PDF《中华人民共和国污染防治最佳可行技术导则》

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之二: 中华人民共和国污染防治最佳可行技术导则 XXXX-200X 污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则 (征求意见稿) Best Available Techniques Directive for Treatment and Disposal of Sludge from Wastewater Treatment Plant XXXX-XX-XX 发布 XXXX-XX-XX 实施 国家环境保护部发布

19 板框式压滤机为间断式运行,效率低,操作间环境较差,大型污水处理厂己很少采 用.但近年大量开发研制工作,使其适应了现代化污水处理厂的要求.从苏州工业园区 污水处理厂的全自动板框压滤机来看,整体设计上全自动压滤机结构紧凑,机架材质优 于国产设备,机械加工精度高,防腐处理等级高,设备运行可靠,使用寿命长,设备占 地面积小.

第三章 污泥消化技术 污泥稳定化目前常用的方法有消化、发酵、碱法稳定等.碱法稳定是通过添加化学 药剂来稳定污泥,通常投加石灰.石灰稳定法实际上没有直接降解有机物,且增加了固 体物,进而增大了污泥的体积,一般较少采用.好氧消化(包括延时曝气工艺)虽然也能 够达到污泥稳定的目标,但能源消耗较高,不符合我国国情和节能减排的原则,本导则 不推荐采用.本章导则着重讨论厌氧消化工艺,污泥发酵的内容将在本导则的其他章节 进行介绍. 3.1 厌氧消化流程及产污环节 厌氧消化可以减少污泥体积, 稳定污泥性质, 提高污泥的脱水效果, 减少污泥恶臭, 提高污泥的卫生质量.污泥厌氧消化通过把有机物转化为沼气和二氧化碳,消减有机物 含量,产生沼气.污泥厌氧消化工艺及产污见图 3-1. 初沉污泥剩余污泥浓缩池 换热器 一级消化池 二级消化池 污染物:硫化氢 热水 发电余热 沼气锅炉 燃烧尾气:氮氧化物、CO 储泥池 脱硫塔 脱水机房 储气柜 沼气发电机 燃烧尾气:氮氧化物、CO、SO 发电机噪声:70-80dB(A) 余气燃烧塔 燃烧尾气:氮氧化物、CO 滤液 泥饼外运处置 上清液 上清液 臭气、噪声 BOD

5、CODcr、NH4-N、TP

2 SO2

2 SO 图3-1 厌氧消化工艺及产污示意图 3.2 厌氧消化工艺及能耗和污染物排放 3.2.1 厌氧消化工艺 泥厌氧消化流程如下:污泥经过浓缩池浓缩,利用计量泵提升进入热交换器,然后 进入厌氧消化池消化,产生的沼气经脱硫、脱水后综合利用.消化污泥经过浓缩、脱水 后,泥饼外运处置.

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1、厌氧消化工艺分类 ⑴ 按厌氧消化温度划分:按消化温度可以分为高温消化(53±2℃)、中温消化 (35±2℃). ⑵ 按运行方式划分:按运行方式可以分为一级消化、二级消化. ⑶ 两相消化:两相消化法把厌氧消化的水解与发酵阶段、产氢产乙酸阶段及产甲 烷阶段分别在两个消化池中进行,使各个阶段都能在各自的最佳环境条件下完 成.

