主持人(杭世珺 總工): 北京北排建設(shè)有限公司 田宇 技術(shù)總監(jiān) 發(fā)言主題是高碑店污泥高級厭氧消化建設(shè)與運行實例分析。
田宇:各位領(lǐng)導(dǎo),各位專家,各位同仁大家上午好,由我代表北排建設(shè)公司向各位匯報一下高碑店污泥高級厭氧消化建設(shè)與運行的實例分析。匯報分為三個部分,第一部分為項目介紹。建設(shè)背景是因為北京城區(qū)污水處理廠改造三年行動方案實施后,將有12座再生水廠,總處理規(guī)模將達(dá)到413萬立方米每天,其中新增150萬立方米每天,同時改建和新建5座污泥處理中心,總的污泥處理規(guī)模達(dá)到了6128噸每天。污泥處理的產(chǎn)量將是原來的一倍以上。從政策背景方面來講,2013年開始,國務(wù)院通過了城鎮(zhèn)排水與污水處理條例,在條例中指出,城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施運營維護單位或者污泥處理處置單位應(yīng)當(dāng)安全處理處置污泥,保證處理處置后的污泥符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時,2015年,北排集團與北京市政府簽訂了特許服務(wù)經(jīng)營協(xié)議,在協(xié)議中明確地提出污泥處理處置的標(biāo)準(zhǔn)及對污泥無害化處理設(shè)施的要求。
同時因為北京治理空氣污染,北京的火力發(fā)電廠將逐步改為燃?xì)怆姀S,蒸汽價格居高不下,導(dǎo)致現(xiàn)有污泥消化系統(tǒng)的成本將增高。同時如果采用污泥的熱干化技術(shù),需要大量外購蒸汽等能源,未來的運行成本將大幅度增加。
從污泥的處置的角度上來說,填埋、焚燒、建材都無法對污泥進行長期穩(wěn)定的處置,同時也存在一定的風(fēng)險。北京市污水為市政污水,污泥所含的有機物和氮磷等營養(yǎng)元素非常有利于緩解土壤沙化等問題,因此我們選擇土地利用作為主要的污泥處置方向。
結(jié)合以上幾點,我們以消化為基本,考慮到系統(tǒng)的能耗、生物固體品質(zhì)、衛(wèi)生學(xué)要求,依據(jù)現(xiàn)有污泥設(shè)備設(shè)施,系統(tǒng)集成商特點和經(jīng)驗確定了污泥處理處置的技術(shù)路線。即形成“熱水解+高級厭氧消化+板框脫水+土地利用”污泥處理處置技術(shù)路線,從而使污泥處置達(dá)到無害化、穩(wěn)定化、減量化、資源化、低碳化處理目標(biāo)。建立了一條以“熱水解+厭氧消化+板框脫水”一條主流處理工藝路線,建立了一個151模式。下面我重點介紹一下高碑店污泥處理中心的情況。高碑店污泥處理中心是151模式中第二個處理的消化項目,處理規(guī)模達(dá)到1358噸每天,北排建設(shè)有限公司作為污泥項目系統(tǒng)的總承包方,歷時兩年完成工藝設(shè)計、設(shè)備定型,系統(tǒng)交付。目前高碑店項目在2016年年底已達(dá)到滿負(fù)荷試運行,效果非常顯著,有效提高了污泥厭氧降解率和沼氣的產(chǎn)氣量,改善了污泥的脫水性能。
關(guān)于改造前和改造后的高碑店污泥處置中心的工藝路線,主要就是新增了熱水解單元,對原有的消化池進行了改造,新增板框脫水機房,同時板框濾液采用了北排研發(fā)的紅菌技術(shù),這是整個改造工程的主要的建設(shè)內(nèi)容。
整個高碑店污泥處置中心建設(shè)改造情況為:2014年12月底開始工程建設(shè);2015年12月完成8個消化池、10個濃縮池的拆除及地基清理工作;2016年10月完成設(shè)備交貨和安裝;2016年10月18日消化池進泥,2016年12月26日熱水解系統(tǒng)進泥,與消化池聯(lián)動進行調(diào)試。高碑店泥區(qū)改造項目從開工建設(shè)到改造完成歷時22個月,其中拆除施工歷時12個月,相比國外同等建設(shè)規(guī)模、體量相近的英國曼徹斯特的項目、美國華盛頓特區(qū)Blue Plains 項目,我們大大縮短項目工程建設(shè)周期。
第二部分是我們調(diào)試的運行分析。在調(diào)試過程之中,我們確定了以消化池調(diào)控為主,熱水解單元作為消化池的預(yù)處理,制定消化池負(fù)荷提升計劃,熱水解處理量滿足消化池需求,制定熱水解單元調(diào)控及評價指標(biāo),消化單元重點調(diào)控及評價指標(biāo)。
消化池啟動方式有兩種,一種沒有熱水解高級消化污泥作為接種污泥時,常規(guī)啟動消化池,再采用熱水解污泥進行置換的方式啟動。第二種為采用熱水解高級消化污泥接種,直接啟動。通過分析兩種啟動方式的優(yōu)缺點,以及考慮到高碑店現(xiàn)場實際情況,我們確定了第一種啟動方式。
下面介紹一下具體的調(diào)試情況。高碑店熱水解系統(tǒng)(單條生產(chǎn)線)從2016年12月26日開始進泥,經(jīng)過28天,達(dá)到滿負(fù)荷的60批次/天,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。同時,在熱水解進泥濃度滿足設(shè)計值的情況下,蒸汽消耗量基本保持在1.1t/tDS,達(dá)到設(shè)計要求;到目前為止,熱水解消化污泥產(chǎn)氣率基本上穩(wěn)定在400m3/tDS以上,比未改造前消化污泥產(chǎn)氣率高近一倍,并能夠完全滿足熱水解工藝的能量平衡問題。說明,污泥在水解階段發(fā)生了較徹底的水解酸化,大大提高了消化池的反應(yīng)效率。在圖表中我們可以看到隨著熱水解的啟動,產(chǎn)氣率逐漸從不到三百慢慢提升,一直穩(wěn)定在400左右,甚至高的時候可以接近500。
