武漢漢西污泥好氧發(fā)酵案例 居然還有機(jī)器人

2.3設(shè)計(jì)進(jìn)泥泥質(zhì)和出泥泥質(zhì)

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)泥泥質(zhì)如下：含水率80%，pH6.5~8.5，有機(jī)質(zhì)300g/kg干基，總氮20g/kg干基，總磷15g/kg干基，總鉀4g/kg干基，總鎘3g/kg干基，總汞1g/kg干基，總鉛60g/kg干基，總鉻150g/kg干基，總砷35g/kg干基，總銅250g/kg干基，總鋅1000g/kg干基，總鎳50g/kg干基，總氰化物1g/kg干基，礦物油1500g/kg干基，苯并(a)芘0.5g/kg干基，熱值2000kcal/kg干基。

2.4泥處理工藝及處理流程

漢西污水處理廠污泥處理采用CTB智能好氧發(fā)酵工藝，通過智能好氧發(fā)酵控制系統(tǒng)進(jìn)行溫度和氧氣等參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測和反饋控制。經(jīng)過無害化處理的發(fā)酵產(chǎn)物將進(jìn)行資源化土地利用，用于園林綠化等行業(yè)。

污泥處理具體流程見圖1。待處理的脫水污泥與輔料通過混料機(jī)進(jìn)行預(yù)混，再由自動進(jìn)出料設(shè)備送入發(fā)酵倉；混合料與發(fā)酵倉底部留存的腐熟物料（返混料）在勻翻機(jī)的翻拋過程中充分混合，調(diào)節(jié)物料的水分、孔隙率、C/N值等參數(shù)到適宜范圍，之后由控制程序和勻翻機(jī)完成污泥好氧發(fā)酵過程；

發(fā)酵過程結(jié)束后自動進(jìn)出料設(shè)備將發(fā)酵倉上層物料運(yùn)出，底部留有約1m厚度的腐熟物料用于下次發(fā)酵的返混料，運(yùn)出的腐熟物料經(jīng)過篩分，并根據(jù)粒徑大小用于不同的資源化方向。

2.5污泥處理物料平衡

混料后物料的性狀直接影響發(fā)酵效果的好壞。通常進(jìn)廠污泥具有含水率高、孔隙率低等特點(diǎn)，脫水污泥在好氧發(fā)酵前必須與調(diào)理劑和膨松劑進(jìn)行混合、破碎，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，以調(diào)節(jié)適宜的含水率、碳氮比等參數(shù)�；旌掀扑楹笪锪系暮�水率為60%～65%，有機(jī)質(zhì)含量≥35%，碳氮比為20∶1～30∶1，調(diào)理劑和膨松劑的選擇因地制宜，可以利用剪枝、落葉等園林廢棄物和秸稈、木屑、鋸末等有機(jī)廢棄物，或利用已發(fā)酵的熟料作為返混料。

添加比例要適中，過低會影響發(fā)酵效果，過高會增加運(yùn)行成本。本項(xiàng)目擬采用秸稈和蘑菇渣作為輔料（調(diào)節(jié)劑和膨松劑），輔以返混料（發(fā)酵成品）作為接種劑，輔料、腐熟污泥和脫水污泥經(jīng)合理配比混合后形成含水率為60%～65%的混合物料，然后進(jìn)入高溫好氧發(fā)酵槽進(jìn)行高溫發(fā)酵處理。

如圖2所示，日處理污泥量325t，進(jìn)廠含水率為80%的污泥與有機(jī)輔料、返混料混合，混合均勻后物料530t，含水率約62.2%，經(jīng)過高溫好氧發(fā)酵，物料水分蒸發(fā)及有機(jī)質(zhì)降解揮發(fā)241.4t，充分腐熟后物料含水率降低到40%左右，物料發(fā)酵完成后的重量為288.6t/d，其中約155t/d的發(fā)酵成品用作返混料與脫水污泥混合，剩下的約133.6t/d發(fā)酵成品進(jìn)行資源化利用。

2.6主要構(gòu)筑物工程設(shè)計(jì)

