污泥厌氧消化运行管理

污泥厌氧消化——张振——鲍李咪——付蕾•区别•污泥好氧消化•污泥中可生物降解有机物的降解程度高；清液BOD浓度低，消化污泥的肥分高，易被植物吸收；好氧消化池运行管理方便简单，构筑物基建费用低等。•运行能耗多，运行费用高；不能回收沼气；•污泥处理工艺采用：重力浓缩＋中温一级厌氧消化＋机械脱水工艺；•浓缩：重力浓缩，气浮浓缩，离心浓缩•消化工艺：•一级消化工艺：污泥进行搅拌和加热，完成消化•二级消化工艺：串联运行，先进入一级消化，然后进入二级消化，一级消化不排除上清液，二级消化不设搅拌加热。优点：耗热少，减少了搅拌能耗和污泥含水率，上清液固体含量。一级消化池和二级消化池的体积比一般为2:1，也有1:1，3:2。脱水工艺：机械脱水，自然风干。污泥厌氧消化的系统组成•消化池—加热系统—搅拌系统—进排泥系统—集气系统•消化池按容积可分为定容式，动容式•按池体形状可分为细高柱锥型，粗矮柱锥型，卵形。消化池的运行管理与工艺流程•进排泥控制•最短允许消化时间最大允许有机负荷•最短允许消化时间：达到要求消化效果，污泥在消化池的最短允许水力停留时间。常用Tm(d)表示。•最大允许有机负荷：达到要求消化效果，单位消化池容积在单位时间内所能消化的最大有机量。常用Fv[kg/(m3.d)]污泥浓度高时，投泥量主要受Fv影响，浓度低时，投泥量主要受Tm制约。对于污泥消化，希望污泥浓度越高越好，消化时间延长，提高了系统的稳定性。污泥浓度较低时，消化时间不可能很长，污泥量或污泥浓度发生波动时，甲烷菌容易受到冲击，消化效果降低。•污泥量与进泥量完全相等，并在进泥之前先排泥。•如果排泥量大于进泥量，消化池工作液为降低，出现真空状态，消化池池顶的真空安全阀破坏，空气进入池内浆产生爆炸的危险。•如果排泥量小于进泥量，消化池液位上升，污泥自溢流管溢走，得不到消化此时•最佳的进排泥方式为上部进泥底部溢流排泥，使泥位稳定，保证充分消化的污泥被排走。•进泥温度太低，应注意热沉淀问题，(温度很低的污泥进池遇热，迅速沉降，其原因是冷污泥密度大，热污泥密度小)•采用中温二级消化，要排放部分上清液，提高消化池的排泥浓度，减少污泥调质的加药量。上清液一般由上部阀门控制，重力排放。•上清液含有大量的污染物质，这些物质回流至污水系统后，必然使其入流污染负荷增加，应认真对待。•上清液水质差的原因：1.含有大量的CO2，起到气浮作用，降低污泥消化的的浓缩分离性能。2.本身含有大量的溶解性有机质。3.消化池排放上清液方式不利于浓缩分离，浓缩本质是沉淀，沉淀出水一把应从水堰板流出，二级消化池排放上清液一般没有堰板。•pH值及碱度控制•正常运行时，产酸菌和甲烷菌会自动保持平衡，将消化液的PH维持在6.5-7.5的中性范围。以下几种原因会导致产酸阶段和产甲烷阶段失衡，pH降低至6.5一下，并导致VFA(挥发性脂肪酸)和ORP(氧化还原电位)升高。1.温度波动大温度波动大，降低甲烷菌的活性，分解VFA的速率下降。产酸菌受温度影响小，会不断的将有机物分解为VFA。累积的VFA与消化液中的碱度发生反应。2.投入的有机物超负荷投泥量增多或进泥中含固量升高时，导致有机物超负荷，产酸菌活性增大，产生较多的VFA，甲烷菌的增值速率很慢，不能将增多的VFA分解掉，VFA累计，使pH值降至6.5以下。3.水力超负荷•投泥的体积量突然增多，消化时间缩短，降低Tm。甲烷菌世代时间长，部分甲烷菌被冲刷不能恢复，必然造成VFA累计。4.甲烷菌中毒•进泥中有有毒物，会使甲烷菌受到抑制或完全失去活性，此时产酸俊正常，仍产生VFA。•控制措施1.外加碱源2.寻找pH值下降的原因并针对采取相应的控制措施•间接预测pH值方法1.VFA浓度2.碱度ALK浓度3.VFA/ALK4.沼气中CH4含量•毒物控制•工业成分比较高的污水，污泥消化系统常出现中毒现象。•控制上流有毒物质的排放，加强污染源管理•消化池中加入Na2S，大部分有毒重金属离子能反应生成不溶性沉淀物，失去毒性。•加热系统的控制•甲烷菌对温度的波动非常敏感，一般应将消化液的温度波动控制在1.0oC•温度是否稳定，与投泥次数和每次投泥量及其历时关系很大•蒸汽直接池内加热，效率高，但是会消耗锅炉的部分软化水，污泥的含水率升高，能导致消化池局部过热•采用泥水热交换器进行加热时，污泥流速控制在1.2m/s以上，流速低时，污泥遇热结饼，形成烘烤层，降低加热效率。