高碑店污水处理厂污泥厌氧消化系统恢复运行的经验 4页

第30卷第2期中国给水排水Vol_30No．22014年1月CHINAWATER＆WASTEWATERJan．2014雾撰劫秣％爨瞄运行与管理藿西嚣霎《是ss嚣高碑店污水处理厂污泥厌氧消化系统恢复运行的经验蒋奇海，葛勇涛，陈靖轩，王佳伟，张永兵，秦光垒(北京城市排水集团有限责任公司，北京100124)摘要：主要介绍高碑店污水处理厂二期污泥厌氧消化系统在长期停运后，恢复运行过程中进行的检修、测试及启动等方面的情况。总结了二期消化系统恢复运行所需的检测流程、消化系统启动时厌氧菌的培养过程以及提高污泥培养效率的经验。关键词：厌氧消化；检测；启动；污泥培养中图分类号：X703文献标识码：C文章编号：1000—4602(2014)02—0098—04RecoveryOperationofSludgeAnaerobicDigestionSystematGaobeidianWWTPJIANGQi—hai，GEYong—tao，CHENJing—xuan，WANGJia—wei，ZHANGYong—bing，QINGuang—lei(Beo'ingDrainageGroupCo．Ltd．，Beij'ing100124，China)Abstract：Therepair，testandstart—upofthesludgeanaerobicdigestionsystemduringitsrecoveryoperationatphaseⅡofGaobeidianWWTPaftersystemshutdownf0ralongtimewereintroduced．Theexperienceintestingprocessforrecoveryoperationofthesystem，cultivationofanaerobicbacteriainthestart—upperiodandimprovingthesludgecultivationeficiencywassummarized．Keywords：anaerobicdigestion；testing；start—up；sludgecultivation1背景发电以补充污水厂内用电需要，由此可见厌氧消化随着我国城镇化水平不断提高，污水处理设施技术可以大大提高污泥综合利用的水平。现阶段我建设得到了高速发展。据住房与城乡建设部统计，国大部分已建成的厌氧?肖化系统处于停用检修阶截至2013年3月底，全国累计建成城镇污水处理厂段，希望能通过对高碑店污水处理厂污泥厌氧消化3451座，污水处理能力约1．45×10m／d，但是污系统恢复运行的经验总结，为其他水厂消化系统恢水厂的建设及运行产生了大量污泥，以含水率为复运行提供参考。80％计，全国污泥总产量已达3000×10t左右，污高碑店污水处理厂污泥处理采用两级中温厌氧泥处理形势十分严峻。消化处理工艺，消化后的污泥经脱水后外运。污泥在众多的污泥处理方法中，厌氧消化因其高效消化产生的沼气主要用于发电。沼气发电机的热的能量回收和较低的环境影响，成为目前国际上应水，作为加热消化污泥的热源，实现热电联供和资源用最为广泛的污泥稳定化和资源化的处理方法。它的综合利用。可以使污泥中挥发性悬浮固体(VS)含量减少30％2厌氧消化工艺简介～50％，从而使污泥达到稳定，并有利于后续的高碑店污水处理厂厌氧消化系统的工艺流程如脱水处理。在厌氧消化过程中产生的沼气可以用来图1所示。·98·\n蒋奇海，等：高碑店污水处理厂污泥厌氧消化系统恢复运行的经验第30卷第2期3厌氧消化池检修检测’2008年初高碑店污水处理厂污泥厌氧消化系统因设备、设施老化问题而全面停产，2011年初考虑污泥减量化、稳定化、资源化等因素，开始进行二期污泥消化系统的恢复运行工作。