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1、生物產熱低位熱源加熱厭氧系統技術在大型生物產熱低位熱源加熱厭氧系統技術在大型滲瀝液處理廠的實踐滲瀝液處理廠的實踐焚燒廠提供蒸汽對厭氧系統直接加熱或間接換熱以柴油或天然氣作為燃料自備鍋爐產生蒸汽對厭氧系統直接加熱或間接換熱1、背景資料厭氧系統加熱技術以沼氣作為燃料自備鍋爐產生蒸汽對厭氧系統直接加熱或間接換熱1、背景資料地點：浦東新區（原南匯區）老港鎮處理能力：3200m3/d滲瀝液來源：焚燒廠及填埋場滲瀝液主體處理工藝：水質調節+厭氧+MBR+納濾老港滲瀝液廠概況1、背景資料老港滲瀝液廠概況1、背景資料滲瀝液水質情況滲瀝液水質情況典型焚燒廠與填埋場滲瀝液水質情況表典型焚燒廠與填埋場滲瀝液水質情況2、表進水指標進水指標(mg/L)CODcrBOD5NH3-NTNSSpH焚燒廠滲焚燒廠滲瀝瀝液液800002000020002500100005.06.0初期填埋場初期填埋場滲滲瀝瀝液液15000-300008000-1000022003000160077.5“老齡”填埋場老齡”填埋場滲滲瀝瀝液液300030025003000100077.5老港滲瀝液處理廠厭氧系統設計情況 厭氧系統由4個厭氧罐組成，單個厭氧罐處理規模為400m3/d；設計采用中溫厭氧；采用自備鍋爐蒸汽對厭氧反應器內的介質進行加熱保溫；厭氧反應器部分出水回流，即回流與進水混合，用以緩沖進水污染負荷變化和酸堿度的變化。1、背景資料3、老港滲瀝液處理廠MBR及納濾系統設計情況 厭氧出水與填埋場滲瀝液在配水池混合均勻后進入兩級A/O池，進行脫氮和COD降解，反應后A/O末段硝化液再經過外置超濾系統進行固液分離，最后超濾清液進入納濾系統處理，出水能達標排放。2、老港滲瀝液處理廠厭氧加熱技術實踐A1）厭氧反應器外層保溫，采用巖）厭氧反應器外層保溫，采用巖棉等保溫措施對厭氧罐外層保溫；棉等保溫措施對厭氧罐外層保溫；B2）厭氧反應器內部設加熱設施；）厭氧反應器內部設加熱設施；C3）厭氧反應器罐內廢水循環至外）厭氧反應器罐內廢水循環至外部，罐外加熱后回到厭氧反應器；部，罐外加熱后回到厭氧反應器；D4）厭氧反應器進水加熱后進入罐內；）厭氧4、反應器進水加熱后進入罐內；針對針對COD較高的焚燒廠滲瀝液和較高的焚燒廠滲瀝液和初期填埋場滲瀝液，一般需采用厭初期填埋場滲瀝液，一般需采用厭氧處理，氧處理，溫度是厭氧反應器重要的溫度是厭氧反應器重要的控制參數之一，控制參數之一，溫度對厭氧反應器溫度對厭氧反應器的啟動時間、的啟動時間、COD的降解速率和的降解速率和降解程度、厭氧反應器產氣效果均降解程度、厭氧反應器產氣效果均有重要的影響。中溫厭氧反應器控有重要的影響。中溫厭氧反應器控制反應器的溫度在制反應器的溫度在35左右，工程左右，工程上為維持厭氧反應器的溫度，一般上為維持厭氧反應器的溫度，一般采用如下措施：采用如下措施：2、老港滲瀝液處理廠厭5、氧加熱技術實踐四種措施比較四種措施比較其中，措施其中，措施1）、）、3）和）和4）在工程上普遍采用；措施在工程上普遍采用；措施2）存在的弊端是厭氧反應存在的弊端是厭氧反應器內部加熱系統在長期運營過程中結垢，導致換熱效率逐漸降低，且換熱設備器內部加熱系統在長期運營過程中結垢，導致換熱效率逐漸降低，且換熱設備在厭氧罐內難以檢修。在厭氧罐內難以檢修。焚燒廠廠內具有蒸汽資源，且蒸汽加熱效果好，滲瀝液厭氧進水加熱一般采用焚燒廠廠內具有蒸汽資源，且蒸汽加熱效果好，滲瀝液厭氧進水加熱一般采用蒸汽加熱。但蒸汽加熱弊端在于：蒸汽來源為余熱鍋爐，降低焚燒廠發電量。蒸汽加熱。