污泥厭氧消化一體化罐體在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的為利浦(Lipp)罐，其具有施工周期短、造價(jià)相對(duì)較低、占地小等優(yōu)點(diǎn)。該一體化裝備建造過程中薄鋼板(2~4mm厚)通過上下層之間的咬合形式螺旋上升，按“螺旋、雙折邊、咬合”工藝可建造成體積為100~5000m3的罐體。罐基礎(chǔ)底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，同罐體嵌固式連接，并密封處理。Lipp罐一體化厭氧消化設(shè)施宜建成地上式，基礎(chǔ)底板為淺埋式;在一體化厭氧罐運(yùn)行過程中，罐內(nèi)泥位相對(duì)較高，罐體及底板受力都較大;另厭氧罐下部設(shè)有的人孔、進(jìn)料管、排渣管、循環(huán)管等工藝管道接口將使得罐底結(jié)構(gòu)處于不利條件，因此在厭氧罐底部通常會(huì)設(shè)置一道環(huán)形圈梁，以限制罐體的變形。

(2)進(jìn)料裝備——投配池中的污泥經(jīng)污泥泵抽送到消化池，目前主流的污泥厭氧消化進(jìn)料系統(tǒng)為間歇進(jìn)料。近年來，隨著自控系統(tǒng)的逐漸重視，基于污泥流量質(zhì)量控制的自動(dòng)閥門廣泛用于消化系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)料控制。溢流管一般與進(jìn)料裝備配套建設(shè)，以保證厭氧消化系統(tǒng)中液面的平衡，溢流管的直徑至少為25mm。

(3)攪拌裝備——通常用于維持消化系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和避免砂石和浮渣沉積。攪拌裝備一般置于池中心，當(dāng)池子很大時(shí)，可設(shè)若干均布于池中的攪拌裝備。攪拌方法一般有泵攪拌和沼氣攪拌等。

泵攪拌通常指用泵將消化污泥從池底抽出，經(jīng)泵加壓后送至浮渣層表面或者消化池的不同部位進(jìn)行循環(huán)攪拌，常與進(jìn)料系統(tǒng)和池外加熱系統(tǒng)合建，適用于小型消化池。沼氣攪拌是將消化池自身產(chǎn)生的一部分沼氣經(jīng)過壓縮機(jī)加壓后通過豎管或池底的擴(kuò)散器再送入消化池，達(dá)到混合攪拌的目的。沼氣攪拌有氣提式、豎管式、氣體擴(kuò)散式和射流器抽吸沼氣式等四種形式。氣提式攪拌是將沼氣壓入消化池導(dǎo)流管的中部或底部，使沼氣與消化液混合，含氣泡的污泥即沿導(dǎo)流管上升，起提升作用，使池內(nèi)消化液不斷循環(huán)攪拌達(dá)到混合的目的;豎管式攪拌根據(jù)消化池直徑大小，在池內(nèi)均勻布置若干根豎管，經(jīng)過加壓的沼氣通過配氣總管分配到各根豎管，從下端吹出后起到攪拌作用;氣體擴(kuò)散式攪拌器是使經(jīng)過壓縮的沼氣通過氣體擴(kuò)散器與消化池內(nèi)污泥混合，起到攪拌作用;射流式抽吸沼氣攪拌是用污泥泵從消化池直筒壁的三分之二處抽吸污泥，污泥抽出后壓入水射器的噴嘴，當(dāng)污泥射入水射器的喉管時(shí)，形成很大的負(fù)壓，經(jīng)過射流器抽吸池頂?shù)恼託猓缓髮⒒旌衔勰嗯c沼氣射入消化池底，形成攪拌循環(huán)。

(4)沼氣收集裝備——用于收集存儲(chǔ)厭氧消化過程產(chǎn)生的沼氣，其有效容積可按日均產(chǎn)氣量的25%~40%來計(jì)算。大型污泥消化系統(tǒng)取低限，小型污泥消化系統(tǒng)取高限。按照儲(chǔ)氣壓力的大小可分為低壓式和中壓式兩種。

(5)沼氣凈化裝備——通常情況下包括沼氣的脫水、脫硫、脫二氧化碳過程。

沼氣脫水常見的方法有兩種：氣水分離器和凝水器。氣水分離器一般安裝在輸送氣系統(tǒng)管道上、脫硫塔之前，沼氣從側(cè)向進(jìn)入氣水分離器，經(jīng)過氣水分離器后從上部離開進(jìn)入沼氣管網(wǎng);沼氣凝水器類似于城市煤氣管道的凝水器，一般安裝在輸送氣管道的埋地管網(wǎng)中，按照地形與長(zhǎng)度在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b。

