我国城污水处理厂污泥厌氧消化产气问题及对策.DOC

我国城市污水处理厂污泥厌氧消化产气问题及对策池勇志，刘晓敏1，李玉友，王愉晨1，费学宁1 1. 天津城市建设学院环境与市政工程学院天津 3003842. 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室 北京 3. 日本东北大学大学院工学研究科土木工学专攻日本仙台980-8579 摘要：厌氧消化工艺作为一种重要的污水污泥处理技术，其研究和应用已经受到了人们的广泛关注。在简要介绍厌氧消化工艺在国内外的应用现状后，针对厌氧消化工艺在我国应用时存在的比产气量不高的问题，提出采用加强污泥浓缩效果、强化污泥预处理、污水污泥与城市有机废弃物混合消化等措施加以解决。 关键词：厌氧消化；城市污水处理厂；污水污泥；预处理；混合消化；沼气产量 厌氧消化工艺因具有技术成熟、低、和可产生甲烷等优点成为目前国外污水处理厂（平均污水日处理大于20000m3d）应用最广泛的污泥处理工艺。但是与国外相比，在我国无论是含有厌氧消化系统的污水处理厂占污水处理厂总数的比例还是污泥厌氧消化系统正常运行的污水处理厂占建有污泥厌氧消化系统的污水处理厂的比例都明显偏。为此，本文通过对比厌氧消化工艺在国内外污泥处理中的应用现状，提出了在我国厌氧消化工艺处理污泥时存在的主要问题和解决办法。 厌氧消化工艺在污泥处理中的应用 厌氧消化工艺在国外的应用 图1欧盟污泥产量及沼气产量。其中沼气产量除来自污泥外，还包括其他有机废物。出于开发可再生能源和减少二氧化碳的需要，目前欧盟各国都在考虑开发沼气等能源。以丹麦为例，根据该国的长期能源战略规划——21世纪的能源，丹麦计划在2030年二氧化碳的排放量计划比1990年削减50%。丹麦污泥经厌氧消后化的沼气产量和规划值如表1所示。由表1可以看出，1999年丹麦从污泥中获得的沼气量占污泥总产沼气潜能的比例（以能量计）为19.8%，而到2030年这个比例将达37.5%。 注：1）部分国家部分年度的统计数据有欠缺；2）沼气产量的单位1000TOE是指Thousands tons of oilequivalent，即1 000 t当量原油。 图1欧盟污泥的产量及沼气产量表 1 丹麦污泥经厌氧消后化的沼气产量和规划值年度 1999 2002 2020 2030 沼气量/（×1015J） 0.79 0.88 1.15 1.5 日本的污泥产量呈上升的趋势，其产量从1984年的4.0×107 m3增加到2001年的7.5×107 m3（以浓缩后的湿污泥计，含固率为2.5%3%）。从2001年的统计资料分析，该年度的污泥产量达2.0×106t干固体，经厌氧消化处理的污泥为7.1×105t干固体，污泥厌氧消化比例达34.5%。图2为2001年度日本对305个污泥厌氧消化资料的计。 注：1）DS是指干固体（Dry solids）；2）VS是指挥发性固体（Volatile solids） 图2 日本污泥消化池平均运行数据 厌氧消化工艺在我国的应用及存在的问题 与国外相比，该工艺在在我国污泥处理中应用明显偏少。陈中颖和吴静等分别对国内91座和400余座城镇污水处理厂的污泥处理工艺进行了调查，结果表明，污泥处理工艺中含有厌氧消化系统的污水处理厂比例占被调查污水处理厂总数的10%11%。污泥厌氧消化系统正常运行的污水处理厂占建有污泥厌氧消化系统的污水处理厂的比例为40%53%，占被调查污水处理厂总数的比例更低，仅为4.4%6.3%【5-6】。此外，该工艺在设计运行与管理维护上也同国外有着很大的差距。 由于我国在2008年才开始进行第一次全国污染源普查工作，因此在污泥处理处置方法的应用方面还缺乏权威性和有代表性的数据。表2是我国部分城市污水厂污泥厌氧消化池的运行参数统计。由表2可以看出1）我国有机物含量偏低，在47%50%之间。朱昱统计我国部分污水处理厂污泥中有机物的含量在40%66%之间，而由图2可见日本该值的全国平均值为73.7%；2）我国有机物厌氧消化分解率较低，在32%44%之间，图2中日本该值的全国平均值为64.3%；3）我国污泥厌氧消化时比产气率低，仅为（7.628.83）m3沼气/m3污泥，而日本该值的平均值为11m3-沼气/m3-污泥。此外，吴静对高碑店等8家污水处理厂进行了统计调研，结果表明我国城市污水处理厂的沼气产率为（414）m3-沼气/m3-污泥，平均为7.5m3-沼气/m3-污泥。我国城市污水处理厂污泥中有机物的含量、污泥厌氧消化后有机物的分解率及比产气率均明显偏低，为了解决这些问题，可从提高加强污泥浓缩效果、强化污泥预处理和与城市有机废弃物混合消化等方面入手。表2 我国部分城市污水厂污泥厌氧消化池的运行参数污水处理厂名称 VS % ALK/ （mg/L） VFA（mg/L） HRT d p