污泥高固体厌氧消化与热干化联合系统能效评估_张玉瑶
第34卷第3期2015年
6月
四川环境SICHUAN ENVIＲONMENT
Vol.34，No.3June 2015
·环境评价·
收稿日期：2014-10-22基金项目：国家自然科学基金面上项目，高含固污泥厌氧消化过程中含固率对污泥有机质降解效率的影响机制
（51478239）；横向项目，城市污水污泥资源化潜力和途径评估（UＲＲT2013005）；国家重大科技专项课题，昆明主城区污染物综合减排与水质保障关键技术研究与示范（2011ZX07302）。
作者简介：张玉瑶（1989－），男，河北石家庄人，清华大学深圳研究
生院能源与环境学部环境工程专业2013级在读硕士研
究生，研究方向为固体废物处理处置
。污泥高固体厌氧消化与热干化联合系统能效评估
张玉瑶1
，李
欢1，李忱忱2
，郭
昉3，吴毅晖
3（1.深圳市环境微生物利用与安全控制重点实验室，清华大学深圳研究生院，深圳518055；2.清华大学深圳研究生院—格林美城市资源循环利用工程技术研究中心，深圳518055；
3.昆明滇池水务股份有限公司，昆明650100）
摘要：以昆明市主城区污泥厌氧消化实验数据为基础，采用不同处理单元物质流与能量流相关联的方法，在不同进泥浓度与有机质含量条件下，比较了污泥厌氧消化与热干化联合系统的能效水平。结果表明，对于污泥厌氧消化系统，进泥加热是系统的主要耗能环节，将进泥浓度从5%提高至15%可以降低加热保温能耗2/3，污泥有机质含量从40%提高到50%时，厌氧消化的沼气产能增加至原来的2.2倍；高固体厌氧消化更适于低有机质含量污泥，可以满足系统能量自持的需求。对于污泥消化干化联合系统，热干化是最主要能耗环节，低有机质污泥消化产生的沼气仅能满足干化需求的19% 46%，而干化尾气余热可满足消化系统加热保温需求，因此采用高固体厌氧消化不能提高消化干化联合系统的能效比。关
键
词：污泥；厌氧消化；热干化；能耗
中图分类号：X703
文献标识码：A
文章编号：1001-3644（2015）03-0096-04Energy Efficiency Evaluation of High-solid Sludge Anaerobic Digestion with Thermal Drying System
ZHANG Yu-yao 1，LI Huan 1，LI Chen-chen 2，GUO Fang 3，WU Yi-hui 3
（1.Shenzhen Environmental Microbial Application ＆Ｒisk Control Key laboratory ，Graduate School at Shenzhen ，Tsinghua University ，Shenzhen 518055，China ； 2.Joint Ｒesearch Center of Urban Ｒesource Ｒecycling Technology of
Graduate School at Shenzhen ，Tsinghua University and Shenzhen Green Eco-Manufacturer High-Tech ，
Shenzhen 518055，China ； 3.Kunming Dianchi Water co .Ltd .，Kunming 650100，China ）
Abstract ：The energy-efficiency level of an integrated sludge treatment system ，containing anaerobic digestion and thermal
drying ，was evaluated based on the experimental data obtained from a Kunming project.The material and energy balances in different processing units were calculated considering different sludge solids and organic contents.The result shows that the main energy consumption occurs in the process of heating feeding sludge during anaerobic digestion.When total solids content of feedingsludge increases from 5%to 15%，the energy required for temperature maintenance can be reduced two-thirds.When the organic content of feeding sludge increases from 40%to 50%，the biogas production can increase 2.2times.High-solids anaerobic digestion has the advantage of energy self-sustaining ，and consequently it is more suitable than conventional low-solids digestion for the treatment of low-organic-content sludge.In the system combining anaerobic digestion and thermal drying ，thermal drying is responsible for the main energy consumption.The biogas generated from anaerobic digestion of low-organic-content sludge can only meet 19% 46%of the energy requirement of sludge drying ，while the residual heat contained in the exhaust gas from dryer can meet the requirement of anaerobic digestion.Therefore ，it cannot improve the energy-efficiency of the integrated system using high-solids anaerobic digestion instead of conventional low-solids digestion.
Keywords ：Sludge ；anaerobic digestion ；thermal drying ；energy consumption
随着城镇污水处理系统的完善和处理标准的提
高，污泥产生量不断增加，成为典型城市废弃物。根据城镇社会经济状况以及污泥性质特点，污泥处理可以采用不同的处理流程。污泥厌氧消化与热干化联合处理工艺可以利用沼气干化污泥，能以较低
DOI:10.14034/https://www.360docs.net/doc/1b13058254.html,ki.schj.2015.03.019
能耗实现污泥的减量化和资源化
［1］
。例如，我国
上海白龙港污泥处理工程
［2 4］
基于系统热量自平衡的考虑，采用全部消化与部分干化相关联技术，实现干化热量零补给的目标；德国汉堡等污水处理厂
采用了污泥消化、干化与焚烧系统的联合［5］
，实现了外加燃料需求量为零的预期效果。在这一系统中，存在污泥流（物质流）与能量流的关联，如何实现最优耦合以提高系统能效水平是设计工艺参数的主要目标，其中，污泥的厌氧消化表现是影响系统能效的关键。
昆明市主城区污泥处理处置工程计划采用污泥高固体厌氧消化与热干化的联合系统，其主要特点在于采用了高固体厌氧消化工艺，进泥含固率设计为15%。相关研究发现应用高含固污泥进行厌氧消化可显著提高有效容积产气率，但受到挥发性脂
肪酸与氨氮等中间产物积累等因素的影响［6］
，有
机质降解效率与甲烷产率有可能下降
［7 10］
。此外，高含固污泥粘度增加，还会增加搅拌和输送能耗。
因此，需要综合评估采用高含固污泥对消化干化联合系统的能效影响。本文在中试实验数据的基础
上，对该系统不同处理单元物质流与能量流进行了计算，分析了进泥浓度与有机质含量对系统物料平衡和能量产出的影响，评估了高含固污泥厌氧消化与传统低浓度污泥厌氧消化在能效上的差异。
1项目基本工艺流程
项目设计处理污泥量为100t DS /d ，脱水污泥首先在预反应池稀释至含固率15%，然后泵入柱形消化池进行中温消化。设计污泥停留时间（SＲT ）为22.5d 。脱水污泥有机质含量约40% 50%，除进行高固体厌氧消化（HLAD ）外，也可以调节至含固率5%进行普通厌氧消化（CAD ）。这两种模式下污泥厌氧消化池总容积分别需要15000m 3和45000m 3。消化污泥离心脱水后进入双桨叶干化机，排泥含固率70%。热媒采用导热油，采用沼气加热，同时用天然气作为启动和补充能源。热油锅炉内进油温度200?，出油温度225?。干化尾气通过风扇抽吸入洗涤塔，释放的冷凝热被循环水吸收，用于加热消化污泥。工艺流程具体如下图所示
。
图污泥处理处置工艺流程
Fig.
