污水处理厂污泥消化池试运行方案设计

小红门污水处理厂污泥消化池试运行方案 一、编制说明：小红门污水处理厂污泥车间共有中温厌氧卵形消化池五座，其主要负担小红门污水处理厂污泥进行中温厌氧消化产生沼气并达到污泥减量的功能。根据设计，初沉污泥和剩余污泥分别经过浓缩后进入浓缩污泥储泥池，经过消化池进泥泵将污泥打入污泥消化池内。进排泥方式为顶部进泥底部静压排泥，所排污泥进入消化污泥储泥池最终进行污泥脱水处理。消化池采用35℃中温厌氧消化，每座消化池的池容为12000m3，按照20天的停留时间进行计算，平均每天每座消化池的进泥量为600m3（即每小时25m3），五座消化池每天产生沼气量约为31680m3，所产沼气经过流量为1320m3/h，工作压力为150mbar的利用Na2CO3喷淋进行H2S吸收的湿式脱硫塔和流量为1320m3/h，工作压力为40mbar的干湿脱硫塔串联进行脱硫处理后将沼气储存于三座体积为4000m3的膜式沼气柜中。产生的沼气主要为全厂的沼气鼓风机供气和沼气锅炉供气，如尚有剩余的沼气则由流量为800m3/h，工作压力为40mbar的废气燃烧器进行燃烧。由于目前污泥消化池的基建施工已经进入尾声，消化池的运行接管已经成为小红门污水处理厂的重要任务之一。为了确保污泥消化池以及相应的沼气系统能够顺利的运行接管，特编制此方案。二、试运行区域： 主要包括浓缩脱水机房、污泥消化池及其内部全部设备设施、沼气柜和废气燃烧器。由于试运行初期产生的沼气量和沼气纯度不理想，故暂时不进行沼气脱硫、沼气锅炉和沼气鼓风机的调试，待污泥消化池产气稳定后再对沼气单元进行调试。一、准备阶段：1、在清水试运行前，WABAG公司和市政四公司应出具消化池避水、避气试验、消化池以及相应的附属管线打压试验的试验报告，以证明消化池具备清水调试的能力。2、由WABAG公司出具污泥消化池安全阀的校验报告。3、根据设计，初沉污泥和剩余污泥分别经过浓缩机浓缩后进入浓缩污泥储泥池内混合后由消化池进泥泵将污泥打入污泥消化池内，不论消化池运行后初沉污泥是否进行浓缩再进入污泥消化池，均应首先维修好1#浓缩机并进行初沉污泥浓缩的试验。目前1#浓缩机已经完成故障修复并顺利完成整机联动运行。用于浓缩初沉污泥的1#絮凝剂制备系统也完全满足运行调试的条件，同时也完成初沉污泥浓缩的乳液絮凝剂小试。初沉污泥浓缩的上机试验可在消化池进水时进行。4、为了满足消化池投泥量的控制和消化池进水条件，应对浓缩脱水机房的管线进行改造：根据计算，全厂所产生的污泥经过浓缩机浓缩后仍有部分污泥超负荷，为了有效地控制消化池的投泥量，如对浓缩机出泥管线进行改造，是完全有能力解决上述溢流污泥的。 同时为了从消化池工艺起始点浓缩污泥储泥池和消化池进泥泵开始向消化池内灌注清水，就必须将浓缩污泥储泥池内腾空。而目前浓缩污泥储泥池在污泥浓缩脱水系统内尚在使用，为了利用其向消化池内灌注清水，也应对管线进行改造。具体方案是将1#-3#浓缩机进泥泵后管线与浓缩机出泥总管连接，并在管道上增加阀门，如果初沉污泥不进行浓缩而直接进行脱水，则关闭浓缩机前的阀门，开启浓缩机与出泥总管连接管的阀门，使初沉污泥跨越浓缩机进入到出泥总管内并进入消化污泥储泥池即可。同时关闭外部初沉污泥进入浓缩污泥储泥池的闸门并开启进入初沉污泥储泥池的闸门，使初沉污泥全部进入到初沉污泥储泥池同时腾空浓缩污泥储泥池，这样即可满足消化池从浓缩污泥储泥池利用消化池进泥泵向消化池内进水的条件。