1 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 污水净化厂的污泥处理 Lingen污水处理厂案例 污泥脱水试验 (Dipl. Ing. L. Hüer, Lingen污水处理厂) 城市污水处理厂运营管理与运行技术培训班2003.4.1-2003.4.4 中德环境技术中心＆湖南省建设厅,长沙,湖南,中国 2 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 目录 ? Lingen污泥处理的基本原则 ?污泥处理工作程序 ?现在和未来的污泥回收利用 ?污泥脱水试验的实施 ?小结 3 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污泥处理的基本原则 ?初沉污泥与两个曝气池中的剩余污泥一起在预沉池得到浓缩 ?生污泥接着泵入消化塔，进行污泥厌氧稳定(污泥消化)。 ?污泥从两个消化塔流入污泥干化厂,脱去污水，将污水浓缩到 5%左右。 ?浓缩污泥每年大约为34000 m 3 ，其干物质含量为5%, 相当于每 年1700 t 干物质。 4 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 基本的污泥处理 ?经过消化的污泥有不同的处置方法: –每天得到处理量的15000 m3/年(干物质=5%)将作为肥料用于农田 5 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 污泥的基本处理 -将进19000 m 3 /年被活动的版框压滤机得到脱水. ?脱水后的污泥将被送到农田得到利用. 6 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污泥处理的基本流程图 Grundflie?schema Eindickung, Speicherung, Entw?sserung, derzeitige Frachten Kl?ranlage Lingen - Erweiterung Schlammbehandlung - Voruntersuchungen IBE Dr. Born-Dr.Ermel GmbH 1 1 .0 3 . 0 3 - B l a tt1 Voreingedickter Mischschlamm Q = 210 m3/d MS = 7.000 kg TS/d TR = 3,33 % oTR = 76 % Misch- schlamm (PS+üS) aus VKB Eingedickter Faulschlamm zur Nass- schlammabfuhr Zwei Beh?lter V = 4.100 m3 t F = 20 d im Mittel q FG =1,1m3/kgoTR eli oTR-Abbau 46 % bzw. 2.460 kgTS/d Faulung Bestand 3 Teiche V= 12.000 m3 TR e = 6 % oTR-Abbau 12 % bzw. 340 kgTS/d Nacheindickung und Speicherung Bestand Faulschlamm aus Faulturm Q = 210 m3/d FS = 4.540 kg TS/d TR = 2,2 % oTR = 63 % Nacheingedickter Faulschlamm Q = 70 m3/d FS = 4.200 kg TS/d TR = 6,0 % oTR = 60 % 1 Aggregat mit Q = 15 m3/h TR e = 25-30 % 100 m3 Vorlage mit Umw?lzung 75 m3 Dick- schlammspeicher Entw?sserung Neubau Faulgas zum BHKW Faulgasanfall Q = 2.700 m3/d q BR = 17.550 kWh/d E el = 5.500 kWh/d Entw?sserter Faulschlamm zur Verwertung Nassschlamm, Ansatz ca.1/3 der Jahresmenge Q = 8.300 m3/a TR= 500 t TS/a Entw?ssert, Ansatz ca.2/3 der Jahresmenge Q = 4.000 m3/a TR= 1.000 t TS/a 7 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污泥处理厂的污泥处理 下面详细介绍各部门及其污泥处理程序。 8 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 污泥浓缩和初沉污泥脱水 ?进行活性处理后的剩余污泥(约1000 m 3 /d) 被导入两个 预处理池，对初沉污泥继续进行处理。 ?这种污泥时控仪控制下从预处理的漏斗中流入初沉污泥 泵槽(约190 m 3 /d，含干燥物质(干物质) 3,6%). ?初沉污泥用旋转泵(带一个预调粉碎机)抽入两个消化 塔。抽吸过程由液面控制器进行实时控制。 