典型城市污泥厌氧消化技术工艺探讨

厌氧消化技术在发达国家应用较为广泛，除了有机质含量(60%~80%)和分解率较高外，另一个重要原因就是沼气利用途径较为发达，其中沼气发电更是受到广泛重视和积极推广，如美国的能源农场、德国的可再生能源促进法的颁布、日本的阳光工程、荷兰的绿色能源等，而且早在20世纪80年代，发达国家的城镇污水处理厂污泥厌氧消化产生沼气转化的电能即可满足污水厂处理时所需电力的33%~100%。

美国波士顿鹿岛污水厂、马里兰州后河污水厂、华盛顿蓝原高级污水厂等均对污泥采用“厌氧消化+热电联产”技术，取得重大的经济效益，其中马里兰州后河污水厂年产电力近300万kW，相当于该厂30%以上的基本电负荷。

1.2.2国内发展情况

我国污泥厌氧消化技术起步较早，但技术应用发展较慢，与发达国家相比差距较大。

目前建立污泥厌氧消化系统的污水处理厂数量并不多，仅在北京、上海、天津、重庆、青岛、石家庄、郑州、沈阳、南京、济南、襄阳等城市的约50座大中型污水处理厂中建设了一批污泥消化设施，目前仍可使用的只有20余处(部分典型污泥厌氧消化项目如表2所示)，其中运行效果较为突出的有上海白龙港污泥厌氧消化工程、大连东泰夏家河污泥处理工程、青岛麦岛中温厌氧消化工程、襄阳污泥综合处置示范工程等，其它大部分未运行或中途停运。

究其原因，除了消化污泥土地利用政策和管理支撑力度不足、沼气利用缺少激励机制外，我国已建污水厂多采用低负荷处理工艺(泥质有机质含量低)也是重要影响因素。

2 我国城市污泥厌氧消化现状分析

2.1 问题分析

污泥厌氧消化处理系统投资很高，在我国通常占污水厂总投资的1/3~1/2，据相关调查表明我国污水厂污泥厌氧消化系统建成未运行或停运的比例达到37.5%。其主要原因如下。

2.1.1泥质分析方面

污泥泥质直接决定着污泥厌氧消化的效果，不同污泥的消化性能存在较大的差异。

经调查，多数污水厂设计前期及运行过程中并没有对污水水质以及泥质进行详细调研，通常产生后果：

(1)厌氧消化工程建设带有盲目性，很多投资巨大的消化系统直接照搬国外技术，而没有考虑自身泥质含量与国外的差距，因此从开始便无法正常运行;

(2)多数污水厂无法明确污泥有机质含量与分解率的关联，故无法根据实际运行情况作出评价和改良。因而污水厂在上马厌氧消化技术前有必要对进水水质和泥质做全面系统的考察和监测。

2.1.2系统运行管理方面

(1)污泥厌氧消化工艺操作复杂，运行管理难度大。整个工艺涉及到污泥厌氧消化、沼气收集和利用等多个环节，对多工种技术水平和配合协调能力要求高，且关键设备大多精密度较高或来自于国外，自控和维修相对比较复杂昂贵，因此对运行管理水平要求较高。

(2)运行费用不足。由于我国现阶段仍处于污水处理设施运营由政府负担向市场经济机制过渡的阶段，部分污水厂的运行费用不能保证整个系统正常运转，加之厌氧运行初期沼气量少、回报率低，所以往往污泥处理设施被搁置。

(3)存在消防隐患。沼气是一种易燃易爆气体，安全储存要求较高，当部分污水厂靠近居民区时，消防安全问题成为最大隐患。

2.1.3政策指引方面

尽管近年来我国政府出台了较多的关于污泥处理处置的技术指南或规程，但受制于早期建厂时所形成的“重水轻泥”的传统思维及自身运营成本的考量，再加上冒然采用污泥厌氧消化等新技术需要承担巨大生产风险(如早期产气不稳定导致沼气收益不足以抵消其运行费用)等因素，大部分污水厂仍习惯于采用“污泥浓缩-外运处理”的老办法。

因而需要政府通过逐步提高污水处理费的征收水平、财政上给予适当补贴或减免沼气发电或并入城市煤气管网的税收等方式落实污泥处理处置费用，使污水厂扭转亏损局面并进入良性循环。

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