天津津南污泥处理工程整体工艺设计与调试

34给水排水Vol.42No.42016天津津南污泥处理工程整体工艺设计与调试陈剑1,2李玉庆1,2(1天津创业环保集团股份有限公司,天津300051;2天津凯英科技发展有限公司,天津300381)摘要津南污泥处理工程污泥处理采用高浓度中温厌氧消化-高压板框脱水-脱水污泥沼气热干化的处理流程,消化池总容积达到近40000m3,作为国内高浓度污泥厌氧消化规模最大的污泥处理工程,介绍了工程整体工艺的设计与调试情况。在将污泥厌氧消化与污泥热干化工艺有机结合的基础上实现了污泥处理整体工艺的能量自平衡,介绍了工程整体工艺的设计与调试情况。关键词污泥处理处置高浓度中温厌氧消化污泥热干化能量自平衡国家水体污染控制与治理科技重大专项(2015ZX07306001);建设美丽天津科技示范工程项目(14ZCDGSF00032)。1工程概况津南污泥处理工程位于天津市津南区大孙庄,紧邻津沽污水处理厂,是天津城市基础设施建设投资集团有限公司投建的大型污泥高浓度厌氧消化集成处理循环经济示范工程,承接市内东郊、北辰、咸阳路、津沽4座污水处理厂的剩余污泥,按照国家对污泥处理处置的管理政策,选择合理的污泥处理处置方式,以保护环境为最终目标,同时最大程度地发挥工程的社会效益、经济效益和环境效益。工程设计规模为160tDS/d,工程总投资为4.5亿元,污泥处理成本为100元/t(含水率80%)。津南污泥处理处置工程以厌氧消化为核心工艺,配合高压板框脱水、热干化等处理,最终实现污泥减量化、无害化和稳定化,根据设计指标,处理后的污泥检测达标后可用于园林绿化和土地改良,真正解决了污泥的出路问题。2污泥处理工艺流程如图1所示,本工程的核心工艺是污泥高浓度厌氧消化,消化污泥浓度(10±2)%,可极大地提高物料加热的效率和厌氧消化反应效率。通过高效厌氧消化,将剩余污泥中的有机质进行降解,转化为沼气这一清洁能源,并引入复合增效微生物制剂产品和脉冲静电场破壁预处理技术对厌氧消化进行深度强化,以进一步提高整体反应效率。消化后的污泥通过板框压滤机进行脱水,并通过热干化工艺、生物淋滤技术、Annamox厌氧氨氧化生物脱氮工艺和磷回收等对污泥、消化液进行无害化处理。厌氧消化所产生的沼气经脱硫脱碳净化后,输送给供热锅炉,为污泥热干化、进泥物料加热和消化罐保温使用,实现能量自平衡。处理后的污泥含水率可下降至40%以下。处理后污泥按照《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T23486—2009)、《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》(GB/T24600—2009)中污泥控制的标准,检测达标后可应用于园林绿化和土地改良。图1津南污泥处理工艺流程3主要构筑物设计3.1污泥的调配该工艺使用的污泥为各厂含水率80%左右的剩余脱水污泥,在投入消化罐之前需要调配含水率,以确保其流动性并便于搅拌。主要包含的构筑物和设备见表1。进泥首先投入6座污泥混合池,将20%DS的脱水污泥调配为10%DS,并经污泥泵输送至精调池进行物料加热。同时在精调池处通过天津创业环保集团研究院自主研发的专用复合增效菌制剂对消化给水排水Vol.42No.4201635表1调配站构筑物及设备调配站单元污泥混合池储泥池数量6座5座尺寸(B×L×H)4m×4m×5m5m×10m×6m各单元包含设备数量及规格污泥泵8台6用(2冷备)Q=100m3/h,H=3bar5台3用Q=40m3/h,H=5bar立式搅拌器8套6用(2冷备)N=15kW11套(1冷备)N=15kW污泥除渣装置3套Q=60m3/h,N=3kW注:1bar=0.1MPa。前的污泥进行预处理,增加其中可降解有效成分的转化,提高厌氧消化反应效率。3.2高效厌氧消化系统本工艺采用的中温高效厌氧消化罐为不锈钢复合结构,共16座并联运行,规格⌀=16m,高度16m,单池总容积3200m3,顶部为600~800m3可调节式气柜,与罐体合建,消化池有效容积约2500m3,消化温度(35±2)℃,停留时间22d。每座罐体上部设有污泥溢流管道,底部有循环泵1台(18.5kW)、水平和垂直搅拌电机各1台(22kW),可实现污泥的充分混合搅拌。16座消化池设计总产气量为35078m3/d,沼气柜与沼气压缩机实现联动,气量达到90%充满度即开启风机向脱硫装置和锅炉供气,若气量下降至10%风机则自动关闭。3.3沼气处理利用系统主要有沼气脱硫处理设施(2座干式脱硫塔、3套净化壳)、2座沼气增压风机、1座沼气燃烧塔。沼气设计硫化氢浓度为5000ppm,脱硫处理后硫化氢浓度≤200ppm,精脱硫后硫化氢浓度≤45ppm。污泥厌氧消化产生的沼气经净化处理后输送至沼气锅炉房,作为2台6t沼气/天然气导热油锅炉的燃料,向污泥热干化系统供热。净化后的沼气通过锅炉前端的燃烧器进入锅炉,锅炉燃烧产生的烟气