3.1.2热解效果

污泥热水解过程可细分为以下4个过程：污泥絮体结构的解体、污泥细胞破碎和有机物的释放、有机物的水解和有机物发生美拉德反应。相应的，对于热水解前后污泥性状的变化，实际生产中采用微生物镜检、理化两类指标进行监测。

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