沈阳市污水处理厂1000t／d污泥处理工程设计 4页

第29卷第16期中国给水排水Vol_29No．162013年8月CHINAWATER＆WASTEWATERAug．2013沈阳市污水处理厂1000t／d污泥处理工程设计王涛，许传银，林阳4，王大鹏，褚路，赵玲，寇于亮，田媛，李建华(1．机械科学研究总院环保技术与装备研究所，北京100044；2．机科发展科技股份有限公司，北京100044；3．机械工业第一设计研究院，北京100044；4．国电东北环保产业集团有限公司，辽宁沈阳110014)摘要：沈阳市污水处理厂污泥处理工程是目前世界上已投入运行的处理规模最大的机械化槽式污泥堆肥项目，介绍了项目工艺流程及设计情况(物料衡算、单体工艺参数、主要设备等)，总结了项目设计特点，并分析了项目运行效果，最后得到结论：对于超大型污泥处理项目，堆肥仍可视为有效处理方法之一；规模的扩大不应以牺牲环境质量为代价，除臭仍应受到充分重视；机械化程度的提高对于规模化堆肥技术的推广具有现实意义；该项目堆肥成品含水率为35％，严于国家标准，但并未引起运行成本升高，对于采用返混为主的堆肥系统是一个有益的借鉴；在本土化基础上的国际合作是探索适合中国国情污泥处理处置道路的理想选择。关键词：污泥处理工程；污泥堆肥；好氧发酵；动态槽式中图分类号：X703文献标识码：C文章编号：1000—4602(2013)16—0036—04Designof1000t／dSludgeTreatmentProjectforSewageTreatmentPlantsinShenyangCityWANGTao’，XUChuan—yin，LINYang，WANGDA—peng’，CHULu，ZHA0Ling，KOUYu—liang，TIANYuan，LIJianhua(1．EnvironmentalProtectionandEquipmentDepartment，ChinaAcademyofMachineryScienceandTechnology，Beijing100044，China；2．MachineryTechnologyDevelopmentCo．Ltd．，Beqing100044，China；3．FtDesignandResearchInstitute，MIChina，Beqing100044，China；4．GuodianNortheastEnvironmentalProtectionIndustryGroupCo．Ltd．，Shenyang110014，China)Abstract：ThesludgetreatmentprojectforShenyangsewagetreatmentplantsiscurrentlythelar-gestmechanicaltroughsludgecompostingprojectintheworld．Thegeneralsituationoftheprojeet，tech-nologiealprocess，processdesign(materialbalance，monomerprocessparameters，mainequipmentandSOon)wereintroduced，thedesigncharacteristicsoftheprojectweresummarized，andtheoperationefectoftheprojectwasanalyzed．