青岛麦岛污水处理厂的污泥中温消化和热电联产 3页

第28卷第2期中国给水排水V01．28No．22012年1月CHINAWATER&WASTEWATERJan．2012青岛麦岛污水处理厂的污泥中温消化和热电联产王福浩，李慧博，陈晓华(1．青岛麦岛污水处理厂，山东青岛266071；2．威立雅水务工程<北京>有限公司，北京100004)摘要：介绍了污泥中温消化和热电联产在青岛麦岛污水处理厂二期工程(14×10m／d)中的应用，其消化污泥来自化学强化Muhiflo@Trio的初沉污泥和曝气生物滤池Biostyr@剩余污泥的混合污泥。此种混合污泥沼气产气率高，经中温厌氧消化所产沼气全部用于发电，可满足全厂65％以上的用电需求，回收的余热可加热消化池的污泥，经济效益突出。关键词：污泥；厌氧消化；热电联产中图分类号：X703文献标识码：C文章编号：1000—4602(2012)02—0049—03MesophilicSludgeDigestionandHeatandPowerCo-generationinQingdaoMaidaoWWTPWANGFu—hao．LIHui_b0．CHENXiao—hua(1．QingdaoMaidao，Qingdao266071，China；2．VWSCo．Ltd．，Beijing100004，China)Abstract：TheapplicationofmesophilicsludgedigestionandheatandpowerCO—generationinsec-ond—phasepr~ect(14×10m／d)ofQingdaoMaidaowwTPisintroduced．Thedigestedsludgeisthemixtureofprimarysludgefromchemicallyenhancedhigh-eficiencysedimentationtank(Multiflo@Trio)andexcesssludgefromBAF(Biostyr@)，whichhasahighbiogasproduction．Thebiogasproducedbymesophilicanaerobicdigestersistotallyusedtopowercogeneration．Theelectricitygeneratedcoversover65％ofthepowerdemandoftheentireWWTP．andtherecoveredthermalenergycanbeusedtoheatthedigesters．Theachievedeconomicbenefitsareobvious．Keywords：sludge；anaerobicdigestion；heatandpowerCO—generation1工程背景中温厌氧消化、污泥脱水和沼气发电技术。全厂还麦岛污水处理厂扩建工程位于青岛市经济文化采用了Alizair~生物除臭工艺。工艺流程见图1。中心市南区和国家级旅游风景区崂山区的交界处，放排海口西临2008年奥运会帆船比赛场地。污水厂一期工程于1999年建成投产，处理能力为1×10m／d，扩建后的二期处理能力达到14×10m。／d，2006年成功通水调试运行J。麦岛污水处理厂二期工程在有限的占地面积上，采用了威立雅水务工⋯一沼气程(北京)有限公司的先进技术，污水处理主要采用⋯⋯圃化学强化高效沉淀池Muhiflo@Trio、曝气生物滤池图1工艺流程Biostyr~工艺，占地面积少。污泥处理主要采用污泥Fig．1Flowchartoftreatmentprocess·49·\n第28卷第2期中国给水排水部排人。消化池的出泥由2个分别装在消化池顶部和下部的液压套筒阀控制。再加热的污泥是从消化池底部中央被泵抽出送至水／泥热交换器中的。2污泥消化和热电联产系统的设计消化池的搅拌方式包括沼气循环搅拌、机械搅厌氧污泥消化分为中温(35oC)和高温消化拌。麦岛污水处理厂采用AGIMIX的机械立式搅拌(55oC)，麦岛污水处理厂采用厌氧中温一级消化方器，具有能耗低、安装方便及效率高的优点。2．3中温厌氧消化的主要设计参数消化产沼气全部用于发电，工艺流程见图2。污泥中温厌氧消化即污泥在35。【=的条件下生物稳定、降解污泥中的挥发性有机物质。消化池的火炬⋯⋯⋯⋯网⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯一．设计最小停留时间为20d，这样才能保证污泥被良沿气好地稳定。消化池2座，主要设计参数见表2。№h讯。————旦——●—广———一—'l而日』订__1l。：表2消化池主要设计参数os【y余Tab．2Designparametersofdigestiontank项目参数消化池有效容积／m12700构筑物直径／m29．3圃_J⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯圆锥部分角度／(。)14沼气发电机圆柱部分高度／m17．6圆锥部分高度／m3．7图2污泥消化和沼气发电流程外加储池高度／m0．4Fig．2Flowchartofsludgedigestionandbiogaspower圆柱总高／ml8generation2．4沼气收集系统的设计2．1设计污泥特性消化池顶部有存储一定沼气的空间，安装有消污泥中包含了初沉污泥、生物污泥和油脂，初沉化池顶盖。它包括观察窗(0400mm)，通过观察窗污泥来自Muhiflo~斜管沉淀池，生物污泥来自反洗可以看到消化池的内部情况。同时配套安装有一个水处理Multiflo~斜管沉淀池。污泥消化池为浓缩池真空安全阀和一个超压安全阀，该安全阀门能够在(本工程中为Multiflo)的后续构筑物。