9 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 污泥浓缩和初沉污泥抽取 初次浓缩前的预处理 ●初沉污泥和剩余污泥的 中间储存 ●初次浓缩 从底斗抽取初沉污泥 10 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污水处理厂的消化塔 ?净化设备配备有两个消化塔，其结构形式为欧洲常规型， 塔身倾斜度大(60°) 塔顶较平( 30°)，容积为2 x 2050 m3. ?污泥固化(污泥消化)方式为厌氧，温度大约为37 - 38 °C，停留时间为21天。 ?消化污泥在塔中旋转，采用的是旋转泵。这种方式在德 国是罕见的。通常情况下，旋转是用搅拌器进行的。 ?为了保温,污泥通过热交换器从社区热电厂获得余热。 11 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污泥消化塔 ●温度约37 °C ●停留时间21 ●容积2 x 2050 m3 ●在进料前预处理 废物储存罐(如油) 12 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 污泥消化塔流程图 13 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 污水处理厂为初沉污泥和消化污泥加 热的热交换器 ?在热交换器中，来自社区热电厂(BHKW)的余热以对流方 式对污泥进行加热。 ?消化污泥用泵从塔底部通过热交换器排出。热电厂的电机 将余热随水循环送入消化塔。然后，污泥被泵回送到消化 塔的顶部。 ?污泥被加热到37,8 °C ，这个过程由温控器控制。 14 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 生污泥与熟污泥的热交换器 热交换器 热污泥泵 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 污泥消化过程 水解阶段: 不溶解化合物转变为溶于水的有机产品 酸化阶段: 在细菌作用下，形成短链有机酸,酒精,氢 (H 2 ) 和二氧化碳(CO 2 ) 酸解阶段: 除去有机酸和酒精，在细菌作用下成为醋酸 烷化阶段: 醋酸和碳化物与氢结合变成消化气体(甲烷 和二氧化碳) 16 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 消化气体的组成和利用 ?消化气体从消化塔的锥形尖顶出来，在气罐中进行中 间存储并干燥。 ?两个消化塔的消化气体产量大约是2600 m 3 /d. ?消化气体中甲烷占67,5% 燃烧值为25 MJ/m3, 在 Lingen，它相当于天然气燃烧值的65% 。 17 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 消化气体储存罐 气体储存罐 ●容积400 m3 ●在消化罐中产生气体 ●保证热电发电机组的稳定运转 18 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污水处理厂消化气体的利用 ?消化气体在净化设备中被社区三个热电厂用来发电。 ?发电厂的电机是常规柴油机改造成气体驱动。分别在 1986, 1994 和1998年投产。 ?这三个发电厂发电量为5000 kWh/d ，占污水处理厂电 量需求的55%。 19 STADTENTW?SSERUNG LINGEN ? BHKW的电利用率大约在30%.在消化塔中利用余热 加热污泥。余热利用率为60%。 ?每年维修保养费为35000 �。 ? BHKW`每年节省发电成本大约为130000 �。 Lingen 污水处理厂消化气体的利用 20 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 消化气体的热值利用 热电机组 Motor: John Deere 21 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen 污水处理厂污泥处理池 ?污泥从两个消化塔流入三个污泥处理池，中间存储21 天，干燥度大约为2,5% 干物质。每个处理池的容积为 4000 m3。污水从正面排出。 ?污泥在处理池中被抽走污水，浓缩到5%。然后被两个 旋转泵抽出。 ?污水氮含量约为1000 mg N/l 。 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污水处理厂污泥储存池 3 个储存池共约4000 m3, 储存时间约100 Tage 23 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污水处理厂污泥处理数据 ? 2 个消化塔，每个容积为2050 m3 ? 3个污泥处理池,3乘4000 m 3 = 12000 m3 ?污泥厌氧处理温度为37,8°C. ?平均消化时间:干物质= 21 d ?初沉污泥年处理量(干物质): 2600 t 干物质/a ?污泥年处理量(干物质): 1700 t 干物质/a ?有机物的清除:约45% ?消化气体回收: 2600 m 3 /d ?