2、厌氧消化系统构成 厌氧消化系统包含:厌氧消化池、进出料系统、搅拌系统、加温系统、气体收集净 化和利用系统. ⑴ 厌氧消化池:厌氧消化池主要分为柱形 和蛋形消化池,柱型消化池是我国应用 最为广泛的消化池(见图 3-2), 它由中部 柱体(径高比为 1)和上下锥体组成, 圆椎 形底便于清扫,下部坡度为 1.0~1.7, 顶部为 0.6~1.0.这种构型为完全内循 环提供了良好条件,有利于池内保持均 相. 图3-2 污水处理厂柱形消化池 ⑵ 厌氧消化搅拌:搅拌主要分为沼气搅拌、机械搅拌、水力循环搅拌三种形式. 搅拌设备应在 2~5h 内至少将全池的污泥搅拌一次,搅拌能耗在 5.2~40W/m3 . 一般当池内各处污泥浓度的变化范围不超过 10%,即认为搅拌均匀. ⑶ 厌氧消化加温:厌氧消化反应要在一定的温度下进行,加温方式主要有池内加 热盘管加热、外部换热器(包括套管式、管壳式)、螺旋板式换热,螺旋板式换热 器不易堵塞,尤其适于污泥处理以及直接蒸汽加热等方式.采用沼气锅炉加温 或利用沼气发电余热作为厌氧消化池热源目前应用较多.但在冬季,有时须用 辅助锅炉加温. ⑷ 沼气净化、存储与利用:沼气中含有水分(H2O)和硫化氢(H2S),利用前必须进行 脱硫、脱水处理.沼气中硫化氢占 0%~0.3%,采用湿式或干式塔脱硫进行.干 式脱硫气体以 0.4~0.6m/min 的速度通过脱硫剂,接触时间一般为 2~3min.脱硫 剂一般

3 个月需要再生一次;

湿式脱硫采用含量 2~3%的碳酸钠溶液从脱硫塔顶 喷淋,沼气逆流接触,除去硫化氢. 贮气柜对整个系统具有气量调蓄和稳压的作用.主要有两种储气方式:湿式储气、 干式储气.储气柜的容积一般按日均产气量的 25~40%.干式柜的工作压力为 0.4~0.6MPa.湿式柜的工作压力是 0.2~0.3MPa.

21 目前沼气的主要用途主要分以下几种形式: a. 沼气锅炉直接为消化池提供热能;

沼气锅炉的热效率较高,一般在 90%以上;

b. 沼气发电机发电供污水处理厂内部使用,发电效率 30-333%,加上余热利用热 效率可达到 85-90%;

c. 沼气发动机提供直接带动污水处理厂的鼓风机或水泵,余热还可为消化池提供 热能. d. 沼气提纯工艺,生产车用或生活燃气. 3.2.2 能耗及污染物排放

1、厌氧消化能源消耗 污泥厌氧消化主要热耗是维持厌 氧反应温度, 污泥泵、 污水泵(进出料系 统)、搅拌设备(沼气搅拌、机械搅拌、 回流)、沼气压缩机等主要的用电设备;

消化污泥的浓缩脱水能耗详见本导则

第二章. 污泥厌氧消化电耗占污水处理厂 全厂用电的约 15~25%;

污泥加热的热 耗占全厂热耗约 80%以上. 污泥消化产生的沼气全部用于发电可解决整个污水处理厂内 约25~30%用电量和加温消化池的用热量.

2、厌氧消化污染物排放 污泥厌氧消化主要排放的污染物为发电或燃烧时产生的废气、 消化废水、 消化污泥. ⑴ 沼气利用 沼气主要成分:甲烷含量:60~65% (体积比);

硫化氢含量:0~0.3%(体积比),最大 1~10g/m3 ;

二氧化碳:30~35%(体积比);

沼气燃烧或发电会产生废气;

沼气发电机会产 生噪声问题. ⑵ 沼气发电尾气、发电机噪声排放水平 沼气发电尾气中主要污染物要求:NOx≤240mg/m3 ;

CO≤30mg/m3 ;

SO2≤90mg/m3 发电机噪声: 进口发电机距机体

1 m 噪声小于 70~80 dB(A)(加隔音罩);

国产发电机 距机体

1 m 噪声约 110dB(A)(没加隔声罩). ⑶ 消化液和消化污泥 消化污泥脱水滤液中污染物浓度:CODcr:300~1500mg/L;

SS:200~1000mg/L;

NH3-N:100~600mg/L;

TP:1~10mg/L.处理后的污水一般返回提升泵房与污水一同 进行处理,不进行排放. 消化污泥中有机污染物为 COD、BOD5;