2.6.1污泥濃縮脫水機(jī)房

污泥均質(zhì)池1座，將初沉池污泥、剩余污泥進(jìn)行混合均勻。污泥濃縮脫水機(jī)房1座，尺寸為L×B×H=53.3m×18.9m×12.4m，土建按遠(yuǎn)期435t/d規(guī)模建設(shè)，設(shè)備按近期325t/d規(guī)模安裝，進(jìn)泥含水率99%～99.3%，出泥含水率≤80%。

主要設(shè)備采用離心濃縮脫水一體機(jī)7套(6用1備)，單機(jī)處理能力為60～100m³/h，配套設(shè)備包括進(jìn)泥螺桿泵、污泥切割機(jī)、絮凝劑制備裝置水平無軸螺旋輸送機(jī)等。脫水后的污泥經(jīng)緩沖料斗緩存后通過污泥柱塞泵輸送至污泥好氧發(fā)酵車間的污泥料倉，柱塞泵輸送能力為Q=30m³/h，揚(yáng)程為12MPa，1用1備。

2.6.2污泥好氧發(fā)酵車間

漢西污泥處理構(gòu)建筑物采用組合式建筑，設(shè)置污泥好氧發(fā)酵車間1座，根據(jù)污泥處理工藝流程，整個(gè)發(fā)酵車間分為污泥進(jìn)料系統(tǒng)區(qū)域、發(fā)酵系統(tǒng)區(qū)域、成品系統(tǒng)區(qū)域和配電管理區(qū)域等4個(gè)區(qū)域（見圖3）。污泥好氧發(fā)酵車間總占地面積為15170m²，發(fā)酵車間主體為一層，部分區(qū)域帶地下一層和地上兩層，建筑總高度為13.1m。

2.6.2.1污泥進(jìn)料系統(tǒng)

污泥進(jìn)料系統(tǒng)設(shè)置在地下一層和地面一層，總占地面積為1055m²，地下層高度為6.5m，地面一層高度為8m。污泥進(jìn)料系統(tǒng)主要是在污泥入發(fā)酵倉前，先對污泥進(jìn)行預(yù)混料，該環(huán)節(jié)將含水污泥、輔料及返混料送至混料機(jī)中混合，混合后的物料由皮帶輸送機(jī)送至緩存料倉。

污泥料倉主要包括2組污泥料倉（有效容積200m³）、2組輔料料倉(有效容積160m³)、2組返混料料倉(有效容積160m³)和2組緩存料倉(有效容積30m³)。濕污泥通過柱塞泵輸送至污泥料倉、返混料料倉和緩存料倉進(jìn)出料均通過皮帶輸送機(jī)輸送，輔料通過車輛運(yùn)送至混料區(qū)，傾倒入輔料料倉。主要設(shè)備包括各料倉配套出泥裝置，皮帶輸送機(jī)，混料機(jī)2臺，單臺混料機(jī)混流能力為90m³/h。

2.6.2.2污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)

污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)對混合料進(jìn)行發(fā)酵，降低物料含水率，實(shí)現(xiàn)物料無害化和穩(wěn)定化。污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)置在地面一層，總占地面積為12450m²，地面一層高度為8m。

污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)共設(shè)置24組好氧發(fā)酵槽，發(fā)酵槽長69m，寬5m，發(fā)酵污泥堆體高度為2m，發(fā)酵周期20天，發(fā)酵溫度55～70℃，堆體氧濃度不小于8%。每個(gè)發(fā)酵槽下部設(shè)置2條鼓風(fēng)倉，利用風(fēng)機(jī)對污泥進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣。

主要設(shè)備包括自動進(jìn)出料機(jī)及配套移行車2套，取料能力150m³/h，行走速度0～15m/min，料倉容積30m³，卸料時(shí)間10s，功率65kW；翻拋機(jī)及配套移行車2套，翻拋能力≥800m³/h，行走速度0～10m/min，最大翻拋深度2m，最大拋出距離2.5m，功率130.5kW；鼓風(fēng)機(jī)48套（每槽2套），鼓風(fēng)量6300m3/h，風(fēng)壓7600Pa，功率18.5kW。

2.6.2.3成品系統(tǒng)