发电: 5000 kWh/d 24 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污水处理厂污泥参数 Lingen污水处理厂污泥抽样分析 2670 mg/kg96 mg/kg 氢(H18) 14024 KJ/kg505 KJ/kg 燃烧值 295 mg/kg11,00 mg/kg AOX 0,69 %0,02 % 氧化镁(MgO) 6,15 %0,22 % 氧化钙(CaO) 0,54 %0,02 % 氧化钾(K 2 O) 8,08 %0,29 % 全部磷酸盐(P 2 O 2 ) 2,22 %0,08 % 氨氮(NH 4 -N) 8,06 %0,29 % 全部氮(N) 35,00 %1,3 % 灰 -3,6 % 干物质 -7,4 pH 干物质原物质参数 25 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污水处理厂污泥回收利用 ?根据德国污泥的特点和极限值，污泥原则上用于农业。对土壤 和污泥必须定期检查，保持其所必需的极限值。 ?在农田上施撒的污泥量通常根据污泥中氮和磷的含量确定。 ? Lingen的污泥产量每年约为34000 m 3 干物质约占5%,即每年 1700 t 干物质 26 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen 污水处理厂污泥的回收利用 液态污泥的回收利用 ? Lingen的15000 m3污泥在液态时就被送到周围2-25 km的680 ha 耕地上。 ?湿污泥用泵抽出，用卡车运走。 ?卡车把污泥装在容器中,运到农田后，容器就放置在那里。 ?运水粪的卡车用来运污泥，并撒在农田上。 27 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污水处理厂 从污水处理厂抽取 农田利用 污泥农田利用 28 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen 污水处理厂污泥的回收利用 污泥的利用和脱水 剩余的19000 m3污泥用移动式压滤机运到净化设备的场 地上，每年运3-4 次，脱水后干物质约占25% 。 ?这种脱水污泥用卡车(拖拉机)运往远处的农田回收利 用。 ?大部分污泥都用粪车撒在农田上。 29 STADTENTW?SSERUNG LINGEN污水处理厂Lingen污泥利用 污泥脱水 农田利用 30 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen 污泥回收利用现状 在农业上利用越来越困难 ?近年来，人们议论纷纷，还出现了丑闻(BSE, 大饲养场, 残留药物, ..) ，使得污泥在德国难以推广。 ?在Lingen，使用污泥的农田越来越少。 ?对于Lingen污水处理厂来说，替代办法是必不可少的。 31 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 污泥未来的回收利用 ?由于污泥在农业上回收利用的不确定性，近年来， 污水处理厂对污泥的回收利用都作了规划。周围5-15 个污水处理厂( 5000 – 20000 居民)也到我们污水处 理厂来脱水。 ? 2002年夏天，Lingen污水处理厂测试了６台脱水机 （尽可能高的干燥成份，相对低的成本），测试时间 各为２周，以确定哪种脱水装置适合于Lingen 的污 泥。 32 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen污水处理厂污泥脱水试验 Lingen 污水处理厂的各个企业和员工，都在进行 技术上规模宏大的污泥脱水试验，并与位于下萨 克森东北部的University of Applied Science科 技学院合作，结合两名大学生的毕业论文。 . 33 STADTENTW?SSERUNG LINGEN -研究时间: 每个设备2周 -测试设备 过滤,压滤, 膜技术过滤,版框压滤等 -检测参数 干物质含量 ,滤过率等 -机械参数 滤过能力 ,絮凝能力 , 需水量 . University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen 34 STADTENTW?SSERUNG LINGEN University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen 筛滤 -根据过滤的原理由两条平行的处理线 -持续的压差保证 -清洁用水为13 m3/h -连续运转 -处理量5-10 m3/h -筛间距800 mm 干物质 35 STADTENTW?SSERUNG LINGEN University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen 带式筛滤机 -优点 投产时就能充分发挥脱水效率 少污染 操作稳定简便 测试期间未出现故障 -缺点 絮凝辅助剂消耗大 带式筛滤耗水多 对污泥中的外来添加物过敏(砂石) -已获得的干物质含量:约26,5 % 36 STADTENTW?SSERUNG LINGEN University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen