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详解 | 剩余污泥厌氧消化技术之消化池装置及设备(1) [复制链接]

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京东
厌氧消化装置可以建成各种池型,采用各种不同类型的设备。  J, o' {$ U8 |! h6 g1 e
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1、消化池的外形
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目前在北美应用最广泛的消化池形状是立式圆柱形池,即“煎饼”消化池。圆柱形池的底部通常建成圆锥形,以利于收集和去除重的污泥和砂石,常用的坡度为1:4-1:6。圆柱形池通常用混凝土建成,并配有集气罩收集贮存消化气。在欧洲.圆柱形池的高度与直径之比通常为1:1。
1 C$ i* q  g# i7 x蛋形消化池(ESDs)与圆柱形消化池相比,底部坡度更大(至少为1:1)。$ h# `5 d; j+ `- n/ X

8 ~  d* x" q, B) A0 Q8 l蛋形消化池通常为棍凝土或钢筋植凝土构造,有几种不同的形式,如图。% }: ?7 `( N5 m0 r+ \" m

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蛋形消化池的共同特点是底部呈圆锥形,顶部呈半球形。蛋形消化池的优点是:在几何学上,底部建成圆锥形,可以更有效地进行搅拌,减少能耗并减少在砂石的积累;% ^# G( j( m, j( f

: Q: p2 K+ F4 t) e  w1 z其顶部液面面积较小,可以减少浮渣的积累。蛋形消化池的不足之处是池内缺少气体存贮空间,并由于形状的原因使池体隔热保温更困难。此外,由于蛋形消化池外形高大,在某些地方会影响美观。蛋形消化池在欧洲应用广泛,在美国也越来越普及。虽然蛋形消化池基建成本明显高于圆柱形消化池,但是由于其搅拌效率更高且清洗费用减少抵消了一部分费用,运行成本相对较低。
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4 H9 x& a* O- Y6 d' k( KImhoff池即双层消化池,上层作污泥沉淀和收集之用,下层则用于沉降污泥的厌氧消化。Imhoff池是一项古老的技术,目前在市政污水处理厂已不多见。
, r0 i2 x: h% t3 ^# E厌氧消化塘由土地塘配置用于收集消化气的浮动隔膜盖组成。消化塘通常无需加热和搅拌。由于无加热系统,其消化效率多变,因此设计时一般取较长的污泥停留时间。消化塘经常应用于工业废水,而较少用于市政污水。
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2、两级消化池
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5 `* |$ \& j- r  x( i大部分大中型消化装置一般分为一级消化池和二级消化池。污泥的稳定和产生消化气主要在一级消化池中进行。整个消化系统的设计负荷和SRT取决于一级消化池的体积,但是,如果二级消化池有加热和搅拌,计算实际的工作负荷和SRT时要考虑二级消化池的有效容积。# T! V$ M! [1 r: o
一级消化池进行搅拌和加热不仅优化了消化过程,还满足了病原菌减少的要求,二级消化池可设或不设置搅拌和加热装置。消化-加热系统通常是当一级消化池停止运行时利用热交换器将一级消化池的热量提供给二级消化池。% I/ P  g; ]" C$ a3 d; n
无加热装置的二级消化池有如下功能:消化后污泥的贮存池,作为一级消化池的备用池以及接种污泥的来源。另外,当需要增加消化池中污泥浓度时,滗出消化池上清液,这时二级消化池可作为上清液静置池。1 h' B/ @# q, X: i) [+ _
由于二级消化池的主要作用是贮存消化污泥,故它一般都设有浮动盖或隔膜盖。当消化池内污泥体积发生变化时,通过盖子的上下浮动来改变消化池的存贮容量。在浮动盖或集气罩停靠在枕梁上之前,应停止污泥排出。过度的排泥会在盖子下方形成真空,致使空气吸人消化池,可能引起爆炸。隔膜盖由于其搅拌系统的构造能允许较大幅度的浮动。
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3、消化池的盖子
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- L: {9 ~% Y; `) k. a. l消化池的盖子可以防止氧气进入,维持消化池内厌氧环境并且避免消化气和臭味逸人大气,减少由消化气中甲烧引起的爆炸,同时对消化池顶部进行保温。消化池的盖子有四种基本类型,分别是固定盖、浮动盖、集气罩和隔膜盖(见图)。/ L# D( E) U2 T, ~. a8 M9 Z
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不同类型消化池盖子的特点见下表。" \; [. ^6 s: G