具体方案如下图：浓缩污泥储泥池消化污泥储泥池（出泥总管）1#2#3#4#5#6#7#8#（浓缩机）初沉污泥储泥池剩余污泥储泥池 通过上图可以看出：如果污泥量大于消化池的污泥处理量可以关闭在4#-8#浓缩机之间的某一阀门，开启至消化污泥储泥池的闸门，使部分浓缩后的剩余污泥直接进入消化污泥储泥池，其他污泥进入浓缩污泥储泥池并依靠消化池进泥泵将混合浓缩污泥打入消化池内。而且进入消化池的混合污泥由全部的浓缩初沉污泥和部分浓缩剩余污泥组成，不会对消化池的产气率带来较大的影响，同时浓缩后的剩余污泥直接脱水也不会对车间的环境状况造成较大的污染；而且浓缩后的剩余污泥与其他污泥混合后进行脱水的工艺在浓缩脱水机房已经运行一段时间并具有一定的运行经验，污泥车间可以确保此种污泥的正常处理。同时初沉污泥也可直接跨越浓缩机进入浓缩机出泥总管并进入消化污泥储泥池进行脱水，从而满足消化池进水条件。上述改造预计10月10日之前完工。1、为了确保消化池所有阀门和管线的明确性，应对消化池全部的工艺管线和阀门进行标注。2、在污泥消化池运行之前，应提前配备好污泥消化池运行接管小组各层面的人员；3、由于锅炉房于2005年11月底完工，锅炉房内用于污泥消化池污泥加热的1#、2#锅炉自安装至今尚未进行过任何操作维护，对应的污泥加热循环系统也没有进行过任何操作。考虑到消化池污泥加热管线的总长度较长，仅对系统进行补水就会消耗较长时间，如果此操作与消化池试运行同时进行将会影响整体进度。故建议对锅炉检查提前进行，同时对相应的污泥加热循环管线补水并检查是否存在跑冒滴漏（在此阶段可暂时不进行冷循环试验）的现象，这样将会减少在消化池试运行阶段的工作量，同时避免交叉作业。一、安全保障措施： 1、人员安全措施：A、在试运行期间，除WABAG公司技术人员和小红门污水处理厂污泥消化池市运行小组成员其他成员未经允许不得擅自进入污泥消化池试运行区域；B、进入污泥消化区域的人员必须关闭手机，以免发生爆炸；C、任何人员进入操作区域不得吸烟以及使用明火；D、在施工区域内进行施工必须经过污泥车间和厂安保部批准后尚可进行，人员必须经过相关的施工安全交底；E、进入污泥消化区域的人员必须穿着防静电的服装；F、污泥消化区域内应提前配备应急物品柜，应急物品柜内应放置全封闭式防毒面具等，以防出现突发事件后人员无防护措施导致事故扩大化；G、污泥消化区域内必须配备相应的消防器具。2、设备设施安全措施：序号危险源可能出现的危险情况防范措施1排泥管管道堵塞、容易从池顶溢出污泥利用池顶的冲洗水快速接头定期冲洗管线2上清液排放管管道堵塞，导致消化池上清液排放不畅3沼气搅拌管电动阀门开关状况不正常，导致增压机憋压停机，影响消化池搅拌状况定期检查电动阀门的状况 4液位信号误信号影响消化池安全运行定期检查5压力指示压力指示错误导致未发现消化池安全阀的工作从而影响运行状况定期检查6安全阀安全阀错误动作将导致沼气以溢散至大气定期检定7阻火器阻火器失灵将导致火势蔓延定期检查是否符合技术要求8排砂操作排砂闸门开度过大将导致消化池顶部出现真空负压严格按照操作规程进行操作9浮渣闸门长期使用将会导致气密性降低，导致沼气泄露定期检查气密性，更换密封件10沼气柜冷凝水排放泵井冷凝水排放补偿导致液位过高，从而影响正常排放定期检查抽水11冷凝水排放装置影响冷凝水的正常排放定期进行巡检，防积水、防冻、防堵12沼气柜过压保护液位气柜过压保护液位采用水封的方法，液位调整不慎将导致沼气未到压力而溢散至大气控制过压保护水封液位13沼气柜过积保护灵敏性定期检查过积保护灵敏度 过积保护连动杆活动不灵敏将导致过量沼气不能排除气柜从而影响气柜安全运行14避雷系统避雷针作用失灵将导致雷击池体，导致爆炸定期检查避雷系统一、清水联动阶段：1、灌注清水：首先打开消化池顶的检查孔。