The process flow of sludge disposal
2
污泥厌氧消化系统的性能
2.1
污泥厌氧消化的沼气产能
该项目面临的关键可变参数是进泥含固率和有机质含量的变化。根据中试研究，高含固污泥在强化搅拌条件下，其有机质降解率与低浓度污泥接近，但随进泥有机质含量降低而成比例降低。在
SＲT 为22.5天时，进泥有机质为40%，45%，50%时，有机质降解率分别为20%，28%和35%。不同浓度污泥去除单位有机质的产气量（Y re ）基本保持不变，平均约为1.0m 3
/kgVS re 。根据这些情况，可以对沼气产量和消化污泥产量进行估算，结果如表1所示。
7
93期张玉瑶等：污泥高固体厌氧消化与热干化联合系统能效评估
表1污泥厌氧消化系统的沼气产能
Tab.1The biogas production of sludge anaerobic digestion
工况编号HLAD1HLAD2CAD1CAD2进泥总量（t/d）66766720002000
进泥TS（%）151555
进泥VS/TS（%）40504050有机质降解率VS re（%）20352035
消化脱水污泥产量（1）（t/d）460413460413
单位产气量Y（2）ad（m3/kg VS ad）0.200.350.200.35消化产生沼气量（m3/d）800017500800017500
沼气热能（3）（GJ/d）184403184403
注：（1）消化污泥脱水后含水率为80%；（2）此处为投加单位有机质的产气量；（3）沼气中甲烷含量约为58%，热值约23MJ/m3。
从表1中可以看出，进泥浓度对厌氧消化的沼气产能没有影响（良好搅拌条件下），但进泥有机质含量对沼气产能具有巨大影响。因此，在昆明市主城区十余座污水处理厂中，应尽量选择高有机质含量的污泥作为消化罐的进泥，或者将污泥与其它高有机质含量的废物，如餐厨垃圾等进行共消化。
2.2污泥厌氧消化的能耗
在进泥含固率分别为5%和15%时，用于污泥混合与加热的预反应池数量分别需要6座和2座。单个预反应池高度7.5m，直径5.5m。池顶、池壁、池底的导热系数分别为 2.9、2.5、1.9kJ/（m2·h·?）。按昆明市气象水文条件，冬季进泥温度约15?，夏季约25?，加热后污泥温度为38?。冬季室外温度4.9?，土壤温度10?，夏季室外温度23.1?，土壤温度25?。考虑换热效率，需热量放大20%计算。在进泥含固率分别为5%和15%时，污泥消化池数量分别需要9座和3座。单池圆柱部分高度30m，其中地上部分25m，地下部分5m，直径16m。池盖为半椭球体，高度1m，池底为椎体，斜面高度8.06m，池体总高度为32m。其余条件与预反应池相同。据此，可以计算厌氧消化所需要的保温加热能耗，如表2所示。
表2污泥厌氧消化的能耗
Tab.2The energy consumption of sludge anaerobic digestion
反应器类型HLAD HLAD CAD CAD 季节夏季冬季夏季冬季进泥升温（MJ/d）3641864432109200193200预反应池保温（MJ/d）37282211162466消化池保温（MJ/d）4476112951342833885合计（GJ/d）4177124230
比较表1和表2的结果可以发现，昆明污泥在高固体厌氧消化条件下，产生的热量可以完全满足自身对热能的需求。随季节和进泥有机质含量的变化，其能效比（产生能量/消耗能量）在2.4 9.8范围内波动。进泥升温是最主要的能耗来源，约占全部能耗的83% 88%。当采用传统低浓度厌氧消化时，由于进泥含有大量水分，其进泥升温能耗成倍增加，因此在冬季且进泥有机质含量偏低时，其能耗甚至要高于产沼生成的能量。要维持系统的能量平衡，要尽量采用高有机质含量污泥。
值得注意的是，含固率的增加会显著增加污泥的搅拌能耗。本研究表明，搅拌功率与污泥粘度正相关，而与污泥浓度成指数关系。对高固体厌氧消化而言，如参考大连夏家河项目［11］，采用20W/m3的功率，则搅拌能耗为26GJ/d，平均占加热保温能耗的44%。传统低浓度厌氧消化所需消化池体积更大，但所需功率较低（约1 3W/m3），因此其搅拌能耗仍明显低于高固体厌氧消化，以较低值计算，仅4GJ/d，平均占加热保温能耗的2%。
综合上述因素，对低有机质含量污泥而言，采用高固体厌氧消化的能效比远大于传统低浓度厌氧消化，说明提高进泥含固率可以显著增加污泥厌氧消化单一系统的经济效益。
3污泥热干化系统的性能
根据污泥厌氧消化过程的有机质降解率，可以计算消化污泥产量，进而计算污泥干化所需热量。干化机吨水蒸发能耗按2700MJ计，考虑导热油锅
89四川环境34卷
炉换热效率90%，可以计算蒸发水分需热量；从蒸发水分中回收热量（2260kJ/kg）加热循环水，其热效率设为90%，循环水用于加热污泥，其热效率设为90%，则可计算可回收加热污泥的热量，如表3所示。
表3消化污泥热干化的能耗和可回收热量
Tab.3The energy consumption and recycling heat of digested sludge in thermal drying unit 工况编号HLAD1HLAD2CAD1CAD2干化后污泥量（t/d）131118131118需蒸发水分（t/d）329295329295蒸发水分需热量（GJ/d）987885987885沼气供能满足率（%）19461946需补充热量（GJ/d）803482803482需补充天然气（1）（m3/d）22556135392255613539干化尾气可回收热量（GJ/d）602540602540注：（1）天然气热值以35.6MJ/m3计。
由表3可知，对于昆明低有机质污泥而言，采用高固体厌氧消化和低浓度厌氧消化时，污泥减量效果类似，因此进泥浓度对热干化的能耗基本无影响，而有机质含量有一定影响。从干化尾气中回收的热能超过实际污泥消化加热保温所需热量，因此，厌氧消化产生的沼气可以全部用于污泥热干化。在厌氧消化与热干化联合系统中，污泥干化所用热量是系统的最主要能耗环节，沼气供热不能满足其需求，必须采用其它热源进行补充。该项目采用天然气作为补充能源，如按昆明工业用气价格上限4.8元/m3计算，仅天然气成本就达到130 217元/t（80%含水率污泥）。相对于低浓度厌氧消化，采用高固体厌氧消化并没有减少消化干化联合系统的天然气消耗，但从搅拌能耗增加角度，高固体厌氧消化增加电耗6120kWh/d，意味着污泥处理成本增加6元/t（昆明工业用电价格按0.5元/kWh 计）。因此，对于消化干化联合系统而言，采用高固体厌氧消化后能效水平并未提升，而处理成本有所增加。
4总结
4.1无论对于污泥厌氧消化系统还是消化干化联合系统，进泥有机质含量对消化性能特别是沼气产能具有巨大影响，应尽量采用高有机质污泥。
4.2对于污泥厌氧消化系统而言，进泥加热是系统的主要能耗环节，采用高固体厌氧消化，可以显著降低进泥加热和消化保温的能耗，从而保证厌氧消化系统的能量自持能力，增加沼气产出，提高经济效益。
4.3对于低有机质污泥的消化干化联合系统而言，由于污泥热干化是系统的主要能耗，且远超过沼气供能，干化余热可满足厌氧消化过程的加热保温能耗需求，而采用高固体厌氧消化并不能提高沼气产率，因此不能提高系统的能效水平。
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99
3期张玉瑶等：污泥高固体厌氧消化与热干化联合系统能效评估
污泥厌氧消化的方法和特点