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3.1 固定盖
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固定盖有几种不同的构造类型。钢筋混凝土盖可以是平植形或圆拱形,并可利用不同厚度的材料设计成单跨度或柱撑结构。7 W( L) y4 U# {5 m) J* o
一些固定盖是利用铜板焊接到上弦杆、丰行架或弓形梁支撑构架,支撑构架通过滑行装置再与消化池墙体上部相连。温度变化时,消化池盖子相应膨胀或收缩。
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固定盖消化池要求操作人员在进泥和排泥时要引起注意。若消化池体积已充分利用,则污泥流入量必须等于流出量。进泥而不排出等体积的污泥会引起超压,导致盖子升起与墙体脱离;排出污泥而未进入相应体积的污泥则会形成真空,导致盖子损坏或倒塌。通过安装安全减压阀均可减缓超压和真空条件,但即使安装了安全阀,固定盖与消化池墙体界面处的气体泄漏也是相当普遍的。
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7 h# D/ ^% h1 C" ]3.2 浮动盖! O! e+ B+ V. y" u
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浮动盖,即消化池的盖子直接浮于液面,由沿消化池墙体的滚柱轴承和导轨系统控制盖子的垂向和横向运动,防止过度倾斜。导轨系统可以是垂直或螺旋形的。垂直导轨系统比较简单,但螺旋导轨系统对盖子做垂直运动的控制更为有效。浮动盖的垂直运动范围一般在I.5-3m(5-70ft),能适应排泥时消化池体积的变化。
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与固定盖相比,浮动盖具有不少优点,其中最重要的一点是,消化池内的液面发生变化时,盖子会上下浮动,从而避免消化池内形成超压或负压。正是由于浮动盖能随着液面上下浮动,不仅补偿了排泥形成的负压,同时也减少了进混时形成超压的可能性。5 d3 Q+ `& O# B9 t4 H  \

4 \' i( u2 M% m4 p8 M& C3 }3.3 集气罩
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集气罩和浮动盖类似,但集气罩的设计还考虑了消化气的贮存和消化液排出。集气罩浮于消化气上而不是浮于液面上。集气罩还配有延伸在液面下的裙板,以供集气用,裙板下部的、混凝土压载环起固定盖子和控制气压作用。8 r7 Y( h. Y  w! @- h
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操作人员应定期检查集气罩,保证集气罩水平且能自由移动。盖子倾斜说明负荷不均匀,可能是因为消化池上部空间因雨雪累积或勃附在墙体与裙板处而导致水的累积。
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盖子检查时也常见泡诛积累。
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. D$ D$ t  d7 D% ]% x- H) F3.4 隔膜盖
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/ m# S0 ^1 r4 A  V1 n, \- T8 {5 g隔膜盖提供了气体贮存空间,并使厌氧消化池与大气隔离。下图所示为一张已安装的隔膜盖照片。( f0 x: n) k& ]: n) h

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& i- p7 p9 ?- U( C2 j' B  @% W; Y隔膜盖由内膜和外膜组成,两层隔膜均覆于消化池墙体上,防止消化气逸出。固定的外膜由鼓风系统送气膨胀。内膜随着消化池顶部气体体积的变化膨胀或紧缩。内膜通常可在消化池的整个深度范围内上下移动,使消化池的体积得以充分利用。$ t) F( G; |' r2 q  z* I5 T7 f

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