为了试验消化池的全部流程，故选择采用浓缩污泥储泥池和消化池进泥泵向消化池内灌注清水，灌水采用清水作为介质。在附近选取消火栓水作为水源点，具体位置建议选在泥区化学除磷北侧的消防栓井，利用3吋的水龙带对浓缩污泥储泥池补水，并同时开启消化池进泥泵，逐池对消化池进水。进水速度不宜过快，如进水量过大将会导致浓缩脱水机房水压下降而使絮凝剂制备系统缺水报警停机。进水日期初定2007年10月10日，预计进满一座消化池最少将消耗20天的时间，五座消化池进满清水将消耗最少70天时间。进水点从浓缩污泥储泥池开始，经过消化池进泥泵将清水打入消化池中控塔底部管廊，并从消化池底部进入池内，阀门开闭状况如下表（以1#消化池为例）：阀门编号开闭状况阀门编号开闭状况DSP-V-MGV-3101关闭DSP-V-MGV-3102开启DSP-V-MGV-3103开启/关闭DSP-V-MGV-3104关闭DSP-V-MGV-3105关闭DSP-V-MGV-3106开启/关闭DSP-V-MGV-3107关闭DSP-V-MGV-3108开启/关闭 DSP-V-MGV-3109开启/关闭DSP-V-MGV-3110关闭DSP-V-MGV-3111关闭DSP-V-MGV-3112开启DSP-V-MGV-3113开启DSP-V-MGV-3114关闭DSP-V-MGV-3115开启DSP-V-MGV-3116关闭DSP-V-MGV-3117关闭在此过程中应测试消化池液位传感器信号、池底压力指示信号的准确性。当清水灌注至池高的70%左右时改为由池顶进水（正常工艺进泥状况），阀门开闭状况如下表（以1#消化池为例）：阀门编号开闭状况阀门编号开闭状况DSP-V-MGV-3101开启DSP-V-MGV-3102关闭DSP-V-MGV-3103开启DSP-V-MGV-3104开启DSP-V-MGV-3105开启DSP-V-MGV-3106开启DSP-V-MGV-3107开启DSP-V-MGV-3108开启DSP-V-MGV-3109开启DSP-V-MGV-3110开启DSP-V-MGV-3111开启DSP-V-MGV-3112开启DSP-V-MGV-3113关闭DSP-V-MGV-3114关闭DSP-V-MGV-3115关闭DSP-V-MGV-3116关闭DSP-V-MGV-3117开启在继续进水的阶段应测试沼气增压机以及相应的沼气搅拌管电动阀门开闭的运行状况，同时测试污泥循环泵的运行情况以及污泥加热系统冷水循环的状况。1、 完成对消化池灌注清水后，逐步对消化池下列系统（设备）进行检查调试：1）排泥系统：测试DN200底部进泥管在消化池顶电动闸门（DSP-V-EGV301；DSP-V-EGV302）的运行状况并调试其控制信号，继续向消化池内灌水，使其达到消化池正常的工作液位，检查消化池底部进泥管的静压排泥管线的通畅性，并同时测试DN200排泥管的通畅情况，闸门开闭状况如下表：阀门编号开闭状况阀门编号开闭状况DSP-V-MGV-3101开启DSP-V-MGV-3102关闭DSP-V-MGV-3103开启DSP-V-MGV-3104开启DSP-V-MGV-3105开启DSP-V-MGV-3106开启DSP-V-MGV-3107开启DSP-V-MGV-3108开启DSP-V-MGV-3109开启DSP-V-MGV-3110开启DSP-V-MGV-3111开启DSP-V-MGV-3112开启DSP-V-MGV-3113开启DSP-V-MGV-3114关闭DSP-V-MGV-3115关闭DSP-V-MGV-3116关闭DSP-V-MGV-3117开启由于排出的清水将直接排放至浓缩脱水机房消化污泥储泥池，在测试时应注意测试时间不应过长，否则大量清水进入消化污泥储泥池将会影响脱水机的运行状况。