整个污泥厌氧消化系统停运3年，停运期间为保证泥区运行安全，对消化系统各路管线进行物理断开，同时为使日后恢复工作可以顺利进行，每日对消化设备、设施进行巡图1厌氧消化系统工艺流程查。Fig．1Flowchartofsludgeanaerobicdigestionsystem污泥厌氧消化系统恢复运行涵盖污泥消化、沼二期消化池的设计参数如表1所示。气输送、存储、沼气脱硫、沼气利用(沼气发电、沼气表二期消化池的设计参数锅炉)、循环供热等多套系统，涉及的大型构筑物有Tab．1Designparametersofsecondstagedigestiontank17座，主要设备50余台。项目设计参数3．1单元检修一级消化池／座6检修阶段主要针对厌氧消化系统所涉及的所有二级消化池／座2设备、设施的维修及单机调试验收工作。本次设备池体形式圆柱形消化池直径／m20检修主要有搅拌器、消化电力系统、自控系统(含仪一级消化池有效泥深／m25表)、发电机及电动阀门等。设施检修主要有污泥一级消化池单池容积／m7850管道疏通、各类阀门维修、管线测厚、消化池内部防二级消化池有效泥深／m23．5腐及脱硫、气柜等构筑物的检修等。一级消化池进泥量／(m。·d)2208．33．2系统检测进泥含水率／％943．2．1管道打压检测污泥投配率／％3．6一级消化池停留时间／d21．3管道打压分两阶段进行，第一阶段管道分段打二级消化池停留时间／d6．7压，该打压过程中将所有管线上的阀门拆除，安装盲消化温度／℃3335板，进行打压试验；将拆除的阀门进行检修，并进行一级消化池设计产气量／(m。沼气·m。泥)7内漏检测。第二阶段将所有通过内漏检测的阀门重一纯消化油设计产且／fnl3沼．m。)2新安装，进行管道全线打压。高碑店污水处理厂二期厌氧消化系统共设两个3．2．2干式气柜气密性检测系列8座消化池，其中6座一级消化池，2座二级消在干式气柜气密性检测前，必须清除气柜内各化池。在一级消化过程中主要对污泥进行加热、搅部位所有杂物，特别是密封膜下部弯曲部位不得有拌、破渣，并收集产生的沼气。异物，以免起升时损坏密封膜。气柜内浮顶、采光经过一级消化后的污泥排入二级消化池，在二口、雷达反射板浮土清扫干净，干式气柜气密性检测级消化过程中不对污泥进行加热和搅拌，一般情况执行《橡胶膜密封储气柜工程施工质量验收规程》下二级消化池用于污泥储存、浓缩和调节，排除上清(CECS267：2009)。气柜达到容积的90％(7500液、破渣，并收集少量的沼气。一级中温厌氧消化的ITI)时停止充气。共进行7天的气密性试验。每天温度控制在33—35℃_2。二期消化池采用螺旋板同一时间测量活塞位置的变化、柜内气体温度、柜内式泥水热交换器连续加热污泥，热水水源为气水热气体压力、大气温度、气柜高度约1／2处的大气压交换后的热水或沼气发电机的冷却水。采用机械连力。将测量结果换算成标准状态下的容量，根据泄续搅拌。漏率计算公式得出柜内泄漏率。二级消化池的泥位比一级消化池的低1．5m，干式气柜气密性检测结果如表2所示。按照标一级消化池的污泥可依靠泥位差排至二级消化准规定，若7天(168h)的漏气率<2％，则气密性试池。验合格·99·\n第30卷第2期中国给水排水表2干式气柜气密性检测结果3．2．4消化系统清水联动Tab．2Air-tighttestresultsofdrygasholder在消化池满水及气密检测完成后，进行消化系项目时刻压力／温度／体际况下体漏气统清水联动工作。将进入消化池的污泥投配管线、kPa℃mm率／％循环管线、加热管线上的闸门打开，消化池顶的人孔10月8日14：202．23326．57535．97020．5关闭，与脱硫塔、干式气柜连通的所有阀门关闭。在13：302．241257426．66954．10．9510月91315消化系统自控控制下，通过12#浓缩池将二沉出水：152．