污泥厌氧消化的方法是什么？污泥厌氧消化的阶段有哪些？污泥厌氧消化的特点是什么？污泥厌氧消化在无氧条件下，污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程称为厌氧消化。 污泥中的有机物含量很高，采用好氧法能耗太大，一般采用厌氧消化法：即在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气（或称污泥气、消化气），使污泥得到稳定。所以污泥厌氧消化过程也称为污泥生物稳定过程。污泥厌氧消化是一个极其复杂的过程，多年来厌氧消化被概括为两阶段过程，第一阶段是酸性发酵阶段，有机物在产酸细菌的作用下，分解成脂肪酸及其他产物，并合成新细胞；第二阶段是甲烷发酵阶段，脂肪酸在专性厌氧菌——产甲烷菌的作用下转化成CH4和CO2。1979年，伯力特（Bryant）等人根据微生物的生理种群，提出了厌氧消化三阶段理论，是当前较为公认的理论模式。三阶段消化突出了产氢产乙酸细菌的作用，并把其独立地划分为一个阶段。三阶段消化的第一阶段，是在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物，蛋白质与脂肪水解与发酵转化成由糖、氨基酸、脂肪酸，甘油及二氧化碳、氢等；第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段，是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组是对乙酸脱羟产生甲烷。 影响污泥消化的主要有以下因素：l）温度：温度影响消化速度，也影响消化深度。温度为5－15℃称低温消化，30－35℃称中温消化，50－55℃称高温消化。高温消化几乎可以杀灭一切病原微生物，但操作管理复杂，加热费用高；中温消化只能杀灭部分病原微生物，低温消化效率很低，所以一般采取中温消化。2）投配率：即每天投入消化池内的生污泥量与池内熟污泥量的百分率。投配率的大小影响池内污泥的PH值和消化速率。投配率小污泥消化速度快而充分，产气量高，但要加大池体积；投配率大，消化速度慢，PH值降低，抑制甲烷细菌的生长，破坏正常的消化过程。一般对于生活污水或水质近似的工业废水， 投配率率以6-12％为宜。3）生熟污泥的混合程度：混合充分，可加速消化过程，提高产气量，因此需要搅拌。4）厌氧条件：甲烷菌是厌氧性微生物，因此要求消化池密封，隔绝空气。以上是绿环（煤质柱状活性炭生产厂家）为您介绍的关于水处理方面的知识，如有疑问，欢迎联系！
城市污泥厌氧消化处理技术
城市污泥厌氧消化处理技术 彭光霞李彩斌王立宁张晓慧 （北京中持绿色能源环境技术有限公司北京100192） 摘要：随着我国城镇污水处理厂建设的推进，城市脱水污泥的处理处置问题越来越凸显出来。目前我国多数城市污水处理厂多采用浓缩、脱水后外运填埋或作农肥。城市污泥中的生物质能没得到充分利用，造成了资源、能源的浪费。污泥厌氧消化技术作为污泥处理处置的处理工艺，可以实现减量化、稳定化、无害化和资源化，可与多种工艺相结合，为现有污水厂污泥处理处置提供了很好的方向。 关键词：污泥处理处置、厌氧消化、分级分相、土地利用、资源化 1 概述 污泥厌氧消化可以实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化和资源化。 污泥经厌氧消化后，体积大大减少，脱水性能大大提高，可实现污泥的减量化和稳定化；污泥在消化过程中，产生的甲烷菌具有很强的抗菌作用，可杀死大部分病原菌以及其它有害微生物，使污泥卫生化。同时，污泥厌氧消化产生大量的清洁能源--沼气，可用作锅炉燃料、直接驱动鼓风机、沼气发电提供污水处理厂的部分用电量、沼气提纯并网、沼气提纯用作汽车燃料等。 1.1 污泥厌氧处理技术原理 厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机物质的一种污泥处理工艺。消化过程中可回收能源，但消化后的污泥含水率较高，仍需进一步脱水。厌氧消化可以实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化和资源化。 污泥厌氧消化是一个由多种细菌参与的多阶段生化反应过程，每一反应阶段都以某类细菌为主，其产物供下一阶段的细菌利用。厌氧降解过程的化学、生物化学和微生物学相发复杂，但是可以综合三阶段理论[2]：1）水解阶段；2）产酸阶段；3）产甲烷阶段。
我国城市污水厂污泥厌氧消化系统的运行现状
我国城市污水厂污泥厌氧消化系统的运行现状 吴 静, 姜 洁, 周红明, 毕 蕾 (清华大学环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084) 摘 要: 对我国400余座城市污水厂污泥处理工艺的调查表明,目前采用污泥厌氧消化工艺的仅46家,主要采用浓缩/中温厌氧/脱水工艺,采用一级厌氧消化和二级厌氧消化的厂家数量接近,其中仅25家的污泥消化系统正在运行,沼气产量约为14×104m3/d,另有6家在调试。污泥厌氧消化工艺在实际应用中仍存在着较多亟待解决的问题,沼气产率低和利用率不高大大削弱了该工艺的优势。 关键词: 城市污水厂; 污泥处理; 厌氧消化; 沼气 中图分类号:X703.1 文献标识码:B 文章编号:1000-4602(2008)22-0021-04 C u r r e n t O p e r a t i o nS t a t u s o f S l u d g e A n a e r o b i c D i g e s t i o n S y s t e m i n Mu n i c i p a l Wa s t e w a t e r T r e a t m e n t P l a n t s i nC h i n a WUJ i n g, J I A N GJ i e, Z H O UH o n g-m i n g, B I L e i (S t a t e K e y J o i n t L a b o r a t o r y o f E n v i r o n m e n t S i m u l a t i o n a n d P o l l u t i o n C o n t r o l,T s i n g h u a U n i v e r s i t y,B e i j i n g100084,C h i n a) A b s t r a c t: T h er e s u l t so f t h ei n v e s t i g a t i o n o n s l u d g e t r e a t m e n t s y s t e m so v e r400m u n i c i p a l w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t s i n C h i n a s h o wt h a t o n l y a b o u t46p l a n t s h a v e s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n s y s-t e m s,m o s t o f w h i c h a d o p t t h i c k e n i n g/m e s o p h i l i c a n a e r o b i c d i g e s t i o n/d e w a t e r i n g p r o c e s s.A b o u t h a l f o f t h e p l a n t s h a v e o n e-s t a g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n s y s t e m s a n d t h e o t h e r h a l f h a v e