沼氣中的硫化氫可通過脫硫洗滌塔去除，其可分為干式和濕式兩種。在常用的干式洗滌塔中一般裝填有飽和三氧化二鐵，俗稱海綿鐵。濕式洗滌塔一般用堿性液體來吸收硫化氫，該方法具有可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行、運(yùn)行費(fèi)用低、需要專人值守、裝備需要保養(yǎng)的特點(diǎn)。沼氣中的二氧化碳則主要通過堿液吸收去除。

(6)沼氣安全裝備——包括消焰器、安全閥、廢沼氣燃燒器、滴漏閥、氣壓指示表、冷凝液和沉渣貯存器、引火燃燒室和低壓逆止閥等。空氣中的沼氣達(dá)到一定濃度時(shí)具有毒性，達(dá)到一定的濃度比例后遇到明火有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，因此必須對(duì)沼氣安全裝備予以高度重視。

3  單元技術(shù)優(yōu)勢(shì)及組合的必要性

3.1污泥熱水解技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

污泥熱水解技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：

(1)安全性：污泥熱水解在反應(yīng)釜中完成，無粉塵產(chǎn)生，運(yùn)行狀況良好的裝備不存在爆炸危險(xiǎn);

(2)環(huán)保性：污泥熱水解反應(yīng)在密閉反應(yīng)器中進(jìn)行，能迅速完成殺菌和除臭過程，后續(xù)污泥處理不會(huì)產(chǎn)生異味問題;另污泥處于高溫(160~190℃)高壓(約1.5MPa)環(huán)境下，細(xì)菌、病毒等基本均被滅活，因此經(jīng)消化處理后的污泥細(xì)菌指標(biāo)可達(dá)到美國(guó)EPA503中A級(jí)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn);

(3)資源化：熱水解過程中，污泥中的有機(jī)物得到釋放，增加了污泥中有機(jī)質(zhì)(特別是可溶性有機(jī)物)的含量，強(qiáng)化了污泥的可生化性能，能很好地解決我國(guó)污泥中有機(jī)質(zhì)含量較低的問題;

(4)高效性：通過蒸汽對(duì)污泥間接加壓加熱，可破壞污泥有機(jī)物高分子結(jié)構(gòu)、膠體絮體等固相物質(zhì)的持水結(jié)構(gòu);污泥熱水解預(yù)處理也可提高消化速率，減少污泥消化時(shí)間(15~18d);另熱水解后污泥的流動(dòng)性更強(qiáng)，可提高進(jìn)入消化池的污泥濃度(含固率可>10%)，減小約1/3的消化池容積。

3.2污泥厭氧消化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

污泥在厭氧消化過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)污泥中有機(jī)物的高效能源化轉(zhuǎn)化，其主要的優(yōu)勢(shì)在于：

(1)無害化：污泥在厭氧消化過程中，較高的溫度(中溫37℃，高溫75℃)能夠?qū)崿F(xiàn)污泥中病原體的殺滅，并使得部分重金屬鈍化，處理后的污泥泥質(zhì)明顯改良;

(2)減量化：污泥經(jīng)良好的厭氧消化后，有機(jī)物去除率將達(dá)到40%~50%，體積也將減少為原來的30%~50%，減量化效果明顯;

(3)能源化：污泥在厭氧消化過程中單位質(zhì)量揮發(fā)性固體(VS)產(chǎn)氣量可達(dá)0.5~0.75L/(gVS)。如大連夏家河污泥厭氧消化工程每日產(chǎn)氣量達(dá)3萬(wàn)m3，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3.3污泥熱水解和污泥厭氧消化技術(shù)結(jié)合的必要性

由于我國(guó)污泥中有機(jī)質(zhì)含量的平均值低于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，傳統(tǒng)的厭氧消化技術(shù)在處理污泥的過程中存在產(chǎn)氣率較低、運(yùn)行效率低下等問題，部分污泥厭氧消化設(shè)施存在穩(wěn)定運(yùn)行難、系統(tǒng)易崩潰等現(xiàn)象。我國(guó)已建成的污泥厭氧消化裝備近50座，這些已經(jīng)存在的污泥厭氧消化裝備正常運(yùn)行的不足20座，與國(guó)外有明顯的差距。為了保證整個(gè)污泥厭氧消化系統(tǒng)的高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化和無害化處理處置，采用合理的預(yù)處理技術(shù)勢(shì)在必行。目前常用的污泥預(yù)處理技術(shù)主要包括堿處理、熱水解、超聲等。

編輯：汪茵