无机污染物为总氮、总磷、重金属;

生物 工程实例: 厦门第二污水处理厂有

3 座蛋形消化池,工作温 度33~35℃,污泥停留时间 21d,单池有效容积 8120m

3 .搅拌:采用螺旋浆搅拌,导流筒导流;

套管 式热交换器换热;

热水型沼气锅炉加温.进入蛋形消 化池的污泥量为 1160m

3 /d,污泥含水率 95%,污泥消 化总的电耗为 2916kW.h/d,即消化处理单位体积污泥 的比能耗为 2.5kW.h/m

3 (50.3kW.h/tDS).

22 污染物:大肠菌、大肠粪菌、寄生虫卵等.高温消化对寄生虫卵的杀灭率可达 90%以上. ⑷ 安全问题 污泥厌氧消化沼气中甲烷(CH4)含量为 60~65%,当空气中甲烷含量在 5~15%时, 就形成一种易爆炸的混合气体.未脱硫的沼气中硫化氢含量可以达到 0~0.3%,硫化氢 具有臭鸡蛋气味,可使人中毒.所以,厌氧消化主要存在爆炸火灾、人身安全两方面问 题. 3.3 确定 BAT 时需考虑的内容 通过分析污泥处理处置流程技术和产物利用技术,探讨污泥消化工艺中的节能技 术,污染物排放水平和工艺适用性,排放监测以及二次污染问题. 3.3.1 中温厌氧消化技术

1、工艺描述 经过浓缩、均质后的污泥(含水率一般在 94~97%)进入中温( 35±2℃)厌氧消化池进 行厌氧消化.中温厌氧消化分为一级中温厌氧消化和二级中温厌氧消化. 一级中温厌氧消化,需要设置加温、搅拌、沼气收集装置,污泥停留时间 20~30d 左右;

二级中温厌氧消化,约80%的沼气在一级消化阶段产生,经过 10~15d 后,把排 出的污泥进入二级消化池.二级消化池不设加温和搅拌装置,依靠余热继续消化,消化 温度约 20~26℃,产气量约占 20%,由于不搅拌,二级消化池兼具有浓缩的功能.完 成厌氧消化后,消化池中的污泥排出,进入储泥池,再进行浓缩脱水等后续处理.

2、运行参数 中温厌氧消化条件下,挥发性有机物负荷为 0.6~1.5kg/m3 .d,产气量约 1~ 1.3m3 /m3 .d,消化时间为 20~30d,消化池温度维持在 35±2℃之间.

3、适用范围 日处理能力在

5 万m3 以上的污水二级处理设施产生的污泥,宜采取中温厌氧消化 进行减量化、稳定化处理,同时进行沼气综合利用. 3.3.2 综合利用技术

1、沼气发电技术 沼气发电系统的主要有燃气发动机、发电机和热回收装置.沼气经过脱硫、脱水、 稳压后供给燃气发动机,驱动与燃气内燃机相连接的发电机而产生电力.用于沼气发电 工程实例: 青岛市麦岛污水处理厂,青岛市麦岛污水处理厂采用物化+BIOSTYR 滤池(曝气生物滤池)处理 工艺,污水处理规模

14 万m3/d,产生的污泥为初沉污泥、剩余污泥和化学除磷的化学污泥,总泥量 53473kgSS/d.设置

2 座一级中温厌氧消化池,单池容积 12700m

3 ,池内保持温度 35±2℃,污泥停 留时间 20d.采用

2 套套管式热交换器换热,每座消化池设

1 套搅拌器对污泥搅拌,采用导流筒导 流.产生的沼气优先用于发电,并提供热能用于污泥加热,沼气锅炉备用.

23 的沼气中的 CH4 含量影响到发电效率,通常 1m3 的沼气可发电 1.5~2kW.h,污水处理厂 沼气发电可补充污水处理厂 20~40%的电耗, 燃气内燃机发电效率通常达 25~32%. 沼气 中H2S 含量应小于 300mg/m3 ,不同沼........