2）浮渣、上清液排放系统：在测试排泥系统的同时打开浮渣闸门（DSP-M-DSD 301）以及设有皮塞的上清液排放管，检查清水排放情况，同时检测DN200上清液排放管的通畅情况和浮渣井的情况（注意在排放浮渣时应关闭沼气搅拌系统）；1）污泥溢流系统：关闭消化池顶部排泥管的电动闸门（DSP-V-EGV301）以及池顶的浮渣闸门和上清液排放管，继续向消化池内注水，达到溢流液位后检查电动闸门（DSP-V-EGV302）的情况；2）测试排砂操作：闸门开启情况如下表（以一号消化池为例）：阀门编号开闭状况阀门编号开闭状况DSP-V-MGV-3101开启DSP-V-MGV-3102关闭DSP-V-MGV-3103开启DSP-V-MGV-3104开启DSP-V-MGV-3105开启DSP-V-MGV-3106开启DSP-V-MGV-3107开启DSP-V-MGV-3108开启DSP-V-MGV-3109开启DSP-V-MGV-3110开启DSP-V-MGV-3111开启DSP-V-MGV-3112开启DSP-V-MGV-3113开启DSP-V-MGV-3114关闭DSP-V-MGV-3115关闭DSP-V-MGV-3116开启DSP-V-MGV-3117开启执行此操作测试阀门DSP-V-MGV-3116的开启开度（如果开启开度过大将导致消化池液相下降，导致池顶出现真空负压），同时可排出在进水过程中积存在池底的杂物。关闭消化池进泥泵，停止灌注清水。3）沼气搅拌系统：灌满水后观察其搅拌状况，如气量不平衡则调解每根沼气搅拌管的手动阀门开度，直至沼气搅拌均匀为止。同时调解泡沫去除系统的状况及其控制信号； 1）污泥加热系统：用锅炉进行加热测试，同时调节温度探头的状况，直至池内的平均温度位置在35℃即可停止测试。一、污泥培养阶段：1、氮气/沼气置换：氮气置换之前需要封闭检查人孔。氮气置换是污泥消化池运行之前的最重要的一个环节之一，也是消化池运行防爆的重要程序。氮气置换主要可以选择连续置换和分段置换两种方法，根据其它污水处理厂氮气置换的结果反馈，采用分段置换的效果要优于连续置换的效果，故建议采用分段置换的方式进行，气量按照每注入同体积的氮气并排放出去后在被置换区域内的氧气含量将降低一半进行计算。如果需要置换的空间为50立方米，那么每注入50立方米的氮气期氧气含量将会由原21%逐步下降到10.25%、5.13%、2.66%……，根据沼气和氧气的混合比，当氧气含量下降到2.66%以下，则认为完全进入安全区域（不可能爆炸区），则视为完全置换。氮气置换的体积可由实际需要置换的体积进行计算。但由于小红门污水处理厂采用的是沼气搅拌的方式，即从池顶将沼气抽出经过增压机加压后在注射到消化池内，利用高压气体对消化池起到搅拌作用。所以单纯的计算其体积后并对此区域进行氮气置换不能完全解决污泥消化池的防爆问题。其主要原因是：由于进行完氮气置换后，消化池顶的气相部分的压力基本等同于 正常大气压，如果沼气增压机抽取出池顶的氮气进行搅拌时，将会导致消化池顶出现负压真空的现象，使空气进入到污泥消化池中，从而影响消化池运行的安全性，降低氮气置换的效果，并且对进泥后的污泥厌氧环境带来较大影响。