23426．27516．77009．70．1510月10日14：302．239247389．26942．21．12从进泥管路打人到一级消化池。一级消化池通过溢10月11日14：002．238267453．869560．92流排泥，将水排至二级消化池。二级消化池通过上10月12日14：152．23625．87509．27012．20．12清液管道，将水排至污水管道内。10月13日14：302．23127．57609．17064．9—0．63消化系统清水联动，主要用来检测自控系统的1O月14日14：302．215247497．27O42一O．31可靠性。重点检测消化系统是否按照自控要求运3．2．3消化池满水及气密性检测转，并确定各远程信号可正确传输，同时检测保护程消化池满水及气密检测之前要仔细检查池内各序是否有效，如排泥泵与消化池最低液位的联锁等。处，包括各种孔洞、管道、搅拌设备以及污泥进、出技术人员同时在清水联动期间要检查整个系统的机口，清除一切异物，确保设备运行可靠，管路通械、电气设备、监控仪表，并确认其运转正常。畅。在空池检查合格之后，关闭消化池下人孔，4厌氧消化启动运行向消化池充满清水。消化池满水检测是消化系统恢高碑店污水处理厂泥区相对独立，已实行区域复最基础的检测工作。检测期间确保池内无水进隔离；启动前保证安全和报警信号安装完整；防火、出，保证检测的准确性，并执行《给水排水构筑物施防爆等器材就位；安全警示标志齐全；操作人员均持工及验收规范》(GB50141-2008)。证上岗；安全防护用品配备齐全；完善防火、防爆、防消化池安全运行必须进行气密性检测。气密性中毒应急预案；完成安全规程、调试人员的安全培检测压力要满足使用时最高压力的1．5倍。在闭气训。过程中，要对整个气相空间构筑物及相连的管道进4．1消化池清水加热行检查，检测时间尽量选择在温差较小的时间段或在清水联动期问，同时进行消化池加热工作。气候条件下。各消化池运行污泥循环泵、热交换器及相关设备，在消化池满水及气密性检测结果如表3所示。消化池进泥之前将池中清水通过泥水热交换器加热表3消化池满水及气密性检测结果到35℃左右。由于泥水热交换器的水源来自锅炉Tab．3Waterfiledandair-tighttestresultsofdigestion房，因此在消化池加热之前必须启动锅炉房内的气tank水热交换器，利用华能热电厂提供的蒸汽，加热循环初次液位池内24h后液位池内消化池高度／m水温／高度／m水温结果水。加热期间，以消化池泥水热交换器冷泥进口温满水试验液位计测量℃液位计测量／℃度为准。密切关注消化池内水温，当消化池内水温1623．9324．3226．223．9424．2824．6合格加热到35cjC左右后开始投泥。#消化池初次压力／kPa液位／24h后压液位／漏气率为4．2消化系统气相空间氦气置换消气密m力／kPam2．7％．在清水联动完成后进行气相空问氮气置换，因化试验461323．84．48723．8检测合格．高碑店污水处理厂消化系统沼气管线较长，气柜及池呼吸阀起跳安全防压力／kPa7．3消化池气相空间大，为方便操作，本次氮气置换共分护装置合格为三部分：第一部分，沼气管线氮气吹扫；第二部分，检测搅拌器水封冲破压力／kPa8．0(未冲破)气柜氮气置换；第三部分，消化池气相空间氮气置在气密性检测的同时进行安全防护装置检测，换。因氮气使用量较大，为保证吹扫效果，采用液氮如安全放散装置、搅拌器水封等，安全放散装置是确气化后进行氮气置换。氮气吹扫压力控制在0．2保消化池安全运行的防护设备，在检测时一定要确MPa左右，置换标准均为排气口含氧量降至5％以保其释放压力低于消化池结构承受压力。下·l00·\n蒋奇海，等：高碑店污水处理厂污泥厌氧消化系统恢复运行的经验第30卷第2期4．