污泥厌氧消化沼气安全系统的设置及控制研究

1、 污泥厌氧消化沼气安全系统的设置及控制研究 污泥厌氧消化是一种使污泥达到稳定状态的特别有效的处理方法。污泥中的有机物厌氧消化后主要产物是消化气(沼气)。随着污泥中有机物成分以及消化工艺的不同,沼气的化学成分也各异,一般由60%70%的甲烷、25%40%的二氧化碳和少量的氮硫化物和硫化氢组成,燃烧热值约1880025000kJ/m31。大中型污水处理厂对消化产生的沼气进行回收利用,可以达到节省能耗、降低运行成本的目的。同时,空气中沼气含量达到肯定浓度会具有毒性;沼气与空气以1(86208)(体积比)混合时,如遇明火会引起爆炸2。因此,污水处理厂沼气利用系统假如设计操作不当将会有很大的危急。北京市

2、市政工程设计讨论总院在1992年1996年先后完成了南部非洲博茨瓦纳污水处理厂工程、高碑店污水处理厂一期工程和二期工程污泥中温厌氧消化处理系统和相应的沼气收集利用系统的设计。本文旨在综合以上三个沼气利用系统设计的基础上,着重从污泥厌氧消化沼气系统的平安设置及工艺掌握方面进行论述。     污泥厌氧消化沼气利用工艺流程由图1可知污泥消化沼气系统一般分为4个子系统:沼气收集净化贮存系统、沼气搅拌系统、沼气利用系统和废气燃烧系统。下面对沼气平安系统的硬件(沼气系统工艺流程设计及平安装置)设置及软件(沼气系统压力的设计及构筑物、设备间的连锁掌握)进行阐述。2沼气系统工艺流

3、程设计及平安装置的设置2    1沼气净化污泥消化产生的沼气是处于汽水饱和态的混合气。    沼气自消化池进入管道时,温度渐渐降低,管道中会产生大量含杂质的冷凝水,假如不从系统中除去,简单堵塞、破坏管道设备。同时沼气中的h2s气体溶于水形成的氢硫酸会腐蚀管道和毁坏设备。沼气净化主要是脱硫和去除冷凝水及杂质3。沼气自消化池进入管道时,在最靠近消化池的国内应用较多的是同济高校及武汉东湖水厂的产品,因本工程目的之一是为第四水厂做试验,所以两格分别采纳了两家产品,都取得了良好的效果。    此外,前序网格反应池的

4、设计也取得了胜利,因气浮的原理与沉淀恰恰相反,所以对矾花的要求不是很高,只要形成能够与微气泡相粘附的中小矾花即可。于是我们适当缩短了反应时间,采纳的时间仅为9min,同时也调整了絮凝剂的投加量,降低了药耗。    这次龙山水厂气浮工艺的胜利应用,使我们对处理水库水、低浊水又有了新的熟悉,同时我们还在对是否可用出厂压力水取代回流水泵,降低能耗,水流由接触室流往分别区流速多大更合适等问题做进一步的探讨,愿经过试验分析,实践总结,使气浮工艺更加成熟地应用于自来水生产。        位置,温降值最大,产生的冷凝

5、水量多,在此点必需设置冷凝水去除罐。在沼气管路系统中,在避开沼气流速过大而夹带水汽的前提下,管道坡度应设计为1%2%或尽可能更大。在博茨瓦纳污水处理厂运行中发觉,个别坡度为0005左右的管道管壁简单积冷凝水。较长的管线应特殊考虑设计成有肯定的起伏,在全部低点都应当考虑设置冷凝水去除罐。另外,在重要设备如沼气压缩机、沼气锅炉、沼气发电机、废气燃烧器、脱硫塔等设备沼气管线入口处,在干式气柜的进口处和湿式气柜的进出口处都设置冷凝水去除罐。有时在某些设备如有密封水系统的沼气压缩机出口处还需要设置装有高压排水阀的去除罐。正常运行期间操作人员每天检查时,都会发觉一些去除器(特殊是靠近消化池的)有大量的冷凝

6、水排出。当构筑物和设备检修时,还可以向冷凝水去除器中注水,作为水封罐。    沼气中的杂质一部分随排解冷凝水去除,另一部分被阻留在消焰器填料间缝隙里的杂质也随定期清洗消焰器而被清除,假如沼气利用设备有特别要求,还应在沼气进入设备前设置气体过滤器为防止氢硫酸腐蚀管道和毁坏设备,城市污水厂污泥产生的沼气进入贮气柜之前一般应当设置脱硫装置。城市污水处理厂沼气脱硫装置一般采纳氧化铁的干法脱硫和naoh,na2co3的湿法脱硫。    22沼气平安利用    221防爆爱护和火焰消退  

7、0; 沼气与空气在肯定的混合比和遭受明火状况下会引起沼气爆炸或燃烧。    消焰器的设置有效地防止了外部火焰进入沼气系统及火焰在管路中的传播,进而保证了系统的平安运行。在全部沼气系统与外界连通部位(如:与真空压力平安阀、机械排气阀连接安装处),以及气柜、沼气压缩机、沼气锅炉、沼气发电机、废气燃烧器沼气管进口处都设置了消焰器。消焰器内部填充了金属填料,当火焰通过消焰器填料间缝隙时,热量被汲取,温度降低到燃点以下,达到消焰目的。    从消化池流出的沼气中常带有泡沫和浮渣等杂质,简单堵塞填料,阻碍气体通过,增加管路阻力。处理厂操作人员可以

8、测量记录沼气通过不同部位消焰器的压力变化以确定检查清洗填料的周期,实际运行中常常会消失由于消焰器清洗不准时而产生的系统压力波动和运行问题。所以设计时,在消焰器的前后一般设置阀门以便维护。    222压力平安防护    沼气利用系统是一个压力系统,假如沼气收集和使用不平衡,系统压力可能上升超过允许值;污泥或沼气从消化池或气柜过快地排出可能引起构筑物内部的真空状态。    系统的压力平安防护装置的设置从压力值上可以考虑分为三个层次:    (1)正常运行压力。沼气系统在设计时应当尽量考虑采纳低压系统,低压系统有利于消化污泥中的沼气释放出来,同时增加系统的运行平安性。系统正常运行压力在设定范围内会有肯定的波动,不同压力管线之间的连通管和沼气利用设备进气之前一般应设置不同形式的调整阀,使进入设备的沼气压力平稳并满意使用要求。    (2)防