市政污水处理中的沼气发电技术

第22卷第10期中国给水排水CHINAWATER&WASTEWATERVol.22No.102006年5月May2006市政污水处理中的沼气发电技术邓胜琳(天津市市政工程设计研究院，天津300051)摘要:结合青岛麦岛污水厂的工程设计，介绍了沼气综合利用方案、发电机房/锅炉房设计参数，并对污水处理厂利用沼气发电进行了经济分析。结果表明，沼气发电技术具有良好的经济及社会效益。关键词:污水处理厂;沼气发电技术;污泥消化中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:1000一4602(2006)10一0040一03ElectricityGenerationTechnologyUsingMethaneinMunicipalWastewaterTreatmentPlantDENGSheng-fin(TianjinMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute，Tianjin300051，China)Abstract:BasedontheengineeringdesignofQingdao’sMaidaoWastewaterTreatmentPlant,generalschemesofmethaneusageanddesignparametersofgenerator/boilerroomsareintroduced.Theeconomicanalysesoftheelectricitygenerationusingmethaneinthewastewatertreatmentplantarecon-ducted.Theresultsshowthattheelectricitygenerationusingmethaneinthewastewatertreatmentplantshasgoodeconomicandsocialbenefits.Keywords:wastewatertreatmentplant;electricitygenerationtechnologyusingmethane;sludgedigestion麦岛污水处理厂位于青岛市唠山区大麦岛村，污水处理厂预处理工程设计规模为10x104m3/d,改扩建工程将处理规模扩建至14x104m3/d，出水水质要达到国家一级排放标准，并在原有预处理基础上增加二级生物处理构筑物。该工程将污泥消化池产生的沼气用于发电。1沼气系统设计①沼气综合利用方案污泥经厌氧消化后其中部分可挥发性成分在厌氧条件下进行产酸和产气反应，该工程中沼气产量约18095Nm3/d，选用4台500kW沼气发电机组。工程中一般将沼气用于发电或用沼气发动机带动鼓风机，这两种运行方式均可以大大地节省运行电费。该工程将产生的沼气供发电机房，优先将沼气用于发电，过剩的沼气将通过燃烧器烧掉。发电过程中产生的热水用于消化池加热，正常条件下4台沼气发电机产生的余热可以保证消化池维持在35℃左右。②沼气能量平衡沼气中主要成分为甲烷(约占65%)，二氧化碳约占30%，其余5%为H2,OZ,NZ,H,S等。沼气中的净产热值为2.31x107J/Nm3，该工程的沼气能量平衡情况见表1。③发电机房/锅炉房污泥消化过程中产生的沼气优先用于发电，并提供热能用于污泥加热，沼气锅炉备用。设置发电机房/锅炉房1座，发电机房中设4套发电机组，每套沼气发电机备有1套热回收单元，包括冷却水回·40第10期邓胜琳:市政污水处理中的沼气发电技术第22卷路和尾气回路。发电机房(4台运行)将为热交换器的进口端提供2032kW的热功率，能够满足消化池污泥加热所需的最大需热量，多余热能由发动机组自带的冷却器去除。发电机房/锅炉房设计参数见表20表1沼气能f平衡Tab.1Energybalanceofmethane项目冬季夏季阵T室外温度/℃一528.512.2土壤温度/℃52012进消化池温度/℃122619消化池设计温度/℃353535污泥消化需热量/kW池体散热量19045117污泥加热需热量1355530943总需热量15455751060沼气平衡尹(m3·d一‘)沼气产量180951698017538沼气发电机需气量157441574415744燃烧器燃烧量235112361794热量平衡/kw带动发电机的热量(消耗沼气)421142114211发电机的余热量203220322032总余热量4881457972表2发电机房/锅炉房设计参数Tab.2Designparametersofgenerator/boilerrooms污泥再加热需热量/kW1355池体散热量/kW190总需热量/kW1545发电机房沼气发电机数量/台4总沼气消耗量/(Nm3·d一’)15744总最大能量输人(沼气)/kW4211总最大