Theconclusionsareasfollows：①forthesuperlargesludgetreatmentproject，compostingstillcanbeconsideredasoneoftheefectivetreatmentmethods；②theexpansionofthescaleshouldnotbeatthecostofenvironmentalquality，anddeodorizingshouldstillbegivenfullat—tention；③themechanizationdegreerisehaspracticalsignificancetothepromotionoflarge·scalecom—postingtechnology；④themoisturecontentofcompostproductfromtheShenyangprojectis35％，whichisstricterthanthenationalstandards，withoutahigheroperatingcost，thebackmixingconsistingmainlyofcompostingsystemisausefulreference；and⑤internationalcooperationbasedonlocalizationisthei—dealchoicetoexplorethesludgetreatmentanddisposalroadsuitableforChina’Snationalconditions．·36·\n王涛，等：沈阳市污水处理厂1000t／d污泥处理工程设计第29卷第16期Keywords：sludgetreatmentproject；sludgecomposting；aerobicfermentation；dynamictrough1项目概况3工艺设计沈阳市污水处理厂污泥处理项目是沈阳市重点工程物料平衡计算如下：每日处理1000t含水环保项目，承担沈阳市5座大型污水处理厂污泥无率为80％的脱水污泥，消耗10t原料(辅料)，返混害化处理任务，工程地点位于沈阳市经济技术开发熟料为1227．5t(含水率为35％)，最后获得289t区新民屯。项目于2012年12月开始运行。的堆肥产物(含水率为35％)。物料衡算见图2。表1沈阳市污水处理厂运行情况统计污泥1000t／d水分蒸发及有机物分解721t／dTab．1OperationstatisticsofShenyangW珊含水率为80％项目日处理污水量／污泥日产量／污泥含水I原料10t／dII(m·d)(t·d)彰％北部污水处理厂40X10159．8982熟料1227．5t／dll一西部污水处理厂15×1091．5078含水率为35％仙女河污水处理厂40×10357．4278沈水湾污水处理厂20×10122．4185南部污水处理厂60×10280(设计值)80合计175×1099280图2物料衡算图项目设计处理规模为1000t／d(脱水污泥含水Fig．2Materialbalancediagram率为80％)，总占地面积为130680m。建设内容3．1受料车间包括受料车间、污泥发酵车间、生物除臭滤池、原料本工程共设置2座受料车间，单座的平面尺寸库、污泥成品库、变配电间、消防水池及泵房、地量衡为21．7m×15．7m。与计量问、办公楼、维修问、车库、自备水井等。80％含水率的市政污泥通过污泥运输专用自卸2工艺流程车运输到受料车间中的污泥料仓。每座受料车间设项目采用全机械化流程槽式高温好氧堆肥工置污泥料仓2座，地下式钢筋混凝土结构，有效容积为70m。。污泥料仓下设手动闸板阀，用以控制污艺，工艺流程见图1。泥下落量。污泥通过料仓下滑至料仓下面的液压柱熟品水含工丁一一一珊把含塞泵中，由液压柱塞泵输送至位于混料车间内的生料配料料仓中。辅料通过自卸载重车运输到受料车间中的干料5％一一％一¨●料仓。每座受料车间设置污泥料仓1座，地下式钢筋混凝土结构，有效容积为70m。干料料仓下设手动闸板阀，用以控制干料下落量。干料通过料仓下滑至料仓下面的旋转给料站中，然后由罗茨风机通过管道运送至位于混料车间内的干料配料料仓中。主要设备如下：破拱滑架6套；液压双轴卸料螺旋4台；液压柱塞泵4台；液压动力站4套；旋转给料站2套。3．2污泥发酵车间污泥发酵车间是整个工艺的核心部分，车间分图1工艺流程成混料区、好氧发酵槽区和卸料区三个主要区域。Fig．