t w o-s t a g e a n a e r o b i c d i g e s-t i o n s y s t e m s.F o r t h e46p l a n t s,o n l y25p l a n t s o p e r a t e t h e i r a n a e r o b i c d i g e s t i o n s y s t e m s a n d p r o d u c e a- b o u t14×104m3b i o g a s/d,t h e o t h e r6p l a n t s c o m m i s s i o n t h e i r s y s t e m s.T h e r e a r e s o m e u r g e n t p r o b l e m s f o r t h e s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n.T h e l o wb i o g a s y i e l d a n d u t i l i z a t i o n r a t e c o u n t e r a c t s o m e a d v a n t a g e s o f t h e s l u d g e a n a e r o b i c d i g e s t i o n. K e y w o r d s: m u n i c i p a l w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t; s l u d g e t r e a t m e n t; a n a e r o b i c d i g e s t i o n; b i o g a s 随着我国国民经济的高速发展以及城市化进程的不断加快,城镇生活污水量也大幅增加,并在1999年首次超过工业废水排放量,占全国污水排放总量的52.9%[1]。近年来,城镇生活污水量以年均5%的速度递增,已成为我国水环境的主要污染源。我国城市污水处理率长期偏低,直至20世纪90年代以后,城市污水处理的基础设施建设才被提到日程,全国城市污水处理厂数量迅速增加。2006年城市生活污水处理率达到43.8%[2]。根据国家环境保护“十五”计划,到2010年所有城市的污水处理率不得低于60%,直辖市、省会城市、计划单列市和风景旅游城市的污水处理率不得低于70%。故在今后一段时期,城市污水厂数量仍将持续增加。 伴随城市污水厂的兴建,大量城市污泥产生。2003年我国的城市污泥(干泥)产量估计达到160×104t。城市污泥主要由沉砂池和初沉池产生的初沉污泥(含水率为96%左右)以及好氧生物处理单元产生的剩余污泥(含水率为99.2%～99.6%)组 第24卷 第22期2008年11月 中国给水排水 C H I N AWA T E R＆W A S T E WA T E R V o l.24N o.22 N o v.2008
厌氧消化后污泥中的重金属形态分布
摘要：对污泥经消化后8种重金属的化学形态分析表明，汞、镉、铅、砷几乎全部以稳定形态存在，锌、镍、铜、铬的稳定形态含量亦不同程度地得到增加。 关键词：重金属厌氧消化化学形态 污泥在农业方面的利用日益为人们所关注，但我国城市污水厂的进水中混有大量工业废水，工业废水中所含的重金属在水处理过程中以不同形式由液相向固相转移，最后浓缩到污泥中，因此这些重金属污染物成为污泥农用的最大制约因素。随着环境科学研究的深入，人们逐渐熟悉到污泥中重金属对环境的危害除了与其总量有关外，更大程度上取决于其形态的分布，故污泥中重金属形态分布的研究对污泥的开发利用具有重要的指导意义。 1理论依据 目前，关于自然界固体物中重金属的化学形态被人们广泛接受的理论是Tessier提出的化学试剂分步提取法，它将固体颗粒物中重金属的化学形态分为5种： ①可交换态 主要指吸附在颗粒物上的重金属，水相中重金属离子的组成和浓度变化主要受这部分重金属吸附和解吸过程的影响。 ②碳酸盐结合态 主要指与颗粒物中碳酸盐结合在一起或本身就成为碳酸盐沉淀的重金属。这部分重金属对pH值变化最为敏感，且在酸性条件下易溶解释放。 ③铁锰氧化物结合态 天然水中的铁锰氧化物以铁锰结核或凝聚物形式存在于颗粒上，也有的呈胶膜状覆盖在颗粒上，其是微量重金属极好的吸着剂。与铁锰氧化物结合在一起的或本身就成为氢氧化物沉淀的这部分重金属称为铁锰氧化物结合态。这一部分重金属在氧化还原电位降低时轻易释放出来。 ④硫化物及有机结合态 指重金属硫化物沉淀及与各种形态有机质结合的重金属，这部分重金属被认为较稳定。 ⑤残渣态 指存在于石英、粘土矿物等晶格里的重金属。其主要来源于天然矿物，通常不能被生物吸收，是生物无法利用的部分。 综上所述，前三种形态稳定性差，后两种形态稳定性强。也就是说，重金属污染物的危害主要来自前三种不稳定的重金属形态。
污泥厌氧消化简介
简介： 污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到稳定的过程，是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。 机理： 污泥厌氧消化是一个多阶段的复杂过程，完成整个消化过程，需要经过三个阶段（目前公认的），即水解、酸化阶段，乙酸化阶段，甲烷化阶段。各阶段之间既相互联系又相互影响，各个阶段都有各自特色微生物群体。 水解酸化阶段： 一般水解过程发生在污泥厌氧消化初始阶段，污泥中的非水溶性高分子有机物，如碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等在微生物水解酶的作用下水解成溶解性的物质。水解后的物质在兼性菌和厌氧菌的作用下，转化成短链脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，还有乙醇、二氧化碳。 乙酸化阶段： 在该阶段主要是乙酸菌将水解酸化产物，有机物、乙醇等转变为乙酸。该过程中乙酸菌和甲烷菌是共生的。 甲烷化阶段： 甲烷化阶段发生在污泥厌氧消化后期，在这一过程中，甲烷菌将乙酸（CH3COOH）和H2、CO2分别转化为甲烷，如下： 2CH3COOH→2CH4↑+ 2CO2↑ 4H2+CO2→CH4+ 2H2O 在整个厌氧消化过程中，由乙酸产生的甲烷约占总量的2/3，由CO2和H2转化的甲烷约占总量的1/3。 影响因素： 温度： 在污泥厌氧消化过程中，温度对有机物负荷和产气量有明显影响。根据微生物对温度的适应性，可将污泥厌氧消化分为中温（一般30~36℃）厌氧消化和高温（一般50~55℃）厌氧消化。研究表明，在污泥厌氧消化过程中，温度发生±3℃变化时，就会抑制污泥消化速度；温度发生±5℃变化时，就会突然停止产气，使有机酸发生大量积累而破坏厌氧消化。 酸碱度： 研究表明，污泥厌氧消化系统中，各种细菌在适应的酸碱度范围内，只允许在中性附件波动。微生物对pH的变化非常敏感。水解与发酵菌及产氢、产乙酸菌适应的pH范围为5.0~6.5，甲烷菌适应的pH范围为6.6~7.5。如果水解酸化和乙酸化过程的反应速度超过甲烷化过程速度，pH就会降低，从而影响产甲烷菌的生活环境，进而影响污泥厌氧消化效果，然而，由于消化液的缓冲作用，在一定范围内避免这种情况的发生。 消化液是污泥厌氧消化过程血红有机物分解而产生的，其中含有除了CO2和NH3外，还有以NH4NCO3形态的NH4+，HCO3-和H2CO3形成缓冲体系，平衡小范围的酸碱波动。如下：H+ + HCO3- ═H2CO3 有毒物质浓度： 在污泥厌氧消化中，每一种所谓有毒物质是具有促进还是抑制甲烷菌生长的作用，关键在于它们的毒阈浓度。低于毒阈浓度，对甲烷菌生长有促进作用；在毒阈浓度范围内，有中等抑制作用，随浓度逐渐增加，甲烷菌可被驯化；超过毒阈上限。则对微生物生长具有强烈的抑制作用。 污泥厌氧消化分类：
