乌鲁木齐市河东创威污水处理厂, 是引进国外成熟技术和设备建成的大型城市污水处理厂, 污水处理采用AB两段活性污泥法, 污泥处理工艺采用二级重力浓缩、一级中温消化机械脱水。
其中对污泥进行厌氧消化的目的, 是为了使污泥中的有机物质变为稳定的腐殖质, 同时可减少污泥量, 改善污泥的性质, 使之易于脱水, 破坏和控制致病的微生物, 并获得沼气可用作燃料、能源。
我厂设四座消化池, 每座池直径20m, 池顶锥角30°, 池底锥角15°, 圆柱部分高20m, 消化池总高30.20m, 每座池容积7164m, 消化池总容积28656m3。采用中温一级消化, 消化池温度33℃~35℃, 池型为圆柱形固定盖式, 挥发性固体容积负荷1.24kg/m3·d, 设计污泥投配率494%、消化时间20天。
污泥消化工艺流程为:经浓缩池浓缩的污泥, 分别进入到1#、3#;2#、4#消化池。消化池分两组运行, 每组两座消化池串联运行。生污泥与循环污泥混合后, 通过热交换器加热循环, 污泥消化后通过排泥管排出。经消化后污泥污泥含水率97.5%, 生产沼气为120000m3/d。
1 工艺改进
我厂采用AB两段活性污泥法, 在实际生产中水处理区产泥量较大, 运行后工艺负荷较设计值偏大, 污泥量较高成了困扰我厂运行的一个难题, 为了增大消化池的进泥量, 提高消化效率, 进一步增大污泥减量。经过对污泥处理工艺分析研究后, 我们通过对控制运行的PLC程序进行更改, 实现了两组消化池并联运行, 增大了投泥量, 提高了消化效率。现对2组消化池串并联运行状态做以阐述。
系统内设施设备说明:消化池数量4座, 消化池投泥泵2台, 污泥循环加热泵4台与消化池一一对应, 污泥加热热交换器2台, 污泥流量计2台, 管线及配套阀门若干, 污泥温度计12个污泥泥位计4台。
原串联工作模式:1#、2#投泥泵分别向两组消化池1#、3#供泥, 间歇运行;1#、2#投泥泵之间有联通管道, 通过阀门控制, 当1#或2#投泥泵单台故障时, 可以由1台泵通过阀门切换向两组消化池连续进行投泥;2#、4#消化池分别作为1#、3#消化池的后级处理, 污泥由底部、顶部联通管自流分别从1#、3#消化池进入2#、4#消化池。污泥进入1#、3#消化池后, 消化池对应的阀门开启或关闭。污泥通过搅拌器均匀混合, 同时, 1#、3#污泥循环泵将污泥通过加热器加热, 使污泥温度保持在37℃, 泥温高于37℃后切换管线超越过加热器循环;1#、3#池的污泥通过底部、顶部连通管将污泥分别与2#、4#池混合 (由于无动力支持, 进泥效率低) , 2#、4#消化池污泥通过对应2#、4#污泥循环泵自循环, 当污泥温度低于设定值、同时1#、3#消化池温度达到37℃后, 相关阀门调整, 污泥通过加热器进行加热循环。
改造后并联运行模式:污泥投泥泵运行方式与串联相同, 但在程序上加入了时序控制器, 对泵的启动设置了必要的延时。同时将进泥流量计FT20、FT21程序进行适当更改, 通过流量计统计来设定两座消化池的进泥量, 使其随时能满足工艺对4座消化池进泥量比例的更改。
通过对进泥流量计FT20、FT21程序的的修改, 使其能方便的对进泥量比例进行设定。以一组消化池运行为例说明:先是1#池进泥, 此时相应阀门调整, 1#、2#循环泵开启, 1#消化池循环泵加热循环, 2#池污泥不加热自循环;当进入1#池的泥达到设定统计进泥量后, 重新调整阀门位置, 系统进入2#池进泥状态。当流量达到设定值后, 进泥泵停止投泥, 相应阀门调整, 1#、2#池进行自循环;泥温过低需加热时, 设定进泥量大的消化池拥有优先权, 具体加热方式同串联。
2 总结
(1) 串、并联运行方式的效果比较。
串联:2台投泥泵交替运行, 运行1.5h, 停1.5h, 3h进泥720方/天, 理论消化时间:7164方×2/720方=20天 (实际由于连通管的效率较低实际消化主要集中再三号消化池, 实际消化时间还要短些约在15~16天左右) 。
并联:投泥泵交替运行, 运行1h, 停30min, 投泥量960方/天, 消化时间:7164方×2/960方=16天。
经过比较, 实际混合时间并没有减少, 并联运行后增大了投泥量, 提高了2#、4#后级消化池的效率, 对污泥消化减量效果明显, 同时增加了沼气的产气量。
(2) 管道阀门切换时, 为了减少对阀门、泵的冲击, 利用PLC时间功能块, 设置了不同组的延时, 对工艺管线、阀门、泵都起到了保护作用。
(3) 串联转入并联初期, 对后级消化池的进泥量, 通过污泥流量计的统计计量设定比例由小到大逐步增加, 以保证相对稳定的投配率, 减少消化池内消化不完全后, 产生浮沫对系统稳定运行的影响 (大量浮沫易击穿排渣口水封引起泻压) 。
摘要：污泥消化是污水处理厂污泥处理工艺的一个重要环节, 它能有效的实现污泥的减量, 并产生可利用的能源。经过对我厂污泥消化工艺的认真分析研究后, 我们对PLC控制程序加以改进, 在不增加设备、设施的基础上, 将原串联运行模式改进为并联运行模式, 进一步提高了消化池运行效率。
关键词：污泥消化,PLC可编程序,串联运行,并联运行