较高的进泥消化池系统产生超压或负压的情况下对消化池进行浓度可以减少污泥消化池的体积和热交换的费用，紧急保护。消化池产生的沼气通过粗颗粒过滤器去也有利于污泥脱水。除沼气中夹杂的颗粒物质和冷凝液，同时可以作为污泥指标见表1。防止回火的安全设备。表1污泥主要指标沼气的主要成分为CO和CH。甲烷的产量Tab．1Parametersofsludge直接决定了工程项目的收益率。化学强化高效沉淀项目参数池Multiflo@Trio初沉污泥和曝气生物滤池Biostyr@处理污泥总量(浓缩后的污泥量+油脂的量)／43500(kgSS·d)剩余污泥的混合污泥消化的产气量较高。沼气产量污泥浓度／(g·L)45～5O设计约为14400133／d，经粗颗粒过滤器后被贮藏在消化后的污泥量／(kgSS·d)38386一个与消化池直接连接的容积为2500m的双膜消化后的污泥浓度／(g·L)34—36储气柜内(见图3)。储气柜容积的选择应综合考虑2．2厌氧消化池型和搅拌器的设计投资费用和保证发电机稳定气量供给等因素。双膜麦岛污水处理厂采用经典的柱状池型。气柜具有采用干式膜封结构、替代水封可消除冬季池体为混凝土结构，内壁做防腐处理，外壁有保冰冻隐患、无需额外防腐蚀维护、造价更低、安装快温层以减少热量损失。消化池的顶部有一个检查口捷等优点。沼气优先用于发电，并经陶瓷过滤器精以观察浓缩后的污泥与再加热的污泥(来自热交换细过滤，去除粒径为150—210m的杂质颗粒，同器)进消化池之前的混合情况，混合的污泥由池底时去除冷凝水。过剩的沼气将通过火炬烧掉，火炬·50·\n王福浩，等：青岛麦岛污水处理厂的污泥中温消化和热电联产第28卷第2期自动控制，明火燃烧。14486lqq／d，沼气质量见表3，对应的发电量为1027681kW·h，可节省电费17992元／d。最高沼气产量可达20811m／d。产气量稳定，能够维持发电机的持续稳定发电。发电机发电量平均可节省超过65％的麦岛污水处理厂全厂耗电，同时发电机回收的余热可加热消化池中的污泥。其消化和热电联产具备良好的经济效益。表3沼气质量Tab．3Biogasqu~ityCO2CH02C0CH4H2N2热值／项目／％／％／％，％／％／％／％(kJ·mJ1．外膜2．内膜3．底膜4．固定杆5．鼓风机6．气体管路7．安全阀8．止回阀9．压力调节阀1O．超声波测距20l0—01—1931．8未检出]．6未检出57．8D．4未检出2680311．观察窗12．基座13．气体软管2010—03—1630．4未检出3．4未检出58．21未检出272772010—05—1829．6未检出)．60．858．8D．2未检出27515图3双膜气柜的结构2010—07—1531．2未检出)．61652．2未检出26282Fig．3Structureofdouble—membranegasholder2010—09—1530．2未检出1O．854．63．4未检出262512．5沼气发电机房的设计201O一12—1730．8未检出3．40．861．26．8未检出25331沼气发电机房发电的燃料是污泥消化产生的沼2011—03—2529．5未检出．80．656．23．2未检出26837气，发电机房同时利用配备的热回收装置提供热能2010年度运行数据：进泥含固率>4％；污泥有用于污泥加热，以保证消化池内的温度能够恒定在机成分>65％；沼气年产量为5447594m；沼气锅35左右，即加热进入消化池的污泥以及补偿消化炉消耗沼气量为654935m；火炬消耗沼气量为池壁产生的热量损失。沼气发电机的污泥再加热回111731m；发电消耗沼气量为4680928Ill；86％路进出口设计温度分别为70℃和9O℃。当从发电的沼气用于发电，发电总量为9850000kW·h，占单元产生的热量不足以用于污泥加热时，沼气锅炉全厂耗电量的68％。将产生热水提供额外的热量用于污泥加热。沼气锅发电机房无需脱硫系统，未检出硫化氢，因为在炉为混合燃料锅炉，当沼气产量不足时，亦可用柴水处理工艺Multiflo~斜管沉淀池和生物污泥反洗水油。锅炉进、出水设计温度分别为70℃和65℃。处理Muhiflo斜管沉淀池中都投加了FeC1。设计日均产气量为14400m。／d，全部用于发4结语电，相当于3837kW·h的电能，而热损失为1279经过消化后的污泥达到了减量化的目的，大大kW·h，热回收装置可回收1358kW·h的热能用节省了污泥处理以及运输、存储的费用，并使之变废于污泥加热。为宝，循环利用，污泥消化工艺具有广阔的开发利用沼气发电机的选型基于平均产气量，并能保证前景。输入持续恒定的沼气。系统设4台发电机，总发电能力为1200kW，24h连续运行，年总运行时间大参考文献：约是8000h。[1]黄绪达，王琳．青岛麦岛污水处理厂改扩建工程工艺3运营情况及优势设计[J]．中国给水排水，2007，33(9)：31—34．中温厌氧消化和热电联产在麦岛污水处理厂的[2]RecepKaanDereli，MustafaEvrenErsahin，CigdemYan—ginGomec，eta1．Co—digestionoftheorganicfractionof运营整体上是成功的。针对全年实际平均为municipalsolidwastewithprimarysludgeatamunicipal106207m／d(设计水量为140000m／d)的水处理wastewatertreatmentplantinTurkey[J]．WasteManage量，实际运营经验表明，化学强化高效沉淀池Multi．Res，2010，28：404—410．floTrio初沉污泥和曝气生物滤池Biostyr~剩余污泥的混合污泥，经中温厌氧消化后具备较高的产气E—mail：fuhao．wang@qdvw．COB量，产气系数高。2009年全年实际平均产气量达收稿日期：2011—06—21·51·