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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
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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
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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。
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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
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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.
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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
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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。
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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。
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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
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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。
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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)
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污泥消化塔流程图
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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。
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生污泥与熟污泥的热交换器热交换器热污泥泵
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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)
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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% 。
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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
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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%。
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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
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消化气体的热值利用热电机组
Motor,John Deere
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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 。
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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
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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
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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
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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
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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。
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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
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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。
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LINGEN污水处理厂Lingen污泥利用污泥脱水农田利用
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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。
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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。
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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。
.
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-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
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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
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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 %
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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
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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 %
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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
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-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)
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板框压滤机(KFP)
滤饼
-干物质
-移动式
-流量,15 m3/h
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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 %
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Nordostniedersachsen
S
i
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b
b
.
D
e
k
a
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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
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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
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K
F
P
M
FP
[
k
Wh
/t
T
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]
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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%).
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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。
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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)
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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
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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!