氮气置换建议对五座消化池同时进行。首先封闭DN350沼气出气总管，完成对全部DN150、DN100以及沼气增压机的氮气置换工作，并在池顶置换接口处连接氮气瓶，将氮气瓶的出口压力设为1atm，当开启增压机池顶出现负压后，氮气瓶内的氮气将自动补充进入消化池顶并作为搅拌气体被吸入沼气增压机，直至气瓶内的气量不再发生变化后断开气瓶与池顶的连接，认为池内的气量已经满足要求，此时沼气搅拌系统正常运行，并没有空气进入整个消化池系统；由于氮气置换的可操作性不强，同时也可以考虑采用沼气置换的方式。采用沼气置换暂时不要封闭检查人孔，同时也不需要封闭沼气出气总管路。保证外部污泥循环和污泥加热，逐步向消化池内投泥，在此阶段不要开启沼气搅拌，进泥时间超过12天后每天两次到检查人孔内取气化验纯度。检测结果池内氧气含量低于2%即可封闭人孔，此时气压将在池内逐渐上升，当气压上升至40mbar时低负荷开启沼气增压机，并随着产气的过程逐渐增加沼气增压机的负荷直至满负荷运行。过量的沼气可直接灌注进沼气柜对沼气柜进行沼气置换，沼气柜的沼气置换可打开沼气柜的过积保护，反复升降几次气柜，验纯气柜内的沼气，直至满足沼气燃烧条件。1、污泥培养：完成氮气置换和沼气搅拌的准备工作后，泄空浓缩污泥内的清水并向浓缩污泥储泥池内注入混合污泥。开启污泥循环泵，并将消化池 温度控制在35℃±0.5℃的范围内，并向低负荷向消化池内投泥（可按照设计工况的60%-80%左右向消化池内投加），以此减少消化池的酸性衰退时间，尽快使消化池发挥其环境效应。在此期间需要测定的消化池运行参数及频率：每天一次测定消化池进泥的有机份、含水率、pH值，每天一次测定消化池排泥的有机份、含水率、pH值，每天两次测定消化池污泥的pH值、总碱度ALK、挥发性脂肪酸VFA，每天两次（上午10：00，下午4：00）测定消化池出气的气相成分，每天一次测定消化池上清液的SS。当测定气相组分中的沼气含量接近60%左右、氧气含量低于2%并稳定3-4天并在VFA/ALK<0.3后可认为污泥培养阶段结束，在此期间产生的全部气体可利用消化池顶端的安全阀直接排放入大气，气相取样在消化池安全阀处进行（也可用于沼气置换，取样点为池顶打开的检查人孔）。同时由于在此阶段消化池的自身调节能力不强，故需要污泥车间做好污泥浓缩机的工况调整工作，确保浓缩机出泥含水率的稳定（此项工作也需要水区进行配合）。在此期间由于消化池内的清水将被逐渐的置换流出，如按照正常排泥的方式则大量的清水将顺排泥管进入到浓缩脱水机房消化污泥储泥池，从而影响脱水机的运行状况。建议在这一阶段使用浮渣闸门进行排水，将置换出的水直接排入到浮渣井内并回到泵前池。在此阶段阀门开闭的状况如下表：阀门编号开闭状况阀门编号开闭状况DSP-V-MGV-3101开启DSP-V-MGV-3102关闭DSP-V-MGV-3103开启DSP-V-MGV-3104开启 DSP-V-MGV-3105开启DSP-V-MGV-3106开启DSP-V-MGV-3107开启DSP-V-MGV-3108开启DSP-V-MGV-3109开启DSP-V-MGV-3110开启DSP-V-MGV-3111开启DSP-V-MGV-3112开启DSP-V-MGV-3113开启DSP-V-MGV-3114关闭DSP-V-MGV-3115关闭DSP-V-MGV-3116关闭DSP-V-MGV-3117关闭1、污泥培养完成后，为了尽快提高污泥消化池的工作负荷并达到设计的进泥量，应尽快逐步提高消化池的进泥量，增加的固体负荷并减少水力停留时间，最终达到5%的投配率（即25m3/h的进泥量）。