1Processflowchart混料区：80％含水率的脱水污泥由受料车问内·37·\n第29卷第16期中国给水排水的液压柱塞泵系统输送至生料配料料仓。回填料通套；干料仓4套；熟料仓4套；移动皮带输送机4台。过卸料皮带输送至熟料配料料仓。辅料由受料车间3．3除臭系统设计内的气力输送系统输送至干料配料料仓。生料配料好氧发酵槽区换气频率采用8次／h，中央廊道、料仓、干料配料料仓、熟料配料料仓下分别设有计量布料区、出料区换气频率采用12次／h，结合沈阳常螺旋定量配料至预混螺旋输送机进行预混合，然后年气候情况与热量、水分平衡计算，得到污泥发酵车由上料螺旋输送机输送至混料机。完成混料过程间臭气外排放量为1400000m／h。后，55％含水率的混合物料由上料皮带输送机输送臭气收集分为两个步骤：①气流组织，采用轴流至布料机，利用卸料器完成自动进仓过程。引射风机144台，单台风量为110001TI／h；②终端好氧发酵槽区：混合均匀的物料在通风曝气的除臭引风，采用除臭滤池风机32台，单台风量为条件下，进行高温好氧发酵。槽底部布置有曝气系35000m／h。统，采用576台曝气鼓风机对发酵槽的不同区域，也采用生物滤池对臭气进行处理，处理后的污水针对发酵不同的反应阶段，进行分区域精确供氧，以排入厂区排水管道。在臭气进入生物除臭滤池的前控制发酵的工艺反应过程。物料从槽内一侧向另一端，由加湿系统对臭气进行加湿。加湿系统由循环侧移动，由在槽两侧墙顶往复行走的翻抛机完成，在水泵和喷淋装置组成。臭气经加湿后通过生物滤料翻抛物料的同时，打碎物料颗粒，保证均匀性，且有处理完毕后排人大气。处理后气体执行《恶臭污染效蒸发水分，最终实现从槽尾端出料的工艺运行效物排放标准》(GB14554_93)中的二级标准。果。物料在槽内通过好氧生化反应降解有机物的同共设置4座生物除臭滤池，单座处理量为时释放大量的生物热，嗜热菌种不断大量繁殖，湿污350000m／h，尺寸为70．0mX18．0m×3．5m。填泥中的水分得到蒸发。料主要为有机一无机复合填料，填料高度为1．5m。卸料区：物料从槽尾端出料后通过卸料皮带输3．4成品库送机输送到熟料配料料仓，其中一部分物料作为堆项目设置1座成品库，平面尺寸为120ITIX48肥产物，由移动皮带机输送至污泥运输车后装车运m，H=6．0m。设计暂存时间约30d，堆高为2．3走或暂存；另一部分物料作为混料组分之一，输送至m。暂存污泥成品量约为13000ITI。混料机，与污泥和干料按设计比例进行混合。3．5原料库本工程设置1座污泥发酵车间，平面尺寸为项目所用原料(辅料)由供货商统一储存供给，209．68mX210．78m，分四个处理系列，每个处理系均为粉碎后满足工艺要求的原料。但原料价格易受列处理量为250t／d。污泥发酵车间的每个处理系季节、气候影响，因此设计原料库储存部分原料以降列设置24个发酵槽，每个发酵槽的尺寸约为90m低运行成本。设计储存天数为120d，设计储存量为x3mx2．5m，每批次进仓物料约30m。300t。本次设计原料暂时考虑为秸秆，堆积密度为主要工艺参数：脱水污泥含水率为80％；污泥0．25t／m，原料堆高按1．8m考虑，所需储存的体量为1000t／d；秸秆为10t／d；返料量为1227．5t／积约为4800In。原料库设计平面尺寸为60mX48d；混合物料含水率为55％；混合物料量为2237．5m，H=6．0m。设置原料粉碎机1台，配套除尘器。t／d；发酵槽数量为96个；发酵时间为20～22d；发3．6消防水池及泵房酵温度为55～65℃；发酵出料含水率为35％；发酵根据建筑防火规范的有关要求，原料库属于可出料量为1516．5t／d；污泥成品出料量为289t／d。燃材料堆场，需要考虑室外消防系统，用水量为35主要设备：翻堆机8台；转仓机8台；鼓风机L／s，火灾延续时间为6h。