在調(diào)試過程中,通過對消化池溫度、PH值、VFA/TAC、氨氮和游離氨等數(shù)據(jù)的監(jiān)測和控制,保證了消化池在負(fù)荷提高時的穩(wěn)定運行,同時平穩(wěn)度過微生物的轉(zhuǎn)換期,成功完成整個系統(tǒng)的啟動。隨著熱水解滿負(fù)荷運行以來,板框脫水機的效果未受到影響,出泥含水率基本保持在60%以下,平均含水率為54.7%。
高碑店的成功調(diào)試我們得到以下結(jié)論,系統(tǒng)運行溫度、PH值、VFA、TAC、氨氮等指標(biāo)充分表明了高級厭氧消化啟動運行成功;熱水解達(dá)滿負(fù)荷啟動時間僅一個月,比小紅門的調(diào)試啟動時間減少一半,為熱水解技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用提供了寶貴的經(jīng)驗。同時,污泥的產(chǎn)氣率超出預(yù)期目標(biāo),除滿足熱水解的能量平衡的需求外,我們還有余量。小紅門、高碑店污泥處理中心的成功啟動運行,表明了污泥高級厭氧消化技術(shù)的可靠、穩(wěn)定,為國內(nèi)的污泥處理又探索出了新思路。
第三部分是我們的建設(shè)心得。我們北排建設(shè)與PURAC(普拉克)公司、CAMBI(康碧)公司簽署合作協(xié)議,成立BPC聯(lián)合體,引進國際先進技術(shù)實現(xiàn)三方合作共贏。同時在工程建設(shè)中,我們采用EPC工程模式,建立了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),培養(yǎng)了核心團隊,獲得了核心競爭力,從而確定市場地位,更好的為客戶提供了全流程的服務(wù)。啟動運行,表明了污泥高級厭氧消化技術(shù)的可靠、穩(wěn)定,為國內(nèi)的污泥處理又探索出了新思路。
在建設(shè)過程中,我們建立了熱水解系統(tǒng)的國內(nèi)設(shè)計、制造機安裝的標(biāo)準(zhǔn);建立了高級厭氧消化設(shè)備采購,工藝安裝、調(diào)試和試運行的標(biāo)準(zhǔn)和流程,從而保證過硬的工程質(zhì)量。同時,我們實現(xiàn)了技術(shù)轉(zhuǎn)化及設(shè)備本地化,熱水解和高級消化系統(tǒng)設(shè)備國產(chǎn)率達(dá)到85%以上,大大降低了建設(shè)的成本。
通過EPC工程模式,我們北排建設(shè)整合了先進的技術(shù),提供污泥處理處置的菜單式解決方案;系統(tǒng)設(shè)備的模塊化加工生產(chǎn)可為客戶提供各種不同規(guī)模的定制化生產(chǎn);北排建設(shè)的高效建設(shè)團隊,能為客戶提供改造和新建項目的全流程服務(wù),從而形成我們的市場核心競爭力,為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。通過污泥項目的建設(shè),我們北排建設(shè)以點帶面,帶動了北排運營,北排科技,北排設(shè)計,北排裝備等北排集團相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,在污泥處理處置的市場上,樹立了北排的品牌。
今后我們將進一步優(yōu)化高級厭氧消化技術(shù)建設(shè)與運行成本;進一步挖潛已建污泥處理設(shè)備設(shè)施能力;開展高級厭氧消化技術(shù)與其他污泥處理技術(shù)相結(jié)合的研究與系統(tǒng)設(shè)計;加快沼氣的綜合利用和污泥產(chǎn)物的資源化。
最后,污泥處理處置產(chǎn)業(yè)的發(fā)展任重道遠(yuǎn),我們只有踐行“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的五大發(fā)展理念,抓住理念創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的核心,才能真正推動污泥處理產(chǎn)業(yè)快速、健康發(fā)展。北排建設(shè)公司將與各位同仁一道,共同努力,精誠合作,努力為祖國生態(tài)文明建設(shè)作出更大貢獻!
主持人(杭世珺 總工):謝謝田總。北排是很不簡單的,我們應(yīng)該祝賀它。他在小紅門的熱水解高級厭氧消化之后,沒有多少時間就把高碑店又做成功一個,而且產(chǎn)氣效率比原來提高一倍。高碑店再生水廠90年代初建的,楊總和我一起合作建的,那個時候產(chǎn)氣率很低,隨著污泥處理處置的發(fā)展,隨著整個工程建設(shè)水平的提高,我們把熱水解引進來,所以我覺得比原來的效果提高這么多,真的感到很欣慰。祝賀北排又一次成功,希望他們再接再勵,大家后天可以參觀了,會有很多的心得。
來源:中國給水排水 作者:田宇
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