汙泥處理新姿勢—地下式汙泥堆肥系統

2020-12-13 中國水網

目前,在眾多汙泥處理相關技術中,堆肥技術是相對工藝技術比較成熟,目前採用較多的汙泥處理技術,但由於佔地面積較大,運行過程中存在NH3、H2S等臭味氣體外排現象,項目選址一直是困擾此類技術推廣的瓶頸問題。能否借鑑地下式汙水處理廠設計模式,設計建造地下式汙泥堆肥處理廠?本文介紹了我國自主研發成功的SACT堆肥技術,為這一構想提供了可能。

一、地下式堆肥系統

1.地下式建(構)築物與地面建(構)築物的區別

地下式堆肥系統建構造在地下,相比較地面建(構)築物,要額外承受土壓力以及與地面功能相適應的其它動、靜載荷。並且由於考慮防腐等問題一般採用鋼筋砼結構形式。對於內部的操作人員來講,也需面對更高的環境、安全風險等級。

2.SACT高溫好氧發酵技術

SACT技術是地下式堆肥系統的核心技術,屬於動態高溫好氧發酵工藝技術的一個類型,作為工業化、工程化技術系統相對於傳統技術主要改進體現在以下三個方面:

(1)動態隧道式發酵倉型。動態隧道式發酵倉型與傳統動態發酵槽相比,對佔地面積,臭氣汙染控制,車間結構形式三方面都進行了不同程度的優化。如圖1所示。

(左)與傳統動態發酵槽 (右)現場圖

圖1 動態隧道式發酵倉

(2)全機械化流程。汙泥堆肥全機械化流程需要至少八個目的不同但相互關聯的機械子系統配合完成,如圖2所示。

圖2 全機械化流程

(3)MCCD。「機械-建築協同設計」簡稱MCCD,就是將整個建(構)築物設計中融合建築設計與機械設計理念、方法、過程,使機械與建築設施共同完成建(構)築物功能的設計過程。MCCD首先做到「機械設計建築化」,在核心非標機械設計過程中,充分考慮到土建施工精度極限,在確保性能的前提下排除不必要的精度要求。MCCD其次要做到「建築設計機械化」,在工程設計中充分考慮與機械得配合。

3.如何應用SACT技術實現高溫好氧發酵系統地下化

動態隧道式發酵倉型對車間結構進行了優化,因此結構強度和防腐蝕水平明顯提升。全機械化流程可以擺脫操作過程對人員的依賴,從而大幅度降低了操作人員需面對的環境、安全風險。MCCD的引入,可極大壓縮系統無效空間,並且對堆肥系統除臭具有積極意義,在保障性能的前提下降低投資、減少佔地面積。如圖3所示。

圖3 地下式高溫好氧發酵系統效果圖

二、地下式高溫好氧發酵系統技術特點

1.地面佔地面積小

採用地下式高溫好氧發酵系統(流程如圖4所示),地面僅需保留受料車間、設備安裝檢修口、排氣筒,設備安裝檢修口和排氣筒,並均可與綠化結合隱蔽設置。

2.密封性好,二次汙染風險低

整個系統與外界環境僅有受料車間、設備安裝檢修口、排氣筒三個連通通道,其中設備安裝檢修口常年關閉、排氣筒上遊為除臭系統,因此實際上僅有受料車間一處空氣外溢通道,整個系統自然形成一個封閉有序的通風系統。

圖4 地下式高溫好氧發酵系統流程示意圖

3.節能降耗

高溫好氧發酵系統散熱主要分為兩個部分:建築物散熱和空氣流通散熱;地下式高溫好氧發酵系統可以有效降低建築物散熱部分,實現降低能耗、提高產量、穩定運行的目的。

三、地下式高溫好氧發酵系統注意問題

1.設備的可靠性問題

由於地下空間有限,車輛與輔助機械進出不便,因此設備的可靠性要求高於地面系統。解決這一問題需從簡化流程工序,充分考慮備用系統和檢修需求;明確提出設備使用環境要求和可靠性要求;加強質量過程控制,以確保實現設計性能指標要求三方面入手。

2.有人區域通風問題

儘管實現全機械化流程,但仍需考慮應急情況下的處理措施,特別是有人進入區域的通風問題。解決這一問題應遵循三個步驟進行:第一,確定有人區域,包括可能有人區域,根據人員進入的可能性建立分級區域並標識;第二,建立應急情況下系統運行分級管理模式;第三,根據區域分級設置相應的強制通風設施。

3.建築物防滲問題

在地下水位超過系統底板標高的情況下,應特別注意結構防滲,必要的時候應設置排水溝、集水坑等設施,確保雨季系統的正常運行。

四、某汙泥高溫好氧發酵系統設計方案

1.項目背景

某特大城市A區汙水處理廠計劃在廠內進行汙泥堆肥處理,日處理規模200t(含水率80%)。因廠址處於環境敏感區域,主要建(構)築物採用地下結構形式,地面為道路綠化,總佔地面積要求控制在10000m2以內。

2.工藝設計(如圖5所示)

圖5 地下式汙泥堆肥系統工藝流程圖

編輯:李丹

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