污泥发酵车间属丁类厂576台；混料机4台；卸料皮带机4台；卸料皮带机房，耐火等级为二级(对防火分区、防火间距而言)，倾斜段4台；熟料仓卸料螺旋输送机8台；干料仓卸可不设置室内消火栓，只考虑室外消防；用水量为料螺旋输送机4台；生料仓卸料螺旋输送机4台；混20L／s，火灾延续时间为2h。整个污泥处置厂厂区料机进料水平段螺旋输送机4台；混料机进料倾斜考虑1处着火点。消防水池容量为11641TI。段螺旋输送机4台；混料机出料倾斜段皮带输送机设置2台消防泵(1用1备)，p=1261TI／h，H4台；布料皮带输送机4台；卸料器96台；生料仓4=450kPa，N=30kW。设置2台离心泵，用于厂区·38·\n王涛，等：沈阳市污水处理厂1000t／d污泥处理工程设计第29卷第l6期生产用水，p=50m／h，H=150kPa，N=4kW。完成全部土建、安装工作，12月初进泥以来，运行正4设计特点与运行效果常，在顺利实现出料后，部分发酵槽已经按照设计指4．1设计特点标运行，主要运行参数基本实现设计目标。在出料①堆肥系统规模同类最大含水率控制在35％以下的前提下，进料含水率严格该项目处理规模为1000t／d，是目前世界上已控制在55％以下，较之大多数60％进、40％出的国投入运行的规模最大的机械化槽式污泥堆肥系统。内其他类似项目，运行成本未有明显增加，但系统的②除臭系统规模巨大抗冲击负荷能力加强，翻堆机和曝气系统负荷均降该项目由于采用槽式堆肥工艺，同一好氧发酵低，系统整体可靠性提高。槽区上部空间连通，为确保臭气的收集和水分的去5结语除，臭气收集处理量达到1400000Ill／h，也是目前通过该项目得出如下结论：对于超大型污泥处世界上同类规模最大的除臭系统。理项目，堆肥仍可视为有效处理方法之一；规模的扩③处理单体建筑面积最大大不应以牺牲环境质量为代价，除臭仍应得到充分为了减少物料输送距离，有效控制各工序连接重视；机械化程度的提高对于规模化堆肥技术的推部分臭气外逸，采用污泥发酵车问与混料车间合建广具有现实意义；沈阳项目堆肥成品含水率为形式，单体建筑物面积达到44959．3In，是目前国35％，严于国家标准，但并未引起运行成本升高，对内污泥处理行业建筑面积最大的单体厂房。通过布于采用返混为主的堆肥系统来讲是一个有益的借料设备廊道与混料区将车间分隔为四个好氧发酵槽鉴；在本土化基础上的国际合作是探索适合中国国区，各槽区空间相对封闭，有利于气流组织与收集。情污泥处理处置道路的理想选择。④自动进出仓设备距离最长项目每一个好氧发酵槽区布料区、出料区长度参考文献：均超过90ITI，出料皮带长度达到97．5m，布料皮带[1]王涛．污泥好氧堆肥工程曝气系统形式与风机选型比长度更达到100m，为国内同类系统最长。较[J]．中国环保产业，2009，(1)：41—43．⑤多段曝气与多种控制模式[2]王涛．污泥堆肥技术工业化推广与系统机械自动化水项目采用动态槽式曝气，为优化工艺运行控制，平提升[J]．西南给排水，2011，(1)：24—26．每条发酵槽采用6台鼓风机进行6阶段曝气，并且曝气系统可以根据实际情况在时间模式、温度模式等多种模式间自由切换。⑥气力输送辅料项目在污泥堆肥行业首次采用气力输送辅料，主要是为了提高输送效率以与处理规模相匹配。⑦完善的备用系统物流输送备用系统：翻堆系统，皮带布料系统，混料系统，混合物料输送，气力输送，污泥泵送系统。⑧优异的节能降耗设计项目处理规模大，基于节能考虑将曝气用鼓风作者简介：王涛(1974一)，男，辽宁沈阳人，研机放置在发酵槽区内部，可以利用车间内加热空气究员级高级工程师，注册一级建造师，注为曝气风源，在冬季仍可以实现无外加热源的条件册咨询工程师，中国勘察设计协会高级工下正常运行，并设置空气湿度与外排风机联动，确保程项目经理，主要从事污泥处理处置工艺水分去除效果。此外项目设计辅料添加量为1％，与设备方面的研究以及工程设计等方面工对于超大型污泥处理项目来讲，降耗效果明显。作，公开发表论文60余篇。4．2运行效果E—mail：wangtao3214@126．corn沈阳市污水处理厂污泥处理项目2012年11月收稿日期：2012—12—20·39·