6大污泥干化技术 及 污泥干化工艺比较
6大污泥干化技术及污泥干化工艺比较 污泥来源及性质 污水处理厂污泥主要由初沉池(沉砂池)及隔油池底泥、气浮机浮渣、剩余活性污泥以及其他工艺单元的化学污泥组成。污泥是一种固体废物，若具有急性毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性和疾病传染性等特征中的一项就是危险废物。 污泥干化技术 1电能污泥干化法 2热水干化法 热水干化法是利用高温热水的热能，经过换热器进行热交换，蒸发污泥中的水分使得污泥干化。 这种热源进行污泥干化一般为间接干化方式，对换热器要求较高一些。近年来热水干化法发展快速，德国开发的“板框压滤—热水真空干化技术”就是热水干化技术的典型代表。
3蒸汽干化法 4太阳能污泥干化法 太阳能污泥干化法是利用太阳能为主要能源对污水处理厂污泥进行干化和稳定化的污泥处理技术。该技术利用太阳能，借助传统温室干燥工艺，具有低温干化、运行费用低廉、操作简单、运行安全稳定等优点。其驱动力为污泥中水分含量与和空气中水蒸汽分压之间的水蒸气压力差。考虑气候、季节、天气影响，太阳能干化过程是在一个配置翻泥机的大型暖房内进行，湿污泥从一端输入，干污泥从另一端输出。 太阳能干化装置主要由地面结构、暖房、翻泥机三部分构成。地面结构类似于混凝土马路，翻泥机安装在两侧导轨上、进行前后上下移动作业，起到摊铺污泥、反转晾晒、输送污泥作用。有的还配热风机以加速水分蒸发装置，有的建成更为先进的太阳能温室系统。 5天然气干化法
6炉窑烟气余热污泥干化法 污泥干化工艺比较 1污泥干化选型比较 由于干化耗费大量热能和电能，影响处理成本至巨；安全性的问题是干化最重要的工艺问题；我国污泥处置目前尚处于摸索阶段，尚难以确定一个确切的处
污泥厌氧消化系统
污泥厌氧消化系统 1 引言 随着城市规模的扩大和污水处理厂处理效率的提高，剩余污泥产量逐年增加.据统计，我国城市污泥年产量已达3000万吨(以80%含水率计)，其中80%未得到妥善处理.在众多的污泥处理方法中，厌氧消化技术能够同时实现污泥减量和回收能源，在国内外得到了广泛应用.然而，目前污泥厌氧消化的效率不高，尤其是我国污水处理厂厌氧消化池的运行效果不够理想，设计和运行缺乏理论指导.对于一个厌氧消化系统，物料的流变特性是工艺设计和运行中的重要参数，对传质、传热、搅拌和物料输送等厌氧消化单元有重要意义.在厌氧消化过程单元设计中，必须清楚原料的流体类型，计算出原料的流变参数，才能对厌氧消化、特别是高浓度物料厌氧消化进行合理的工艺设计以及设备选用与开发.此外，原料的流变特性也是厌氧消化工艺控制的重要依据. 由于流变特性在厌氧消化工艺设计和运行中的重要作用，一些学者对污泥的流变特性做了初步研究.Pollice和Laera研究了在不同水力停留时间下污泥以黏度表征的流变特性.Chen和Hashimoto对新鲜污泥的流变特性进行了研究，试验的浓度变化范围是2.71%～6.53%，温度变化范围为 9.5～26 ℃，这个较低的浓度和温度变化范围不能适应如今广泛使用的中高温(>35 ℃)、高浓度(>8%)厌氧消化.Sozanski 等用旋转流变仪对污泥进行流变试验研究，对流变曲线进行分析，设计了流变模型，并针对模型给出了经验公式和一些预测参数值来探讨污泥在不同浓度和温度下的流变特性.Bos使用毛细管流变仪和旋转流变仪对污泥流变特性进行试验研究，建立了温度和含水率对污泥流变特性影响的流变方程. 目前，关于污泥厌氧消化原料流变特性的研究主要集中在污泥本身，而对于餐厨垃圾与污泥混合物料的流变特性研究，国内外却鲜有报道.近年来，国内外采用餐厨垃圾与污泥联合厌氧发酵的研究及沼气工程日益增多，大部分研究都集中在餐厨垃圾对泥质的改善方面，而对于添加餐厨垃圾对污泥流变特性的影响研究却很少，导致混合发酵原料流变特性参数仍然缺乏，制约了厌氧消化单元过程的优化设计. 本文对4种主要的厌氧消化原料——脱水污泥、脱水污泥与餐厨垃圾混合物、剩余污泥以及剩余污泥与餐厨垃圾混合物的流变特性进行了研究，考察了物料浓度和温度对流变特性参数的影响，并拟合了相应模型，以期为厌氧消化设备选用及工艺设计提供基础参数. 2 材料和方法 2.1 试验材料 脱水污泥(dewatered sludge，以下简称DS)和剩余污泥(waste activated sludge，以下简称WAS)取自天津市张贵庄污水处理厂，餐厨垃圾取自天津大学学生食堂，原料取回后保存于4 ℃冰箱冷藏待用，餐厨垃圾首先经人工分选出其中的杂物，包括塑料、纸类及骨头等，然后用破碎机破碎后搅匀冷藏.DS的总固体浓度(TS)和挥发性固体浓度(VS)分别为16.4%和9.4%，WAS的TS 和VS浓度分别为2.6%和1.4%，破碎后餐厨垃圾的TS和VS浓度分别为19.3%和18.9%. 2.2 试验方法
厌氧微生物的培养驯化及成熟污泥的特征
厌氧微生物的培养驯化及成熟污泥的特征 The final edition was revised on December 14th, 2020.
厌氧消化系统试运行的一个主要任务是培养厌氧污泥，即消化污泥。厌氧活性污泥培养的主要目的是厌氧消化所需要的甲烷细菌和产酸菌，当两种菌种达到动态平衡时，有机质才会被不断地转换为甲烷气，即厌氧沼气。 （一）培菌前的准备工作 厌氧消化的启动，就是完成厌氧活性污泥的培养或甲烷菌的培养。当厌氧消化池经过满水试验和气密性试验后，便可开始甲烷菌的培养。 （二）培菌方法 污泥的厌氧消化中，甲烷细菌的培养与驯化方法主要有两种：和。 接种污泥一般取自正在运行的厌氧处理装置，尤其是城市污水处理厂的消化污泥，当液态消化污泥运输不便时，可用污水厂经机械脱水后的干污泥。在厌氧消化污泥来源缺乏的地方，可从废坑塘中取腐化的有机底泥，或以认粪、牛粪、猪粪、酒糟或初沉池底泥代替。大型污水处理厂，若同时启动所需接种量太大，可分组分别启动。 是向厌氧消化装置中投入容积为总容积的10%～30%的厌氧菌种污泥。接种污泥一般为含固率为3%～5%的湿污泥。再加入新鲜污泥至设计液面，然后通入蒸汽加热，升温速度保持1℃/h，直至达到消化温度。如污泥呈酸性，可人工加碱调整pH至～。维持消化温度，稳定一段时间（3-5d）后，污泥即可成熟。再投配新鲜污泥并转入正式运行。此法适用于小型消化池，因为对于大型消化池，要使升温速度为1℃ /h，需热量较大，锅炉供应不上。
指向厌氧消化池内逐步投入生泥，使生污泥自行逐渐转化为厌氧活性污泥的过程。该方法要使活性污泥经历一个由好氧向厌氧的转变过程，加之厌氧微生物的生长速率比好氧微生物低很多，因此培养过程很慢，一般需历时6～10个月左右，才能完成甲烷菌的培养。 或者通过加热的方法加速污泥的成熟：将每日产生的新鲜污泥投入消化池，待池内的污泥量为一定数量时，通入蒸汽。升温速度控制在1℃/h。当池内温度升到预定温度时，可减少蒸汽量，保持温度不变，并逐日投加一定数量的新鲜污泥，直至达到设计液面时停止加泥。整个成熟过程一直维持恒温，成熟时间约需30～40d。污泥成熟后，即可投配新鲜污泥并转入正式运行。 （三）培菌注意事项 厌氧消化系统的处理主要对象是活性污泥，不存在毒性问题。但是厌氧消化菌繁殖速度太慢，为加快培养启动过程，除投入接种污泥以外，还应做好厌氧污泥的加热。 厌氧消化污泥的培养，初期生污泥投加量与接种污泥的数量及培养时间有关，早期可按设计污泥量的30%～50%投加，到培养经历了60d 左右，可逐渐增加投加量。若从监测结果发现消化不正常时，应减少投泥量。 厌氧消化系统处理城市污水处理厂的活性污泥，由于活性污泥中碳、氮、磷等营养是均衡的，能够适应厌氧微生物生长繁殖的需要。因此，即使在厌氧消化污泥培养的初期也不需要和处理工业废水那样，加入营养物质。