污泥成品系統(tǒng)對腐熟物料進(jìn)行篩分，并根據(jù)粒徑大小用于不同的資源化方向。污泥成品系統(tǒng)設(shè)置在地面一層，總占地面積為1665m²，地面一層高度為8m，成品倉庫可以存儲8天的成品，主要設(shè)備包括篩分機(jī)1套，處理干泥能力60m³/h。

2.6.3除臭系統(tǒng)

污泥好氧發(fā)酵車間采用生物除臭濾池對臭氣進(jìn)行處理，使排放氣體指標(biāo)滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554一93)二級標(biāo)準(zhǔn)及《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)廢氣排放廠界二級排放標(biāo)準(zhǔn)。除臭總風(fēng)量400000Nm³/h，共設(shè)置3套生物除臭濾池，其中1#、2#生物除臭濾池處理能力均為120000Nm³/h，3#生物除臭濾池處理能力均為160000Nm³/h。生物除臭濾池設(shè)置在發(fā)酵車間一層屋頂。

2.6.4配電及管理用房

污泥處理系統(tǒng)的管理用房包括管理人員辦公、化驗(yàn)、會議、控制室等，設(shè)置在污泥好氧發(fā)酵車間的二層，面積約780m²；污泥處理系統(tǒng)的配電室設(shè)置在成品系統(tǒng)上部，面積約146m²。

3污泥好氧發(fā)酵系統(tǒng)控制

CTB智能控制高溫好氧發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵過程為靜態(tài)發(fā)酵（主發(fā)酵）與動態(tài)發(fā)酵（后熟發(fā)酵）相結(jié)合的組合工藝，可以自動監(jiān)測好氧發(fā)酵過程和自動優(yōu)化發(fā)酵工藝參數(shù)，避免人工操作的失誤，充分保證堆肥的成功率，提高物料的腐熟度。

3.1曝氣過程控制

好氧發(fā)酵過程中對溫度、氧氣等關(guān)鍵因素的控制直接關(guān)系到發(fā)酵效果的好壞。由于好氧發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的生化過程，不能簡單地設(shè)定參數(shù)的范圍，而是要根據(jù)每個(gè)階段的不同需求進(jìn)行智能控制。

本工程采用靜態(tài)鼓風(fēng)供氧和動態(tài)翻拋補(bǔ)氧這種“動+靜結(jié)合”的供氧方式，在發(fā)酵初期，物料濕度大、處于熱量累積和持續(xù)高溫的階段，堆體保持靜止?fàn)顟B(tài)；后熟期為改善堆體的水分分布與物料性狀，采用曝氣加翻拋混勻物料的方式，促進(jìn)二次發(fā)酵。

對此項(xiàng)目發(fā)酵過程的控制是基于對堆體物料發(fā)酵狀態(tài)的合理監(jiān)測，并根據(jù)堆體內(nèi)部的發(fā)酵狀態(tài)，實(shí)時(shí)調(diào)整鼓風(fēng)的自動反饋控制模型，另外，控制系統(tǒng)還包括對混料、臭氣處理等環(huán)節(jié)的自動控制。

通過溫度、氧氣實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)和堆肥自動控制系統(tǒng)，可以根據(jù)堆體的溫度、氧氣、耗氧速率、不同發(fā)酵階段所需的不同參數(shù)等調(diào)節(jié)控制曝氣速率、曝氣時(shí)間和曝氣量，實(shí)現(xiàn)生物好氧發(fā)酵的全過程控制，以滿足并達(dá)到微生物培養(yǎng)階段、快速升溫階段、持續(xù)高溫階段、降溫脫水等四個(gè)階段的不同溫度、氧氣需求量。

本工程擬在發(fā)酵倉的每個(gè)氣室設(shè)置1個(gè)溫度氧氣復(fù)合探頭，混合物料入倉發(fā)酵過程啟動后探頭自動插入到堆體中，在升溫期和高溫期收集堆體氧氣參數(shù)，及時(shí)反應(yīng)堆體氧氣含量狀況，為鼓風(fēng)機(jī)及電動閥的啟閉提供依據(jù)。

