一体化厌氧消化反应器在污泥处理中的应用_沼气

论文导读:：如果污泥处理、处置不当仍然会造成环境污染。污泥中温厌氧消化法较为经济。产生的沼气经净化后一部分用来发电。
关键词：一体化厌氧消化反应器，污泥处理，厌氧消化，沼气
 

城市污水处理厂为减轻污水的污染做出了巨大贡献，但同时也产生的大量的污泥。如果污泥处理、处置不当仍然会造成环境污染。为防止污泥腐败造成二次污染，必须实现污泥的稳定化、减量化、无害化。污泥稳定化处理方法有污泥厌氧消化法、污泥好氧消化法和污泥焚烧法等，其中污泥好氧消化法和污泥焚烧法由于运行费用高、管理复杂，因而在实际工程中应用极少；相比较而言，污泥中温厌氧消化法较为经济，厌氧消化后的污泥更易于脱水，从而最终实现污泥的减量；同时，厌氧消化过程可杀灭污泥中大部分的病原体、寄生虫卵，使污泥卫生条件得以改善，实现污泥无害化¹。

一体化厌氧消化反应器是青岛欧仁环境科技有限公司适应我国污水处理厂分散布置、污泥集中处理运输成本高的基本情况而开发的污泥厌氧消化反应器。该反应器建设规模可大可小，易于建设。

1工程概况

1.1工程现状

本工程建于某市，原来主要用于处理养殖场粪污，后改为处理临近污水处理厂产生的市政污泥，污泥有机物含量55%。原料污泥为经过带式压滤机压滤的含水率为80%左右的污泥，经调整，进料浓度为含水率95%的污泥，产生的沼气经净化后一部分用来发电，另一部分供应周围居民用气。设计每天可以处理含水率为80%左右的污泥2.5吨沼气，经调配每天的进料量为10吨/天。正常运转时每天的沼气产量为80m³，消化污泥用于还田处理，增加了土壤的有机质，提高了土地的肥力。

1.2工艺流程

污泥厌氧处理的工艺流程图如图1所示。

图1 污泥厌氧消化工艺流程图

从市政污水处理厂运来的压滤污泥排入污泥均质池，加入一定量的污水并在搅拌机的搅拌下调成含水率约95%的污泥，用污泥泵泵入一体化消化反应器。一体化反应器是集污泥消化、沼气贮存于一体的装置，下部为CSTR全混式污泥消化器，渣沼液混合物排入沼渣沼液池，罐车运至农田进行施肥。一体化反应器配有搅拌及加热设施，上部为柔性膜式贮气柜，有气柜压力平衡和保护设施。一体化消化反应器产生的沼气贮存于上部气柜中经脱水、脱硫、加压等一系列沼气净化设施后可用于发电、周围居民炊事、工程中沼气锅炉的气源论文网。

1.3主要处理单元及设计参数

2.工程实施及效果

2.1调试过程

本工程开始以粪便为原料生产沼气和沼渣、沼液等产品。在以粪便为原料进行生产的时候已将设备调试好，并且培养了污泥消化阶段所必须的水解酸化菌、产甲烷菌等微生物，因此本工程的污泥消化调试主要是以污泥为原料对原有微生物进行驯化，使之能适应以污泥为原料的消化环境。

在开始的一个阶段里，主要采取粪便量逐渐减少、逐渐增加污泥量的办法进行调试。在10天的时间里，鲜猪粪的使用量从5t/d逐渐减少到0，使用压滤后干污泥的量从0逐渐增加到1t/d进料方式为每天两种原料分别进料一次，先进猪粪，后进污泥。

此后12天内，主要以污泥为原料，每天使用的污泥量为1t左右。这个阶段产生沼气的原料主要为原来没有分解的猪粪原料和部分污泥。

最后10天内，逐渐增加污泥的量，污泥的使用量逐渐从1t/d增加到2.5t/d。

调试期间污泥的进料量和沼气产量的关系如下图所示：

图2 调试期间沼气产量的变化图

从调试期间沼气产量变化图可以看出，在开始阶段，由于进入一体化厌氧消化器的原料中猪粪逐渐减少，造成了沼气产量的逐渐明显下降，污泥的增加不足于补充由于猪粪减少而带来的沼气产量的下降。此后的一段时间内，只是每天补充1t左右的污泥，沼气产量继续下降，这是因为猪粪的消化期较长，猪粪停止添加后反应器内的残存猪粪原料继续发酵沼气，并且随着时间的延长产气量逐渐减少。添加的污泥由于水解周期长，不能快速产生足够的沼气。在第23天后，污泥投加量逐渐增加，产生的沼气量也逐渐增加。

2.2运行效果分析

经过2个月的调试，污泥投加量稳定在2.5t/d的情况下，沼气产量比较稳定，沼气的产量如图3所示：

图3 稳定运行后沼气产量图

通过图3可以看出，稳定运行后每天的沼气产量约为80 m³，如果全部供应周围居民炊事使用，可为80户居民供气，如果用来发电，每天可发电120度。

3.结论

①本工程运行稳定，为我国中小规模的市政污泥处理提供了实践经验。

②一体化消化反应器是可以用于污泥的消化处理，使污泥减量和稳定化，产生的沼气可以向居民供气或发电，一举多得。

③一体化反应器占地面积小，操作简单，投资省，适合我国污水处理厂分散布置的情况，利于与污水处理厂配套建设，降低污泥的处理成本。

参考文献：
［1］朱昱.武汉市三金潭污水处理厂污泥消化系统的设计[J].给水排水.2009,35(18):