污泥处理的节能之路

作者:Christian Schweizer 文章来源:Breisgauer湾污水处理厂 发布时间:2010-11-05

测量污泥和污泥固体含量,使其适应水力和天气状况的变化,使一次沉降池的初沉污泥的清除工作得以优化。清除工作的优化使得污泥消化池的装料更加平衡,下游的模块型热电站(BTPS)更加稳定地生成气体。如果既不采用预浓缩池,也不采用机械预浓缩过程,同样能够缩减污泥的体积,则对于节约消化过程中的泵送能量和热能大有益处。

在传统的污水处理厂,一次沉降槽是生物处理阶段和污水处理阶段之间的链接。通常采用两种方法来完成一次沉降槽。如果仅用几个一次沉降槽进行简化操作,则其目的旨在缩短废水初级处理阶段所花费的时间,这意味着会产生更大量可供上游脱氮之用的可生物降解碳化合物;如果污水处理厂具备厌氧消化功能,并利用消化气体进行发电,则需要扩大一次沉降槽的数量,以保证增加碳化合物量,这些碳化合物随后可用于生成消化气体。

以下描述了从具有最多一次沉降槽的热电厂内,如何使清除初沉污泥适应变化的水力和季节性影响,无需静态预浓缩池或机械浓缩法便可缩减23%的污泥体积。


图1时间控制的初沉污泥清除(当污泥贮斗的界面较低时,表明不必要的水进入了消化池)

提高能源利用效率

热平衡

如果污水污泥未干燥,则其热需求量主要源于加热初级沉污泥以便其消化所需的能量(70%~80%)以及消化池的热辐射损失(10%~20%)。加热初沉污泥所需的能量在很大程度上取决于必要的温度上升,这将影响污泥的体积。当温度上升所受影响非常有限时(如在冬季通过降低消化温度),污泥的体积则主要取决于初沉污泥的预浓缩程度。可在初级处理阶段中采用静态预浓缩将初沉污泥的固体总含量降低5%左右。


图2确保污泥界面与测量尺寸贮斗内的界面相等,污泥的稳定清除以及消化池的恒速装料

基于时间的控制

如果污水处理厂具有一个以上的一次沉降槽,那么其水力分布可能出现问题。如果利用基于时间的控制程序清除污泥,那么其中一个沉降槽内的污泥要么在槽内停留太久(酸化),要么在其被充分浓缩之前便被排出;另一个问题在于污泥的进入负荷,如由于长期的干燥气候,导致其读数显示延迟。

图1显示了由于刮刀运行以及进入负荷的变化,一次沉降槽的污泥贮斗中污泥界面如何上升。界面在每次污泥被清除后便再次下降,但在一天当中波动很大。如果污泥界面下降明显,则表明越来越薄的污泥被清除,并且向消化池内注入了过多不必要的水。


图3输入消化池的干固体含量或消化池气体生成实际上都没有变化(蓝线:初沉污泥+剩余污泥)

污泥界面控制

测量一次沉降槽所存储的污泥界面,并按照最高测值自动清除具有相同污泥界面的所有沉降槽内的污泥(如图2所示)。随后可将一次沉降槽数据作为依据来确定贮斗是否装满或是否能够容纳更多污泥。

SOLITAX sc通过污泥清除线,并对固体含量进行附加测量,可依据实际流入物计算和调节清除的负荷。在限制范围内,还可(通过利用贮斗的存储量)均衡清除的负荷,甚至还能提升干固体含量。如果调整初级处理阶段贮斗的存储量以适应下游操作单位,则必须慎重削弱完全消化过程,尤其是在夏天,必须对初级处理阶段进行检测,以确保污泥不出现漂浮的趋势。

每天节约100kWh热能

2006年12月11日至2007年11月11日 采用定时开关控制清除,2007年12月11日至2008年9月10日则采用污泥界面控制清除,期间初沉污泥体积约缩小23%,初沉污泥的干固体含量从5.1%左右增加至6%左右,以及消化气体生成几乎没有变化(-4%),参见图3。


图4超声法和机械擦拭器清洗确保了测量值的可靠稳定

当负荷保持恒定时,不得不注入脱水设施的清除污泥体积显著缩小。将初沉污泥加热至消化池所需的池温,热能也下降相同数量,如果该热能直接从消化气体获得,则通过这种方法节约的消化气体可被用于产生额外的电能。

小结

在德国福希海姆,每天从4个一次沉降槽中清除108m3初沉污泥,当固体含量提高至接近20%时,负荷保持相同,消化池只需使用约不到100kWh热能,消化污泥的脱水性也可能得到提升。因此,在初级处理阶段测量污泥界面是非常有价值的。
 

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