在此期间阀门的开闭状态如下表：阀门编号开闭状况阀门编号开闭状况DSP-V-MGV-3101开启DSP-V-MGV-3102关闭DSP-V-MGV-3103开启DSP-V-MGV-3104开启DSP-V-MGV-3105开启DSP-V-MGV-3106开启DSP-V-MGV-3107开启DSP-V-MGV-3108开启DSP-V-MGV-3109开启DSP-V-MGV-3110开启DSP-V-MGV-3111开启DSP-V-MGV-3112开启DSP-V-MGV-3113开启DSP-V-MGV-3114关闭DSP-V-MGV-3115关闭DSP-V-MGV-3116关闭DSP-V-MGV-3117关闭 在此阶段需要进行化验的数据：每天一次测定消化池进泥的有机份、含水率、pH值，每天一次测定消化池排泥的有机份、含水率、pH值，每天一次测定消化池污泥的pH值、总碱度ALK、挥发性脂肪酸VFA，每天一次测定消化池出气的气相成分，每天一次测定消化池上清液的SS。由于在此期间产生的沼气已经基本满足使用燃烧条件，故应对沼气柜进行沼气置换。置换完成后可使用沼气柜对产生的沼气进行储存。点燃火炬对沼气进行消耗，火炬点燃即可认为消化池工艺运行调试结束。1、对其他沼气系统的调试运行。污泥消化系统调试完成后应首先进行沼气脱硫的调试（脱硫效果，控制系统等），调试完成后应尽快进行锅炉调试，取代使用天然气作为燃烧气体的现状，尽快发挥消化池的节能作用。 附表1：污泥消化系统设备、设施一览表设备、设施名称数量工作压力能力（体积）作用沼气增压机51.0/5.0Bar334Nm3/h将沼气增压后注射进消化池进行搅拌污泥循环泵58Bar120m3/h使消化池内的污泥与生污泥混合加热热水循环泵54Bar50.1m3/h对进入热交换器的水源进行增压污泥混合器58Bar150m3/h将生熟污泥混合热交换器58Bar150m3/h将混合污泥加热安全阀580/-10mBar-防止消化池出现真空、过压现象沼气搅拌系统过滤器5最大80mBar350m3/h对沼气搅拌系统所使用的沼气进行过滤沼气出气系统过滤器5最大80mBar120m3/h对消化池产生的沼气进行过滤湿式脱硫塔2150mBar1320m3/h利用Na2CO3喷淋对产生的硫化氢进行吸收 干式脱硫塔240mBar1320m3/h利用氧化还原同步进行法去除硫化氢废气燃烧器240mBar800m3/h将产生的过量沼气进行燃烧污泥消化池5最大80mBar12300m3将全厂产生的污泥进行中温厌氧消化反应并产生沼气沼气柜340mBar4000m3用于储存产生的沼气 附表2：污泥消化池污泥培养期间化验数据记录表日期：取样位置：号消化池取样名称取样时间测定项目数据消化池进泥有机份含水率pH消化池排泥有机份含水率pH消化池污泥pHALKVFA消化池污泥pHALKVFA气体成分CO2H2SO2N2CH4气体成分CO2H2SO2N2CH4消化池上清液SSTP 附表3：污泥消化池污泥试运行期间化验数据记录表取样名称取样时间测定项目数据消化池进泥有机份含水率pH消化池排泥有机份含水率pH消化池污泥pHALKVFA气体成分CO2H2SO2N2CH4消化池上清液SSTP 附图1：工艺流程图目前浓缩脱水机房工艺流程：污泥消化池运行后的工艺流程：