3厌氧消化启动5结论进泥负荷：消化池运行初期，保证消化池有机负厌氧消化系统检修检测时应严格执行各单元验荷<0．5kgVSS／(m·d)。设计进泥量为50m／收标准，为日后消化系统安全稳定运行提供保障。d。按污泥含水率为96％、污泥中有机物含量为厌氧菌培养过程中应加强污泥和沼气各项指标60％计，则消化池有机负荷为0．024kgVSS／(m·数据的检测工作。为快速有效培养厌氧菌应提前将d)。一级消化池每3h为一个进泥周期，每日进泥消化池内清水温度控制在33～35℃，有利于甲烷菌8次，进泥量为6．25m／次。的繁殖生长。厌氧消化系统启动过程中应加强各部运行流程：一级消化池通过浓缩池排泥作为进位气体监测工作，一旦发现爆炸性气体逸出，要立即泥，通过溢流排泥至二级消化池。二级消化池启动采取有效的安全措施。期间不排泥，通过静置将污泥沉淀，多余的水通过上通过对高碑店污水厂污泥厌氧消化系统恢复运清液管排放。若上清液颜色变灰，可进行二级消化行过程中检修检测、启动的经验进行总结，可为所有池排泥。每次排泥液位不得低于二级消化池进泥口停运时间较长或新建消化系统恢复运行提供参考。(22．5m)。产气运行：启动运行前期，消化池产出的气体通参考文献：过脱硫跨越管道送人气柜。气柜在启动运行前充满[1]王洪臣．城市污水处理厂运行控制和维护管理[M]．北京：科学出版社，2002．氮气。气体进入气柜后，通过气柜的安全放散阀门[2]张自杰．排水工程(下册)(第4版)[M]．北京：中国进行放散。由于湿式脱硫塔已调试完毕，当甲烷含建筑工业出版社，2000．量接近50％，关闭脱硫跨越管线，气体进入脱硫塔[3]宋晓雅，李维，王洪臣，等．高碑店污水处理厂污泥处经过脱硫后送入气柜。脱硫前将气柜内全部气体放理系统工艺介绍及运行分析[J]．给水排水，2004，30空，当气柜沼气含量>50％后，可通过燃烧器或发电(12)：1—5．机及锅炉进行沼气消耗。[4]宋晓雅，杨向平，王东生．大型污泥厌氧消化系统的启污泥指标监控：在投泥过程中，对消化池进、排动与运行调控[J]．给水排水，2011，37(3)：32—34．泥进行取样分析。分析pH值、挥发性脂肪酸[5]周杨，高超．污泥厌氧消化池的启动运行经验[J]．给(VFA)、碱度(ALK)、VFA／ALK。当发现异常情况水排水，2007，23(6)：91—94．[6]生军涛．威金斯干式煤气柜的调试[J]．山东冶金，时，减少消化池进泥量。异常情况：pH值<6．5、2008，30(5)：70—71．VFA>500mg／L、VFA／ALK>0．3。沼气指标监控：启动初期应对沼气进行取样分析。消化系统启动前期沼气组分如表4所示。表4消化系统启动前期沼气组分Tab．4GascomponentsinearlyphaseofdigestionsystemstartingupH2S／项目H2／％O2／％N2／％CH／％CO2／％(mg。L)11月22日0．0052．19077．8009．7408．290548011月24日0．0131．37337．60949．2899．715708012月1日0．0100．4601．33078．20018．000325012月6日O．0110．4801．40079．30016．8005090作者简介：蒋奇海(1984一)，男，福建莆田人，12月8日0．0081．1903．09O71．80HD21．9007930本科，助理工程师，主要从事污水、污泥12月13日0．003O．5150．91272．60023．9003980处理工艺运行管理与成本控制工作。12月15日0．0l10．8471．94070．80024．4003560E—mail：jiang—qihai@163．eom当沼气中甲烷含量接近60％，同时消化污泥通讯作者：王佳伟VFA／ALK<0．3，可认为污泥培养基本完成。收稿日期：2013—09—05·101·