陈俊:污泥好氧发酵工程设计要诀
来源: | 作者:201385768670083 | 发布时间: 2018-11-10 | 903 次浏览 | 分享到:



陈俊教授级高工

中国土木工程学会水工业分会2018年学术年会于2018年11月3日在广西南宁市召开,会议主要议题包括城市给水、城市排水、海绵城市、污泥处理处置等。参会群体主要为全国给排水行业设计、科研、运营、建设单位的领导、专家、学者、工程技术人员,以及行业主管部门领导、中国工程院院士、水行业知名专家学者等,参会代表500余人。

北京合清环保技术有限公司的陈俊博士在本次研讨会上作了题为“城市污泥好氧发酵工程设计要点”的专题报告。报告总结了近年来污泥好氧发酵行业的技术装备发展和应用情况。对槽式好氧发酵、装备式好氧发酵工艺的设计要点进行了总结,通过设计口诀的形式对工艺方案选择和工程设计要点进行了高度概括,以下内容根据陈博士的报告整理。


污泥好氧发酵工程设计要诀

好氧发酵工艺形式及技术现状要诀 

污泥处理工艺多,好氧发酵是主流

发酵工艺分三种,条垛槽式装备式

条垛工艺效率低,高端设施不考虑

大型工程选槽式,技术装备经验多

小型工程装备式,技术成熟待探索

要诀解读:
城市污泥处理处置有好氧发酵、厌氧消化、干化焚烧等多种方式,好氧发酵工艺可实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化利用,是大多数地区优先选用的主要技术路线。好氧发酵工艺可分为条垛式堆肥工艺、槽式好氧发酵工艺和装备式好氧发酵工艺。条垛堆肥工艺投资低,实施简单,但发酵效率低、处理周期长、占地面积大,且现场环境条件差,在新建的大型好氧发酵工程中已经很少被采用。大型污泥工程可选用槽式工艺,经过近年来的不断实践和发展,槽式工艺的成套技术和装备已经成熟,可供借鉴的案例比较多。小型污泥工程可采用装备式好氧发酵工艺,该工艺可减少工程占地,提高小规模工程的经济性,但由于是最近几年才发展起来的新技术,工艺技术和装备的稳定性还需要提升。

大型槽式工艺选择要诀 

槽式工艺分两种,序批连续皆可用

投产案例百余个,经验教训特别多

混料除臭与翻抛,每个环节皆重要

发酵工艺很关键,装备性能定成败

  要诀解读:

槽式好氧发酵工艺是将混合后的发酵物料堆置于发酵槽中,通过鼓风曝气和翻抛实现物料的快速发酵,根据其运转方式不同可将槽式工艺分为序批式工艺和连续式工艺两种。据估算,我国已建成投产的槽式污泥好氧发酵工程有上百个,其中不乏成功案例,但失败教训也很多。混料、曝气、翻抛和除臭等是槽式工艺所必须的工序,每个环节都很重要。无论选用哪种工艺形式,决定工程能否正常运行的关键是设备的可靠性。

序批式工艺设计要诀 

整槽物料为一批,上料出料易管理

一批物料一曝气,自动控制较容易

发酵分区易实现,换气除臭难度低

翻抛总共两三次,臭气粉尘电耗低

物料转运有车辆,自动运行难度高


要诀解读:

序批式工艺中单个发酵槽为同一批物料。同一个发酵槽内的物料整体上堆,发酵腐熟的物料整体出仓,运行管理较容易。单个发酵槽内物料处于一致的发酵状态,容易实现曝气、翻抛等作业过程的自动化控制。不同发酵槽中的物料处于不同的发酵状态,产生的臭气量不一样,序批式工艺可以对不同的发酵槽进行分区隔离,以便于臭味控制。整槽翻抛两三次即可,由于翻抛次数少,运行过程中产生的臭气、粉尘少于连续式工艺,运行能耗也更低。序批式工艺的缺点是难以实现物料的自动进、出,一般需要配备车辆实现物料转运,该环节的自动化程度低。

连续式工艺设计要诀 

首端进料末端出,首端生料末端熟

生料入仓皮带进,熟料出仓皮带出

仓内移动靠翻抛,每移一次抛一次

翻抛频繁尘土扬,设备磨损能耗高

物料疏密不一致,曝气除臭难分区

运行关键在翻抛,短槽少翻最环保


要诀解读:

