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案例分析|高碑店污泥高级厌氧消化建设与运行实例

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-06-09  来源:中国给水排水   作者:田宇  浏览次数:12719

主持人(杭世珺 总工): 北京北排建设有限公司 田宇 技术总监 发言主题是高碑店污泥高级厌氧消化建设与运行实例分析。

田宇:各位领导,各位专家,各位同仁大家上午好,由我代表北排建设公司向各位汇报一下高碑店污泥高级厌氧消化建设与运行的实例分析。汇报分为三个部分,第一部分为项目介绍。建设背景是因为北京城区污水处理厂改造三年行动方案实施后,将有12座再生水厂,总处理规模将达到413万立方米每天,其中新增150万立方米每天,同时改建和新建5座污泥处理中心,总的污泥处理规模达到了6128吨每天。污泥处理的产量将是原来的一倍以上。从政策背景方面来讲,2013年开始,国务院通过了城镇排水与污水处理条例,在条例中指出,城镇污水处理设施运营维护单位或者污泥处理处置单位应当安全处理处置污泥,保证处理处置后的污泥符合国家相关标准。同时,2015年,北排集团与北京市政府签订了特许服务经营协议,在协议中明确地提出污泥处理处置的标准及对污泥无害化处理设施的要求。

同时因为北京治理空气污染,北京的火力发电厂将逐步改为燃气电厂,蒸汽价格居高不下,导致现有污泥消化系统的成本将增高。同时如果采用污泥的热干化技术,需要大量外购蒸汽等能源,未来的运行成本将大幅度增加。

从污泥的处置的角度上来说,填埋、焚烧、建材都无法对污泥进行长期稳定的处置,同时也存在一定的风险。北京市污水为市政污水,污泥所含的有机物和氮磷等营养元素非常有利于缓解土壤沙化等问题,因此我们选择土地利用作为主要的污泥处置方向。

结合以上几点,我们以消化为基本,考虑到系统的能耗、生物固体品质、卫生学要求,依据现有污泥设备设施,系统集成商特点和经验确定了污泥处理处置的技术路线。即形成“热水解+高级厌氧消化+板框脱水+土地利用”污泥处理处置技术路线,从而使污泥处置达到无害化、稳定化、减量化、资源化、低碳化处理目标。建立了一条以“热水解+厌氧消化+板框脱水”一条主流处理工艺路线,建立了一个151模式。下面我重点介绍一下高碑店污泥处理中心的情况。高碑店污泥处理中心是151模式中第二个处理的消化项目,处理规模达到1358吨每天,北排建设有限公司作为污泥项目系统的总承包方,历时两年完成工艺设计、设备定型,系统交付。目前高碑店项目在2016年年底已达到满负荷试运行,效果非常显著,有效提高了污泥厌氧降解率和沼气的产气量,改善了污泥的脱水性能。

关于改造前和改造后的高碑店污泥处置中心的工艺路线,主要就是新增了热水解单元,对原有的消化池进行了改造,新增板框脱水机房,同时板框滤液采用了北排研发的红菌技术,这是整个改造工程的主要的建设内容。

整个高碑店污泥处置中心建设改造情况为:2014年12月底开始工程建设;2015年12月完成8个消化池、10个浓缩池的拆除及地基清理工作;2016年10月完成设备交货和安装;2016年10月18日消化池进泥,2016年12月26日热水解系统进泥,与消化池联动进行调试。高碑店泥区改造项目从开工建设到改造完成历时22个月,其中拆除施工历时12个月,相比国外同等建设规模、体量相近的英国曼彻斯特的项目、美国华盛顿特区Blue Plains 项目,我们大大缩短项目工程建设周期。

第二部分是我们调试的运行分析。在调试过程之中,我们确定了以消化池调控为主,热水解单元作为消化池的预处理,制定消化池负荷提升计划,热水解处理量满足消化池需求,制定热水解单元调控及评价指标,消化单元重点调控及评价指标。

消化池启动方式有两种,一种没有热水解高级消化污泥作为接种污泥时,常规启动消化池,再采用热水解污泥进行置换的方式启动。第二种为采用热水解高级消化污泥接种,直接启动。通过分析两种启动方式的优缺点,以及考虑到高碑店现场实际情况,我们确定了第一种启动方式。

下面介绍一下具体的调试情况。高碑店热水解系统(单条生产线)从2016年12月26日开始进泥,经过28天,达到满负荷的60批次/天,达到了预期的目标。同时,在热水解进泥浓度满足设计值的情况下,蒸汽消耗量基本保持在1.1t/tDS,达到设计要求;到目前为止,热水解消化污泥产气率基本上稳定在400m3/tDS以上,比未改造前消化污泥产气率高近一倍,并能够完全满足热水解工艺的能量平衡问题。说明,污泥在水解阶段发生了较彻底的水解酸化,大大提高了消化池的反应效率。在图表中我们可以看到随着热水解的启动,产气率逐渐从不到三百慢慢提升,一直稳定在400左右,甚至高的时候可以接近500。

在调试过程中,通过对消化池温度、PH值、VFA/TAC、氨氮和游离氨等数据的监测和控制,保证了消化池在负荷提高时的稳定运行,同时平稳度过微生物的转换期,成功完成整个系统的启动。随着热水解满负荷运行以来,板框脱水机的效果未受到影响,出泥含水率基本保持在60%以下,平均含水率为54.7%。

 

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