污泥干化焚烧处理工艺要点分析(2021)
Enhance the initiative and predictability of work safety, take precautions, and comprehensively solve the problems of work safety. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 污泥干化焚烧处理工艺要点分析 (2021)
污泥干化焚烧处理工艺要点分析(2021)导语：根据时代发展的要求，转变观念，开拓创新，统筹规划，增强对安全生产工作的主动性和预见性，做到未雨绸缪，综合解决安全生产问题。文档可用作电子存档或实体印刷，使用时请详细阅读条款。 摘要：随着我国城市化进程的不断推进，污水处理厂处理污水的效果逐年提升，但是污水处理量也在不断的加大，由此导致了剩余污泥量呈现出逐年上升的趋势。废水处理后产生的污泥中含有一些不易降解的有毒物质、重金属等，进而使污泥的掩埋给环境保护带来了较重的负荷。目前，国外的污泥处理技术如干化焚烧工艺相较于国内的掩埋等方式已经表现出巨大的优势。本文主要分析了污泥干化焚烧处理工艺及其注意要点，并对其设计内容进行了研究。 关键词：污泥干化；焚烧；处理工艺；要点；设计 0引言 污泥处理的目标是避免污泥中所含有机物、各种病原体及其他有害物质形成二次污染源，导致环境污染、危害人类健康。 为确保污泥中的有毒有害物质不会对人类及环境造成危害，发达国家采取了一系列污泥处置方法，主要包括填埋、农用和焚烧，其中焚烧方式表现最为突出。污泥干化焚烧不仅可充分利用污泥中热量，
污泥厌氧消化池设计说明书
课程设计 课程名称_固体废物利用与处置B课程设计_ 题目名称_ 260m3/d污泥厌氧消化池设计 学生学院_ _ 环境科学与工程__ _ 专业班级_ _ 环境科09级（2）班__ _ 学号 28 学生姓名_________余笃凝 ___ _____ 指导教师_________戴文灿 ___ ____ 2012 年 6 月 25 日
摘要 厌氧消化或称厌氧发酵是一种普遍存在于自然界的微生物过程。厌氧消化处理是指在厌氧状态下利用厌氧微生物使固体废物中的有机物转化为CH4和CO2的过程。厌氧消化池多用于大型污水处理场的脱水剩余污泥的厌氧处理，也可用以处理高浓度有机工业废水、悬浮固体含量较高和颗粒较大的有机废水、含难降解有机物的工业废水，也以被成功地应用于肉类食品工业废水的处理。厌氧发酵反应与固液分离在同一个池内进行，结构较为简单。此次课程设计要求我们在给定参数下设计日处理量为260m3 的中温定容式污泥厌氧消化池。 关键词：固体废物厌氧消化微生物有机物
Abstract Anaerobic digestion（some says anaerobic fermentation）is a kind of microbial process which commonly finds in nature area. Anaerobic digestion treatment means that use anaerobic microbe in order to make organic matter from solid waste into CH4 and CO2 process in anaerobic digestion pools usually used in large sewage farm to treats dewatering surplus sludge anaerobicly,it also can be used to deal with high concentration of organic industrial waste water, higher content of suspended solid and the larger particle organic wastewater, including refractory organics industrial wastewater, what’s more,it can applied successfully in the meat food industrial wastewater treatment. Anaerobic fermentation reaction and solid-liquid separation are react in the same pool so the structure is simple. The course design require us to design the steady increases type of sludge anaerobic digestion pool which capacity of 260 m3 under the given parameters. Keywords: solid waste anaerobic digestion microbial organic
污泥干化概况
污泥干化 1.不同的干化工艺为什么工艺气量不同？ 工艺气量的大小决定于工艺本身所采用的热交换形式。热传导为主的系统，需要的气量小，因为气体主要起湿分离开系统的载体作用；而热对流系统则依赖气体所携带的热量来进行干燥，因此气量较大。 转鼓式干燥器的干燥依靠热对流，因此气量的大小必须满足携带热量的全部需要； 流化床系统也是以热对流为主要换热手段的工艺，由于流化态的形成要求工艺气体具有更高的速度，因此总的气量需求更高； 圆盘式工艺以热传导为主要手段，理论上仅需抽取蒸发量。但是由于蒸汽在上部易于形成饱和，而下部易于形成高温、高粉尘浓度，因此，气体的流量决定了工艺的安全性和粉尘分布。 涡轮薄层干燥器是采用热对流和热传导两者并重的一种特殊工艺，气量小于纯热对流系统，大约是一个标准热对流系统的1/2-1/3。 转碟式是纯粹的热传导型干燥器，依靠碟片、主轴或热壁的热量与污泥颗粒的接触、搅拌进行换热，其中的热量来自填充在其中的导热油。这一工艺无需气体。 2.为什么干化系统必须抽取气体形成微负压？ 抽取微负压的目的有两个： 1）由于干化系统必须是闭环，在干化过程中，污泥中携带的某些物质被热解，形成不可凝气体，这些气体无法被冷却水冷凝，因此不断在回路中积聚，最终可能形成饱和。不可凝气体具有可燃性，这将降低系统内粉尘爆炸下限，给干化系统带来危险，因
此，避免不可凝气体在回路中的饱和是安全性的重要内容之一； 2）大量工艺气体在系统内的流动依靠引风机进行，不可凝气体的积聚，将使得系统内形成超过环境压力的正压，此时，工艺气体可能提供各种可能的缝隙、出口离开回路，形成臭气泄漏，这在安全性和卫生性方面是不可接受的，因此必须通过动力装置（风机）从回路中排出，送往生物过滤器或热源装置处理掉。 3.间接干化工艺的热源－导热油锅炉如何选型？ 间接干化工艺是指热源与污泥无接触，换热是通过介质进行的，当这个介质为导热油时，需要使用到导热油锅炉。 导热油锅炉在我国是一种成熟的化工设备，其标准工作温度为280度，这是一种有机质为主要成份的流体，在一个密闭的回路中循环，将热量从燃烧所产生的烟气转移到导热油中，再从导热油传给介质（气体）或污泥本身。导热油获得热量和将热量给出的过程形成一定的热量损失。一般来说，导热油锅炉的热效率介于80％－90％之间，含废热利用。 根据干燥器的最大蒸发量，以及该干燥工艺的实际热能消耗，可以得到一个每小时最大热能净消耗的需求量，将导热油锅炉的热效率考虑进来，即可得到导热油锅炉的选型参照标准。 举例来说，一个2000升/小时蒸发量的干燥器，采用闭环空气作为介质，其净热能消耗约820大卡/升水蒸发量，导热油锅炉的热效率为88％，则： 2000 升/小时x 820 大卡/升/ 88% = 1,860,000 大卡/小时 需要配备大约200万大卡的导热油锅炉。 导热油锅炉应提供以下配套参数： －油泵，装机容量；
