污泥热水解+厌氧消化技术将占据污泥处理工程“C”位？

污泥厌氧消化一体化罐体在国内应用较多的为利浦(Lipp)罐，其具有施工周期短、造价相对较低、占地小等优点。该一体化装备建造过程中薄钢板(2~4mm厚)通过上下层之间的咬合形式螺旋上升，按“螺旋、双折边、咬合”工艺可建造成体积为100~5000m3的罐体。罐基础底板为钢筋混凝土结构，同罐体嵌固式连接，并密封处理。Lipp罐一体化厌氧消化设施宜建成地上式，基础底板为浅埋式;在一体化厌氧罐运行过程中，罐内泥位相对较高，罐体及底板受力都较大;另厌氧罐下部设有的人孔、进料管、排渣管、循环管等工艺管道接口将使得罐底结构处于不利条件，因此在厌氧罐底部通常会设置一道环形圈梁，以限制罐体的变形。

(2)进料装备——投配池中的污泥经污泥泵抽送到消化池，目前主流的污泥厌氧消化进料系统为间歇进料。近年来，随着自控系统的逐渐重视，基于污泥流量质量控制的自动阀门广泛用于消化系统自动进料控制。溢流管一般与进料装备配套建设，以保证厌氧消化系统中液面的平衡，溢流管的直径至少为25mm。

(3)搅拌装备——通常用于维持消化系统的持续运转和避免砂石和浮渣沉积。搅拌装备一般置于池中心，当池子很大时，可设若干均布于池中的搅拌装备。搅拌方法一般有泵搅拌和沼气搅拌等。

泵搅拌通常指用泵将消化污泥从池底抽出，经泵加压后送至浮渣层表面或者消化池的不同部位进行循环搅拌，常与进料系统和池外加热系统合建，适用于小型消化池。沼气搅拌是将消化池自身产生的一部分沼气经过压缩机加压后通过竖管或池底的扩散器再送入消化池，达到混合搅拌的目的。沼气搅拌有气提式、竖管式、气体扩散式和射流器抽吸沼气式等四种形式。气提式搅拌是将沼气压入消化池导流管的中部或底部，使沼气与消化液混合，含气泡的污泥即沿导流管上升，起提升作用，使池内消化液不断循环搅拌达到混合的目的;竖管式搅拌根据消化池直径大小，在池内均匀布置若干根竖管，经过加压的沼气通过配气总管分配到各根竖管，从下端吹出后起到搅拌作用;气体扩散式搅拌器是使经过压缩的沼气通过气体扩散器与消化池内污泥混合，起到搅拌作用;射流式抽吸沼气搅拌是用污泥泵从消化池直筒壁的三分之二处抽吸污泥，污泥抽出后压入水射器的喷嘴，当污泥射入水射器的喉管时，形成很大的负压，经过射流器抽吸池顶的沼气，然后将混合污泥与沼气射入消化池底，形成搅拌循环。

(4)沼气收集装备——用于收集存储厌氧消化过程产生的沼气，其有效容积可按日均产气量的25%~40%来计算。大型污泥消化系统取低限，小型污泥消化系统取高限。按照储气压力的大小可分为低压式和中压式两种。

(5)沼气净化装备——通常情况下包括沼气的脱水、脱硫、脱二氧化碳过程。

沼气脱水常见的方法有两种：气水分离器和凝水器。气水分离器一般安装在输送气系统管道上、脱硫塔之前，沼气从侧向进入气水分离器，经过气水分离器后从上部离开进入沼气管网;沼气凝水器类似于城市煤气管道的凝水器，一般安装在输送气管道的埋地管网中，按照地形与长度在适当的位置安装。

沼气中的硫化氢可通过脱硫洗涤塔去除，其可分为干式和湿式两种。在常用的干式洗涤塔中一般装填有饱和三氧化二铁，俗称海绵铁。湿式洗涤塔一般用碱性液体来吸收硫化氢，该方法具有可长期连续运行、运行费用低、需要专人值守、装备需要保养的特点。沼气中的二氧化碳则主要通过碱液吸收去除。

(6)沼气安全装备——包括消焰器、安全阀、废沼气燃烧器、滴漏阀、气压指示表、冷凝液和沉渣贮存器、引火燃烧室和低压逆止阀等。空气中的沼气达到一定浓度时具有毒性，达到一定的浓度比例后遇到明火有爆炸的风险，因此必须对沼气安全装备予以高度重视。

3  单元技术优势及组合的必要性

3.1污泥热水解技术的优势

污泥热水解技术具有如下优势：

(1)安全性：污泥热水解在反应釜中完成，无粉尘产生，运行状况良好的装备不存在爆炸危险;

(2)环保性：污泥热水解反应在密闭反应器中进行，能迅速完成杀菌和除臭过程，后续污泥处理不会产生异味问题;另污泥处于高温(160~190℃)高压(约1.5MPa)环境下，细菌、病毒等基本均被灭活，因此经消化处理后的污泥细菌指标可达到美国EPA503中A级农用标准;

(3)资源化：热水解过程中，污泥中的有机物得到释放，增加了污泥中有机质(特别是可溶性有机物)的含量，强化了污泥的可生化性能，能很好地解决我国污泥中有机质含量较低的问题;

(4)高效性：通过蒸汽对污泥间接加压加热，可破坏污泥有机物高分子结构、胶体絮体等固相物质的持水结构;污泥热水解预处理也可提高消化速率，减少污泥消化时间(15~18d);另热水解后污泥的流动性更强，可提高进入消化池的污泥浓度(含固率可>10%)，减小约1/3的消化池容积。

3.2污泥厌氧消化技术的优势

污泥在厌氧消化过程中，能够实现污泥中有机物的高效能源化转化，其主要的优势在于：

(1)无害化：污泥在厌氧消化过程中，较高的温度(中温37℃，高温75℃)能够实现污泥中病原体的杀灭，并使得部分重金属钝化，处理后的污泥泥质明显改良;

(2)减量化：污泥经良好的厌氧消化后，有机物去除率将达到40%~50%，体积也将减少为原来的30%~50%，减量化效果明显;

(3)能源化：污泥在厌氧消化过程中单位质量挥发性固体(VS)产气量可达0.5~0.75L/(gVS)。如大连夏家河污泥厌氧消化工程每日产气量达3万m3，经济效益显著。

3.3污泥热水解和污泥厌氧消化技术结合的必要性

由于我国污泥中有机质含量的平均值低于欧美等发达国家，传统的厌氧消化技术在处理污泥的过程中存在产气率较低、运行效率低下等问题，部分污泥厌氧消化设施存在稳定运行难、系统易崩溃等现象。我国已建成的污泥厌氧消化装备近50座，这些已经存在的污泥厌氧消化装备正常运行的不足20座，与国外有明显的差距。为了保证整个污泥厌氧消化系统的高效运行，实现污泥的稳定化和无害化处理处置，采用合理的预处理技术势在必行。目前常用的污泥预处理技术主要包括碱处理、热水解、超声等。

编辑：汪茵