连续式工艺是将发酵槽作为一条物料通道,待发酵的生料从发酵槽的一端进入,随发酵过程的进行,物料从进料端向出料端推进,腐熟物料从发酵槽的末端移出发酵槽。连续式工艺进料及出料均由皮带输送机完成,发酵槽内物料的移动通过翻抛机的翻抛作业得以实现。连续式工艺物料在发酵槽内移动,翻抛机要高频翻抛,曝气区、除臭区较难区分,易导致物料疏密不一致,扬尘大,设备磨损大,能耗高。缩短发酵槽的长度,减少翻抛次数,可改善发酵车间的环境。

一体化工艺设计要诀 

小型工程装备式,减少厂房降投资

大型工程不宜选,投资保值不合算

卧式塔式滚筒式,发酵原理同槽式

一代二代三四代,代代都在测试期

进料混料和翻抛,曝气除臭不能少

发酵周期很关键,十五六天不能短

运行管理要简单,炒作概念多属骗

要诀解读:

装备式(也称一体化)工艺是针对中小型污泥处理工程发展起来的一种新工艺,该工艺无需建设发酵车间,土建投资费用低。由于设备的折旧年限短于厂房构筑物,一体化工艺的工程保值性能比不上槽式工艺。装备式工艺的形式有卧式、塔式、滚筒式等,发酵原理与槽式工艺相同,包括混料、曝气、翻抛、除臭等各个功能模块,由于一体化工艺所采用的好氧发酵原理与槽式工艺并无不同,不宜采用过短的发酵周期,少于15天的发酵都存在稳定化、无害化不彻底、脱水效果无法实现的隐患。一体化好氧发酵是用于解决槽式工艺用于小规模工程带来的不经济和运行管理复杂而催生出来的新工艺,采用相对复杂的设备实现物料混合、翻抛、曝气、除臭等功能,运行管理便捷。一体化好氧发酵增强了小规模工程的经济性,也让工程建设和运行管理更加简单,但由于产生的时间还比较短,技术的稳定和性能提升还任重道远。

重要参数与构筑物的设计要诀 

生产线:线路划分要科学,互为备用最难得

周  期:发酵周期不冒进,二十余天要保证

混  合:物料混合是前提,不加辅料不可取

翻  抛:翻抛次数不宜多,两到三次就够了

换  气:臭气收集不马虎,负压吸气不靠谱

除  臭:生物滤池不应付,二十几秒是必须

物  流:物料流向要畅通,不能设计死胡同

后熟场:后熟场地不能少,安全生产有保障

(本口诀于2013年11月首次发布于中国土木工程学会水工业分会学术年会,成都)

要诀解读:

污泥好氧发酵工程的生产线路要进行科学规划,大规模工程推荐设计多条生产线,不同生产线之间能够互相备用,防止设备发生故障时影响生产。发酵周期要保证至少20天,不能随意减少有效发酵天数,以免降低工程的运行效果。为保证物料中有机质含量及物料的均匀性和空隙率,物料发酵前必须进行辅料添加,不投加辅料的发酵工艺是不可取的。在物料发酵期间,翻抛机对物料翻抛2-3次即可。发酵过程会释放臭味气体,翻抛过程中的释放量更大,借助曝气系统负压吸气而简化车间内的臭气收集和换气设施的工艺设计会增加臭气污染风险。臭气处理设施是工程投资比较大的单元,多数采用生物滤池工艺,臭气在生物滤池内停留时间不宜少于20秒。污泥处理工程中物料输送环节较多,从物料入厂至成品物料出厂过程中,物料实现减量化过程为保证运行通畅,物料运行路线上各环节的输送能力应合理配置。为好氧发酵工程配置后腐熟储存场地十分必要,一方面可解决工程处理量的确定性与外围可接纳产物量不确定性之间的矛盾,另一方面可通过对发酵后物料的深度腐熟,提高土地利用的安全性。


学术年会现场


人物简介:

陈俊,博士(后),教授级高工,中关村高端领军人才、北京市青年拔尖人才、北京市科技新星。作为工艺技术负责人主持完成污泥和畜禽粪便等有机固废好氧发酵工程100余项,主持研发污泥处理相关技术和产品30余项,获得专利100余项。