(完整版)第三节污泥的厌氧消化
8.3 污泥的厌氧消化 厌氧消化法：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气（biogas），是污泥得到稳定。 8.3.1 厌氧消化的机理(间歇实验) 二阶段理论：产酸阶段----产甲烷阶段 四阶段理论：水解、酸化、酸退、甲烷化 根据参与甲烷发酵的不同营养类群微生物对基质的代谢厌氧降解过程分为三个阶段： 三阶段理论：Toerien et al (1970）Substrate flow in anaerobic digestion, 5th International Conference on water pollution research, San Francisco,CA. 书上:Bryant 1979 CH4+2H2O methane →2CH4+2CO2 ) (纤维素分解菌产氢产乙酸菌甲烷杆菌球菌 碳水化合物分解菌CH3CH2COOH+2H2O---CH3COOH+3H2+CO2蛋白质分解菌，脂肪分解菌) 产酸菌是兼性厌氧菌和专性厌氧菌，对PH，VFA，温度变化适应性强，增殖速度快；甲烷菌是专性厌氧菌，PH=6.4-7.4，对PH，VFA，温度变
化敏感，增殖速度慢。 产甲烷阶段的能量分析: (以乙酸钠为例) 在好氧消化时: C2H3O2Na+2O2NaHCO3+H2O+CO2+848.8 KJ /mol 在厌氧消化时: C2H3O2Na +H2 O NaHCO3+CH4+29.3 KJ /mol 在底物相同的条件下,厌氧消化产生的能量仅是好氧消化的1/20 –1/30.这些能量大部分都用于维持细菌的生活,而只有很少能量由于细胞合成.(这就是厌氧法产生剩余污泥量少的缘故) 虽然厌氧消化过程是要经历多个阶段,但是在连续操作的厌氧消化反应器中这几个阶段同时存在,并保持某种平衡状态. 8.3.2厌氧消化动力学（与好氧相似） 甲烷发酵阶段是厌氧消化速率的控制因素。动力学方程式： 有机物降解 细菌增殖 S K kSX dt dS S + = - bX dt dS Y dt dX - ? ? ? ? ?- =
技术：污泥干化尾气的研究
技术 | 污泥干化尾气的研究 利用水泥厂煅烧设备处理污水处理厂污泥是有效的途径之一。由于污水处理厂脱水污泥的含水率大多在80%，而水泥窑焚烧要求污泥含水率低于30%，因此在利用水泥窑焚烧污泥之前，须对污泥进行干化。 水泥窑的热烟气可以作为污泥干燥的热源加以利用。干化后的污泥送入水泥窑煅烧处置。干化污泥含有大量有机质，煅烧过程中可作为燃料，替代部分原煤。在湿污泥干化过程中，会释放出大量的水分、二氧化碳及挥发性有机物，气体温度高且伴有恶臭，危害大气环境，影响周边居民身体健康。目前，常见的废气处理方法有吸附法、吸收法、氧化法、中和法、催化燃烧法和生物法，其中生物法凭借其投资少、处理效果好、二次污染少等优点逐渐成为近年来主要的废气治理方法。 目前，国外对采用生物技术处理单一废气开展了大量的研究，对带有一定温度的混合废气处理的生物技术研究较少。为了有效处理污泥干化尾气中的混合污染物，构建高温生物滤塔，研究生物滤塔的处理效果及运行特征，分析滤塔的微生物的量和种群特征，以期为污泥干化尾气的有效处理处置提供科学的参考依据，实现技术工程化应用。
1、材料与方法 1.1生物滤塔 根据污泥干化尾气成分复杂、温度高，SO2浓度较高的特点，采用石灰石-石膏法结合生物处理的组合工艺对其进行处理。污泥干化尾气先经过脱硫塔，再进入生物滤塔。大部分SO2在脱硫塔转化为脱硫石膏，作为水泥生产原料再利用。生物滤塔为钢结构的圆柱体，部填充填料供微生物附着生长。气体中的SO2、挥发性有机物、氨等物质在生物滤塔被微生物降解，净化后的气体从生物滤塔顶部排放。 污泥干化尾气生物处理系统包括气体输送系统、生物滤塔、喷淋系统、电控系统和监测系统。气体输送系统包括：风机、冷凝水分离系统、进气管路、排气管等设施。生物滤塔为三层结构(图1)，塔高22m，直径2m，每层填充2.20m填料。填料为陶粒(粒径30-50mm)和聚氨酯块(8-27cm3)。气体处理量为2700-3100m3·h-1，有效停留时间为：21.88-25.10s。
国内污泥厌氧消化装置停运或运行不良的原因浅析
国内污泥厌氧消化装置停运或运行不良的原因浅析 ——高碑店消化发电项目数据解读 北京高碑店污水厂直到几年前还一直是我国污水界最有代表性的工程之一，其厌氧消化更是继天津的几个厌氧消化项目之后，国内建设最早、规模最大、设计配套最完整、运行时间较长的项目之一。但2008年奥运会前，消化部分停止了运行，至今尚未恢复生产，时间已过去了三年多，甚至还有传闻说消化罐等要彻底拆除，为计划中的带式干化项目让地。 关于高碑店的消化项目，有多篇已发表的论文可供参考。如张韵等《高碑店污泥消化发电项目》、张韵等《高碑店污水处理厂污泥处理系统及设计中应注意的一些问题》、刘达克《高碑店污泥消化的启动》、李维、杨向平等《高碑店污水处理厂沼气热电联供情况介绍》、王立国《高碑店厌氧消化与沼气发电》、宋晓雅等《高碑店污水处理厂污泥处理系统工艺介绍及运行分析》等。本文拟采用这些论文所提供的数据，建立一个厌氧消化的分析计算模型，以了解厌氧消化项目的设计思想，并结合所报道的实际运行数据，分析技术经济特征，进而探讨项目消化停运的原因。 一、项目设计条件与模型的建立 资料显示，一、二期项目在泥区物流、厌氧消化工艺方面的设计参数是基本一致的，所不同的地方仅在于消化器的搅拌形式、沼气发电机的选型和配置、脱硫工艺类型等。这里按每期项目数据单独分析。 “设计水量50万m3/d，初沉泥和二沉池的混合污泥量为4417m3／d，污泥含水率97％”，则浓缩污泥的干固体量为132.5吨/日。 项目采用中温两级消化，温度35度，一级消化的固体停留时间21
天，二级7天，一级消化器12个，二级4个，则单体消化器的有效容积为7800立方米。 入消化器浓缩污泥量2208立方米/日，则含固率的设计值为6%（实际4-5%）； 设计消化参数取值为干基有机质含量60%，消化降解率50%。则每日有机质降解量为39.75吨/日。 设计日产气量设计值为26500立方米。假设甲烷含量在60-65%之间，取中值63%，则日产甲烷量约16695立方米/日。由此可知，设计时可能采用了有机质降解产甲烷系数0.42 Nm3/kg.VSSr。 消化器的设计直径20米，总高28.8米，其中地下5米。据此可得到消化器的表面积。 二期项目设计时，给出了项目“消化池冬季所需最大加热量为226.8万Kcal／h。夏季最小加热量为138.3万Kcal／h”的数据，据此，可采用北京地区气温、土温数据，建立适合此类消化池的加热部分计算模型。 为使模型完整，根据进出水数据，反推得到污水处理工艺的设计数据如下：入水BOD5 200 mg/l，出水20 mg/l，TSS进水200 mg/l，初沉池固体去除率50%，剩余污泥产率系数0.60 kg/kg，MLVSS浓度1.6 kg/m3，MLVSS分解系数0.05，MLVSS/MLSS比0.60。 在沼气使用方面，一、二期项目装机量均为2000 kW；以二期的设计发电效率38.3%考虑，需要耗用沼气19955立方米/日；根据二期项目发电机余热量50.3%，发电机满负荷时所产余热应能满足冬季最大加热量需求。 这里为分析方便起见，不采用全部余热生成热水的方法，而是考虑部分高温余热（相当于发电沼气输入热量的19.5%）生成蒸汽或导热油用于干化，以此来考察厌氧消化的多余能量结合干化实现污泥减量的潜力。仅采用缸套冷却水和润滑油冷却水进行热水回收，这相当于沼气发