但蒸汽加熱弊端在于：蒸汽來源為余熱鍋爐，6、降低焚燒廠發電量。老港滲瀝液處理廠距離焚燒廠有老港滲瀝液處理廠距離焚燒廠有6公里遠，無法直接利用焚燒廠的蒸汽。在廠公里遠，無法直接利用焚燒廠的蒸汽。在廠內自備鍋爐，燃料采用厭氧產生的沼氣或柴油。內自備鍋爐，燃料采用厭氧產生的沼氣或柴油。存在弊端：存在弊端：1、采用沼氣作為鍋爐燃料，沼氣濕法脫硫成本很高、采用沼氣作為鍋爐燃料，沼氣濕法脫硫成本很高；2、采用柴、采用柴油作為油作為作為鍋爐燃料，成本也很高；作為鍋爐燃料，成本也很高；3、鍋爐房長期需要人員值守。、鍋爐房長期需要人員值守。2、老港滲瀝液處理廠厭氧加熱技術實踐老港滲瀝液處理廠厭氧系統老港滲瀝液處理廠厭氧系統1老港滲瀝液處理廠老港滲瀝液處理7、廠MBR-生化系統生化系統2上海老港滲瀝液處理廠春季和冬季厭氧系統進水溫度較低，因此厭氧供熱系統主上海老港滲瀝液處理廠春季和冬季厭氧系統進水溫度較低，因此厭氧供熱系統主要集中在春季和冬季。厭氧系統溫度控制主要從要集中在春季和冬季。厭氧系統溫度控制主要從1 1）和）和4 4）著手，其中進水加熱采用）著手，其中進水加熱采用蒸汽加熱，蒸汽來源于沼氣鍋爐，沼氣來源于滲瀝液自身厭氧發酵。本項目采用蒸蒸汽加熱，蒸汽來源于沼氣鍋爐，沼氣來源于滲瀝液自身厭氧發酵。本項目采用蒸汽加熱亦存在三個弊端：汽加熱亦存在三個弊端：1 1）降低了系統沼氣的輸出量；）降低了系統沼氣的輸出量；2 2）滲瀝液加熱后，有機成）滲瀝8、液加熱后，有機成分揮發，產生臭氣；分揮發，產生臭氣；3 3）蒸汽冷凝后進入滲瀝液處理系統，增加系統的處理水量和排）蒸汽冷凝后進入滲瀝液處理系統，增加系統的處理水量和排污費用，增加工程運營成本。污費用，增加工程運營成本。上海滲瀝液處理廠的上海滲瀝液處理廠的MBR-生化系統為兩級生化系統為兩級A/O系統，生化系統為產熱系統，尤其系統，生化系統為產熱系統，尤其在夏季高溫天氣下，生化系統水溫時常達到在夏季高溫天氣下，生化系統水溫時常達到40甚至甚至40以上，為保證夏季生化系以上，為保證夏季生化系統溫度，本工程設置了冷卻系統對生化系統污水進行冷卻以保證生化系統菌種活性；統溫度，本工程設置了冷卻系統對生化9、系統污水進行冷卻以保證生化系統菌種活性；同時，春季和冬季生化系統溫度也維持在同時，春季和冬季生化系統溫度也維持在35左右，生化系統仍然保持放熱狀態。左右，生化系統仍然保持放熱狀態。2、老港滲瀝液處理廠厭氧加熱技術實踐針對上述問題，厭氧系統需要供針對上述問題，厭氧系統需要供熱而生化系統不斷放熱，綜合考慮兩熱而生化系統不斷放熱，綜合考慮兩者能源相互補給，本工程采用兩級換者能源相互補給，本工程采用兩級換熱方式，利用滲瀝液生化系統內部熱熱方式，利用滲瀝液生化系統內部熱源（兩級源（兩級A/O生物產熱）加熱厭氧進生物產熱）加熱厭氧進水，改進蒸汽加熱方式，減少滲瀝液水，改進蒸汽加熱方式，減少滲瀝液的處理量和10、排污費（減少蒸汽冷凝液的處理量和排污費（減少蒸汽冷凝液進入系統），增加了沼氣可利用量，進入系統），增加了沼氣可利用量，同時解決廠區滲瀝液加熱臭氣問題同時解決廠區滲瀝液加熱臭氣問題（兩級換熱為低溫密閉系統），針對（兩級換熱為低溫密閉系統），針對上述換熱方式，本次對厭氧系統加熱上述換熱方式，本次對厭氧系統加熱方式進行優化如下圖所示。方式進行優化如下圖所示。