搅拌系统的控制一种意见认为应保持连续搅拌，另一种意见认为只要每天搅拌数次，总搅拌时间保持6h之上。目前运行的消化系统绝大多数采用间歇搅拌运行，并注意一下几点，投泥过程同时搅拌，蒸汽加热过程同时搅拌，底部出排泥，尽量不搅拌，上部排泥，宜同时搅拌。•消化系统试运行或正常运行以后改变搅拌工况，对搅拌混合效果进行测试评价，在池顶设有观测窗的消化池，可以观察搅拌均匀性。•纵横取样法，示踪法•沼气搅拌常用气量控制搅拌强度，沼气用量可由下式计算•Qa=KA•Qa——沼气用量，m3/h；•A——消化池的表面积，m2；•K——搅拌强度，单位消化池面积在单位时间需要的气量，m3/（m2.h）。•机械搅拌时，一般用搅拌设备的功率控制搅拌强度。P=WV•V——消化池内消化液体积，m2•W——搅拌强度，单位池容所需的搅拌功率，W/m3•操作顺序与操作周期•消化池的日常运行中有五大操作，进泥，排泥，排上清液，搅拌，加热。•操作不能同时进行，其操作顺序会对消化效果产生很大的影响。•二级消化池非溢流排泥+外池热水循环加热系统：排放上清液，先排泥后进泥，进泥时可加热，加热可不与搅拌同步进行。•沼气收集系统的控制•沼气产量Qa=（QiCifi—QuCufu）qa•Qa——总沼气产量，m3/d•Qi，Qu——进，排泥量，m3/d•Ci，Cu——进，排泥的浓度，kg/m3•fi，fu——进，排泥干固体的有机分，%•qa——厌氧分解单位重量的有机物所产生的沼气量，m3/kgVSS。一般在0.75-1.0m3/kgVSS。•消化池的日常维护管理1.定期取样分析检测2.经常检测VFA与ALK3.运行一段时间后，一般将消化池停用并泄空，进行清沙和清渣4.搅拌系统应予以定期维护5.加热系统应定期检查维护6.经常清洗管道，防止管道结垢。7.消化池使用一段时间后，应停止运行，进行全面的防腐防渗检查和处理。8.一些消化池有时会产生大量泡沫，呈半液半固体状，严重时可充满气相空间并带入沼气管路系统。9.消化系统内的许多管路和阀门为间隙运行，因而冬季应注意防冻，应定期检查消化池及加热管路系统10.安全运行11.做好分析测量与记录•运行中异常出现问题的分析与解决1.现象一VFA/ALK升高，若大于0.3时应马上采取相应的控制措施。（1）水力超负荷（2）有机物投配超负荷（3）搅拌效果不好（4）温度波动太大（5）存在毒物2.现象二沼气中的CO2含量升高，但沼气仍能燃烧。VFA/ALK升高，超过了0.5，立即加入部分碱源，保持混合液的碱度，为寻找原因并采取控制措施提供时间。3.现象三消化液的pH值开始下降，VFA/ALK升高，超过了0.8，沼气不能燃烧。立即补充碱源，补充碱度，控制pH值的下降并使之回升。4.现象四产气量降低（1）有机物投配负荷太低（2）甲烷菌活性太低5.现象五消化池出现负压，空气自真空安全阀进入消化池。（1）排泥量大于进泥量，使消化液位降低。（2）用于沼气搅拌的压缩机的出气管路出现泄漏，可导致消化池泄气相出现真空状态加入Ca（OH）2，NH4OH,NaOH等药剂补充碱度用风机或压缩机抽送沼气至较远的使用点6.现象六消化池气相压力增大，自压力安全阀门逸入大气。（1）产气量大于用气量，剩余的沼气又无畅通的去向时，可导致消化池气相压力增大，可使消化池压力增大。（2）由于某种原因（水封罐液位太高或不及时排放冷凝水）导致沼气管路阻力增大。（3）进泥量大于排泥量，溢流管被堵塞。7.现象七消化池排放的上清液含固量升高，水质下降，同时还使排泥浓度降低。（1）上清液排放量太大，导致含固量升高（2）上清液排放的太快，由于排放管内的流速太大，会携带大量的固体颗粒。（3）上清液排放口与进泥口距离太近，则进入的污泥会发生短路，不经泥水分离直接排走8.现象八消化液的温度下降，消化效果降低。（1）蒸汽或热水量供应不足，导致消化池温度下降。（2）投泥次数太少，，一次投泥量太大，可至加热系统超负荷，因加热热量不足而导致温度降低，此时应缩短投泥周期，减少每次投泥量。（3）混合搅拌不均匀，会使污泥局部过热，局部由于热量不足而导致温度降低。