污泥厌氧消化沼渣制肥工艺介绍及案例 s舞者
厌氧消化沼渣制肥——污泥处理不留后患 污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到稳定的过程，是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。 通俗来说，首先，有机物被厌氧消化分解，可使污泥稳定化，使之不易腐败。其次，通过厌氧消化，大部分病原菌或蛐虫卵被杀灭或作为有机物被分解，使污泥无害化。第三，随着污泥被稳定化，将产生大量高热值的沼气，作为能源利用，使污泥资源化。另外，污泥经消化以后，其中的部分有机氮转化成了氨氮，提高了污泥的肥效。污泥的减量化虽然主要借浓缩和脱水，但有机物被厌氧分解，转化成沼气，这本身也是一种减量过程。 污泥厌氧消化后的产物——沼渣，如果处理不善，仍然会污染环境，危害人类健康。其实，沼渣也是宝贵的资源，只需要干化和制肥两个步骤，即可使其变废为宝，“身价”倍增。 首先要进行干化处理。干化技术多种多样，机械脱水由于达不到含水要求暂不考虑。热干化技术考虑到投资及运行成本、环保等因素，燃煤燃油燃气等高耗能设备并不是理想的选择。综合对比，选用太阳能污泥干化处理设备较为经济环保。 太阳能污泥干化是指利用太阳能为主要能源对污泥进行干化处理。该工艺借助传统温室干燥技术，结合当代自动化控制技术的发展，将其应用于污泥处理领域。我国山东某公司近年来在太阳能污泥干化技术上倾注了大量的研究，同时结合国内以及国际先进技术，研究出了一套经济环保、高效稳定的太阳能污泥干化解决方案。 污泥在温室内主要存在有以下三种干化过程:①辐射干化，当温室内的污泥接受外部太阳光线有效辐射后温度升高，使其内部水分得以向周围空气加速蒸发，从而增加了污泥表面的空气湿度，甚至于达到饱和；②通过自然循环或通风，将温室内的湿空气排出，使污泥表面的湿度由原先的饱和状态进入非饱和状态，从而促使污泥内部水分进一步向周围空气蒸发。实验证明，后者污泥干化过程中占据更重要的位置；③当污泥中的含水率减至近40%～60%时，污泥中有机物会在有氧的条件下进行发酵，从而可以观察到污泥堆的内部温度的进一步升高，起到加速干化作用，同时也使污泥得到稳定化处理。 经过太阳能干化，得到含水率30%左右的沼渣干品颗粒，经过混配、搅拌、造粒、烘干、冷却等一系列流程，能够直接精细化加工为颗粒有机肥、有机无机肥、生物有机肥等肥料。制肥工艺已经十分成熟，在此不做赘述。 【工程案例】湖北襄阳年产十万吨沼渣制肥项目
造粒干化法污泥干化系统
污泥干化工艺描述 1. 工艺流程 为减少污泥干化过程中的大量能耗，满足节约型环保要求，在干燥前先进行机械预脱水处理，经机械脱出来的污水进入污水厂内进行处理，以满足达标排放，机械脱水后的污泥便于运输大大减少运输过程中的费用。 1．2．进料造粒系统 污水处理厂的脱水污泥经无轴螺旋输送器输送到污泥储存罐内，然后经污泥泵（或斗提机或抓斗）提升到高处的鑫盛公司的软体造粒机，在软体造粒机内湿污泥一次造粒形成表面干化、脆化、裂化的表面相互不粘连的颗粒送入颗粒硬化机(盘式干燥机)顶部的入口。 1．3．热源系统 蒸汽：是由污泥焚烧或垃圾焚烧或其它燃料对蒸汽锅炉加热获得并具有一定的压力，通过蒸汽管道输送给干燥系统； 导热油系统：导热油通过热油加热器加热，热油泵使导热油在软体造粒机和污泥颗粒干化硬化(盘式干燥机)造粒机里循环。热油通过抽气及膨胀容器在启动时使热油流动及排除空气和水。 导热油系统导热介质是经过深加工的高品质、低蒸气压矿物油，具有高度热源稳定性，特殊的热传导性（如BP导热油Transcal N）,使用周期长及热传导性能好。冷却效果极佳的板空/油冷却器能够将热油快速冷却至很低的温度，采用蒸汽时，可以介入冷水使系统快速冷却至很低的温度，从而确保了停机和紧急状态时的热油的冷却。 导热油(或蒸汽)锅炉可以根据需要选用不同的燃料。为了节省运行成本，可以选取用污水处理厂的污泥消化产生的沼气作为燃料用干化污泥。 1．4．出料系统 成型的干污泥颗粒，从底部送出，经斗式提升机送入料仓储存或直接联接污泥焚烧系统。 料斗底部设有滑道和阀门，可以将干颗粒排出，装车或输送到打包机处打包。为了安全起见，全干时在料斗顶部安装了减压阀避免爆炸所发生的危险，同时监
污泥厌氧消化池设计说明书样本
污泥厌氧消化池设 计说明书
课程设计 课程名称_固体废物利用与处理B课程设计_题目名称_ 260m3/d污泥厌氧消化池设计 学生学院_ _ 环境科学与工程__ _专业班级_ _ 环境科09级（2）班__ _学号 学生姓名_________余笃凝 ___ _____指导教师_________戴文灿 ___ ____ 年 6 月 25 日
摘要 厌氧消化或称厌氧发酵是一种普遍存在于自然界的微生物过程。厌氧消化处理是指在厌氧状态下利用厌氧微生物使固体废物中的有机物转化为CH4和CO2的过程。厌氧消化池多用于大型污水处理场的脱水剩余污泥的厌氧处理，也可用以处理高浓度有机工业废水、悬浮固体含量较高和颗粒较大的有机废水、含难降解有机物的工业废水，也以被成功地应用于肉类食品工业废水的处理。厌氧发酵反应与固液分离在同一个池内进行，结构较为简单。此次课程设计要求我们在给定参数下设计日处理量为260m3 的中温定容式污泥厌氧消化池。 关键词：固体废物厌氧消化微生物有机物
Abstract Anaerobic digestion（some says anaerobic fermentation）is a kind of microbial process which commonly finds in nature area. Anaerobic digestion treatment means that use anaerobic microbe in order to make organic matter from solid waste into CH4 and CO2 process in anaerobic state.Anaerobic digestion pools usually used in large sewage farm to treats dewatering surplus sludge anaerobicly,it also can be used to deal with high concentration of organic industrial waste water, higher content of suspended solid and the larger particle organic wastewater, including refractory organics industrial wastewater, what’s more,it can applied successfully in the meat food industrial wastewater treatment. Anaerobic fermentation reaction and solid-liquid separation are react in the same pool so the structure is simple. The course design require us to design the steady increases type of sludge anaerobic digestion pool which capacity of 260 m3under the given parameters.