Dekanter (离心机) -由人为的离心力根据沉淀的原理脱水 -连续运转的一体化脱水设施 -处理量30 m3/h -转速为3500 min-1 37 STADTENTW?SSERUNG LINGEN University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen 38 STADTENTW?SSERUNG LINGEN University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen 倾析机(离心机) -优点 污染少 结构紧凑，占地少 机体大，流通量大 -缺点 投产时不能立即满负荷(起始阶段) 电耗高,工作时噪声大 絮凝成本高 对污泥变化过敏 产生悬浮物 -已获得干物质含量:约23 % 39 STADTENTW?SSERUNG LINGEN University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen 旋转压滤 (Pressmaster) -在一个压力反应器里根据过滤的原理脱水 -压力反应器有2个活动的活塞分区的反应室 -持续脱水 -处理量5m3/h -压差4bar 40 STADTENTW?SSERUNG LINGEN University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen -优点 员工少 污染少 结构紧凑 析出量大 -缺点 脱水周期中获得的干物质含量不稳定 由于结构问题，流通量不够大 (最多为6 m3/h) -已获得干物质含量:约22 % 活塞压滤机(Pressmaster) 41 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 板框压滤机(KFP) 滤饼 -干物质 -移动式 -流量. 15 m3/h University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen 42 STADTENTW?SSERUNG LINGEN University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen 板框压滤机(KFP) -优点 电耗少, 污染少 析出率高 絮凝材料耗费少 操作稳定简便 -缺点 占地多 人员成本高 -已获得干物质含量:约28,5 % 43 STADTENTW?SSERUNG LINGEN University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen S i e b b . D e k a n t e r P r e s s m . K F P M F P 0 5 10 15 20 25 30 [%] Erreichte TR-Gehalte in den entw?sserten Schl?mmen Eingang Maschine Austrag Maschine 44 STADTENTW?SSERUNG LINGEN University of Applied Sciences Fachhochschule Nordostniedersachsen Stromverbrauch bezogen auf Tonne TR 0 20 40 60 80 100 120 S ie b ba n dp r esse D ekan t e r P r es sm a st er K F P M FP [ k Wh /t T R ] 45 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 污泥脱水试验结果 ?在Lingen，采用板框压滤机，澄清污泥脱水后，最 多获得过28% 干物质。 ?板框压滤机还在较长时间获得良好的干物质。过滤 水不含悬浮物。电耗低。 ?近年在许多污水处理厂采用的倾析机在Lingen试验中 有污泥属性不良的问题。干物质含量低于其他厂，在 经常性运行中很不稳定(约15 至23%). 46 STADTENTW?SSERUNG LINGEN Lingen 污水处理厂的污泥脱水试验 ?这些脱水试验主要是测试污泥的性能和脱水能力。 ?您不能不假思索就用别的污泥，因为任何污泥都是不 同的！ ?将对每种污泥重新进行试验。 47 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 未来的处理方案 ?污泥应近可能的用于农田利用(液态或脱水后污泥). ?建设板框压滤站已在规划中 ?将来可能对污泥实行焚烧(在别的电厂) 48 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 总结 ?如果在污水处理厂附近有农田的化,含量在5-9% 干物 质的污泥可以用于农用,适用于中下型污水处理厂. 对 大的污水处理厂,或者农田离得很远,则采用污泥脱水. ?在实际中采用那种污泥脱水设备,需象lingen一样 进行实验 49 STADTENTW?SSERUNG LINGEN 非常感谢参加此次研讨会的邀请 希望我的报告为您提供了一些有用的信息!