3.2除臭過程控制

發(fā)酵系統(tǒng)臭氣采用“以過程控制為主，末端除臭為輔”的方式。發(fā)酵過程會產(chǎn)生一定的氨氣等惡臭氣體，為保證廠區(qū)具有良好的衛(wèi)生條件，除臭系統(tǒng)是污泥處理不可或缺的一個(gè)單元，整個(gè)工程的臭味控制與去除主要通過以下三個(gè)步驟得以保證。

首先在物料混合階段要保證物料充分均勻混合，物料混合系統(tǒng)設(shè)有集中控制平臺，可根據(jù)不同物料的特性實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)控，保證混合物料滿足工程設(shè)定要求；其次，通過好氧發(fā)酵實(shí)時(shí)在線控制系統(tǒng)保證堆體氧氣的合理供應(yīng)，避免堆體處于厭氧狀態(tài)，即可減少臭氣的產(chǎn)生；

最后，發(fā)酵車間內(nèi)安裝有環(huán)境監(jiān)測探頭，通過除臭監(jiān)測系統(tǒng)自動控制除臭系統(tǒng)的啟閉，當(dāng)臭氣濃度超過監(jiān)測限值，即啟動生物除臭裝置，好氧發(fā)酵產(chǎn)生的臭氣得以集中處理，從而保證除臭系統(tǒng)的高效運(yùn)行并大幅度降低能耗和運(yùn)行費(fèi)用。

為方便自動進(jìn)出料機(jī)和勻翻機(jī)等設(shè)備在各發(fā)酵倉間的轉(zhuǎn)運(yùn)并避免發(fā)酵氣體的外溢，在發(fā)酵車間每2個(gè)發(fā)酵倉封閉設(shè)置為1個(gè)臭氣收集單元，從而保證收集單元在保持一定的負(fù)壓的情況下集中抽氣，提高了臭氣收集系統(tǒng)的工作效率。并且每個(gè)除臭單元內(nèi)設(shè)1個(gè)硫化氫監(jiān)測探頭、1個(gè)氨氣監(jiān)測探頭，自控系統(tǒng)通過監(jiān)測探頭對發(fā)酵倉內(nèi)部的臭氣量進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。

4技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及設(shè)計(jì)總結(jié)

漢西污水處理廠污泥處理工程處理規(guī)模為325t/d，污泥好氧發(fā)酵車間占地為15170m²,總建筑面積為17761m²,其中主廠房面積為16835m²,附屬車間面積為146m²,辦公樓面積為780m²。污泥發(fā)酵系統(tǒng)工程總造價(jià)為10600萬元,則脫水污泥的投資成本為32.62萬元/t。工程直接運(yùn)行成本主要包括電費(fèi)、油費(fèi)、人工費(fèi)和調(diào)理劑費(fèi)用等,脫水污泥的直接運(yùn)行成本為112～178元/t(不含設(shè)備折舊費(fèi))。

漢西污水處理廠污泥處理工程采用CTB智能控制高溫好氧發(fā)酵技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）好氧發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）工藝技術(shù)自動化、智能化程度高。

（3）工藝過程快速、穩(wěn)定。

（4）可減少返混料的倒運(yùn)。

（5）運(yùn)行成本和能耗低。

5結(jié)語

漢西污水處理廠污泥處理工程采用CTB智能控制高溫好氧發(fā)酵技術(shù)，處理后污泥作為園林綠化介質(zhì)土、林地土壤改良劑進(jìn)行資源化利用。發(fā)酵過程通過堆體溫度、氧氣實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)，采用鼓風(fēng)機(jī)曝氣為主、勻翻機(jī)勻翻后熟為輔的供氧方式，保證了堆體的好氧狀態(tài)，降低了惡臭氣體的產(chǎn)生，通過好氧發(fā)酵自動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污泥處理系統(tǒng)自動運(yùn)行，降低了污泥處理運(yùn)行成本和能耗。

微信對原文有刪減，本文由微信小編整理后發(fā)布，原文標(biāo)題：《漢西污水處理廠CTB污泥好氧發(fā)酵工藝設(shè)計(jì)》解讀，作者：吳志高、裴洋、喻勇、呂擁軍、鄒惠君、石亞軍，刊登在《給水排水》2017年06期。