武汉市三金潭污水处理厂污泥消化系统的设计-朱昱

40给水排水Vol.35No.82009武汉市三金潭污水处理厂污泥消化系统的设计朱昱(中国市政工程中南设计研究院,武汉430010)摘要武汉市三金潭污水处理厂污泥处理采用一级中温厌氧消化系统,消化池池型采用卵形污泥消化池,其单体池型为亚洲最大。着重介绍了工程中卵形污泥消化池的设计情况,提出污泥消化是系统工程,强调必须注重整体的协调性与细节设计上的安全性,才能最大限度地降低故障的出现率,保障消化系统的正常运行。关键词污水处理厂污泥处理中温厌氧消化卵形消化池0引言城市污水处理厂初沉池污泥含水率一般为95%～96%,二沉池剩余活性污泥含水率一般为99.6%～99.8%,二者有机物含量均占50%左右。为防止污泥腐败造成二次污染,必须实现污泥的稳定化、减量化、无害化。污泥稳定化处理方法有污泥厌氧消化法、污泥好氧消化法和污泥焚烧法等,其中污泥好氧消化法和污泥焚烧法由于运行费用高、管理复杂,因而在实际工程中应用极少;相比较而言,污泥中温厌氧消化法较为经济,厌氧消化后的污泥更易于脱水,从而最终实现污泥的减量;同时,厌氧消化过程可杀灭污泥中大部分的病原体、寄生虫卵,使污泥卫生条件得以改善,实现污泥无害化。武汉市三金潭污水处理厂污泥中温厌氧消化系统的设计,是在总结国内现有工程经验的基础上,针对我国南方城市污水处理厂的污泥特点进行的,下面就谈一谈设计中的一些体会。1工程概况三金潭污水处理厂为武汉市亚行贷款污水处理项目之一,工程概算总投资4.63亿元。近期2010年建设规模为:旱季平均30万m3/d,雨季高峰流量为50万m3/d;远期2020年规模为:旱季平均40万m3/d,雨季高峰流量为62万m3/d。污水处理厂服务范围为汉口老城区,排水体制为合流制。设计进水水质:BOD5120mg/L、SS160mg/L、CODCr240mg/L、TN35mg/L、TP(PO3-4-P)3.2mg/L;设计出水水质为:BOD5≤30mg/L;SS≤30mg/L;CODCr≤100mg/L;NH3—N≤25mg/L;TP(PO3-4—P)≤1mg/L。污水处理采用A/O生物除磷工艺,污泥处理采用厌氧消化工艺。污泥处理工艺流程见图1。图1污水处理厂污泥处理工艺流程2消化系统的设计2.1机械前浓缩消化前浓缩采用机械浓缩,不采用重力浓缩,目的是防止污泥中磷的释放。前浓缩残液可直接提升至细格栅间,有利于减小化学除磷池的容积和投药量。2.2中温厌氧消化近年来国外污泥厌氧消化有向一级消化发展的趋势,其原因主要是:二级消化池内不加热、不搅拌,基本不再有沼气产生,而根据投资估算,其工程费用需增加约30%。本着经济合理的原则,本工程采用一级中温厌氧消化。2.3重力后浓缩消化后浓缩采用重力浓缩,不采用机械浓缩。污水处理厂设2座直径12m、停留时间16h的重力后浓缩池,其目的是:提高消化污泥浓度,避免消化池运行的异常波及到后续脱水处理,提供足够的污泥调蓄容积和工作人员反应时间来调整消化池正常运行,实现污泥消化、污泥脱水在运行管理上的相对独立,不产生事故的连锁反应。由于停留时间较长,重力后浓缩池上清液需进入化学除磷池处理后再提给水排水Vol.35No.8200941升到细格栅间。3消化池单体的设计3.1池形消化池形为卵形,其优点是底部不易积泥、顶部不易结盖;池内无死区、易搅拌、能耗低;池体热损失小;结构稳定,混凝土用量少;池形美观。而且杭州四堡污水处理厂卵形消化池调试启动的实践表明:与传统柱锥形消化池相比,卵形消化池消化启动时间明显缩短,调试启动阶段爆炸性气体存在的时间也明显减少。3.2消化池设计3.2.1基本数据按远期规模设计两座一级中温厌氧消化池,停留时间为20d;复核近期停留时间约为27d。单座消化池池容14000m3,总高44.6m(地下10m),泥深41.3m,池体最大直径26m。单池体积为目前亚洲最大。3.2.2关于污泥成分和有机物分解率的取值污泥中有机物的含量直接影响有机物降解的程度,有机物含量越高,有机物分解率也越高。城市污水处理厂污泥中有机物的含量及污泥厌氧消化后有机物的分解率均低于国外资料介绍的数值。北京高碑店污水处理厂2003年统计数据表明,有机物分解率一般维持在20%～60%,平均为36%左右;天津东郊污水处理厂设计值为:污泥有机物含量55%,有机物分解率为30%～45%;表1为我国部分城市(多为北方城市)污水处理厂污泥成分统计表。表1我国部分城市污水处理厂污泥成分统计污水处理厂名称污泥来源有机物(灰)/%北京高碑店剩余污泥(来源:生化活性污泥)66(21)北京高碑店消化污泥(来源:初沉污泥)66(21)北京清河剩余污泥(来源:初沉+生化污泥)55(44)北京酒仙桥OD污泥40(57)西安剩余污泥(来源:初沉+生化污泥)44(55)南昌剩余污泥(来源:初沉+生化污