厭氧厭氧生化換熱結合生化換熱結合2、老港滲瀝液處理廠厭氧加熱技術實踐厭氧厭氧生化換熱結合生化換熱結合原滲瀝液處理系統換熱示意圖原滲瀝液處理系統換熱示意圖MBR生化系統生物產熱低位熱源生化系統生物產熱低位熱源加熱厭氧系統圖加熱厭氧系統圖3、研究的主11、要內容針對厭氧進水的不同溫度（針對厭氧進水的不同溫度（720），采用），采用MBR生化系統生物產熱低位熱源加熱厭氧系生化系統生物產熱低位熱源加熱厭氧系統：計算冬季和夏季的熱量平衡，如下表所示，統：計算冬季和夏季的熱量平衡，如下表所示，在夏季極限情況下在夏季極限情況下，冷源（厭氧進水）溫度，冷源（厭氧進水）溫度較高（較高（30 ），總換熱量較低（），總換熱量較低（437kJ/s），熱源（），熱源（MBR泥水混合液）的出水溫度高（泥水混合液）的出水溫度高（38.5 ），），換熱效果較差，仍需要原系統的循環冷卻塔輔助；換熱效果較差，仍需要原系統的循環冷卻塔輔助；同時，針對同時，針對冬季不同的時間點冬12、季不同的時間點跟跟蹤監測生化系統與厭氧系統的進水出溫度（表中選取連續一周時間），冬季可將厭氧進水從蹤監測生化系統與厭氧系統的進水出溫度（表中選取連續一周時間），冬季可將厭氧進水從7 提高到提高到28 ，實現較好的厭氧系統溫度維持效果。實現較好的厭氧系統溫度維持效果。主要內容主要內容冬季和夏季換熱計算表冬季和夏季換熱計算表主要內容主要內容冬季實際換熱情況表（連續一周）冬季實際換熱情況表（連續一周）3、研究的主要內容工藝設備及流程工藝設備及流程一級換熱器從一級換熱器從MBR生化池的二級硝化池進水，進水水溫一般保持在生化池的二級硝化池進水，進水水溫一般保持在3040，二級硝化池的滲瀝，二級硝化池的滲13、瀝液經過一級板式換熱器后水溫為液經過一級板式換熱器后水溫為29左右后返回到一級反硝化池；一級換熱系統與二級換熱系統之左右后返回到一級反硝化池；一級換熱系統與二級換熱系統之間設置清水罐與水泵，一級換熱系統通過生化系統的生物低位熱源將清水罐的水溫加熱。清水罐的間設置清水罐與水泵，一級換熱系統通過生化系統的生物低位熱源將清水罐的水溫加熱。清水罐的水作為熱源將厭氧進水池的水溫升高后進入厭氧罐，清水罐的水溫重新降低，清水罐作為循環水罐水作為熱源將厭氧進水池的水溫升高后進入厭氧罐，清水罐的水溫重新降低，清水罐作為循環水罐重復利用，將重復利用，將MBR生化池生物低位熱源傳給厭氧進水，讓厭氧罐水溫維持在較高溫14、度。生化池生物低位熱源傳給厭氧進水，讓厭氧罐水溫維持在較高溫度。滲瀝液厭氧進水溫度補償熱量流向示意圖）滲瀝液厭氧進水溫度補償熱量流向示意圖）3、研究的主要內容4、成果展示兩級換熱展示兩級換熱展示兩級換熱展示圖一兩級換熱展示圖一兩級換熱展示兩級換熱展示兩級換熱展示圖二兩級換熱展示圖二4、成果展示兩級換熱展示兩級換熱展示兩級換熱展示圖三兩級換熱展示圖三4、成果展示安全效益：安全效益：滲瀝液系統內部熱源用于厭滲瀝液系統內部熱源用于厭氧進水溫度補償，可減少沼氧進水溫度補償，可減少沼氣鍋爐使用時間（例如夜間氣鍋爐使用時間（例如夜間無需使用沼氣鍋爐，僅白天無需使用沼氣鍋爐，僅白天使用），一般情況下可實現使15、用），一般情況下可實現基本替代沼氣鍋爐，從而減基本替代沼氣鍋爐，從而減少滲瀝液處理廠的整體工藝少滲瀝液處理廠的整體工藝安全隱患。安全隱患。5、工程效益分析工程效益分析工程效益分析經濟效益：經濟效益：年節約沼氣量年節約沼氣量3000*200=600000m3；年沼氣收益年沼氣收益12萬元；萬元；每年可節鍋爐蒸發水每年可節鍋爐蒸發水12000噸噸節約水費節約水費6萬元；萬元；節約運行經費節約運行經費12萬元萬元，節約，節約電費約電費約12萬元萬元，合計年節約合計年節約運行經費運行經費30萬元；萬元；新增運營費主要為離心泵電新增運營費主要為離心泵電費，年新增電費費，年新增電費16.8萬元；萬元；5、16、工程效益分析經濟效益評估表經濟效益評估表系統系統運營費運營費人工成本人工成本（新增）新增）沼氣收益沼氣收益設備投資（新增）設備投資（新增）合計合計蒸汽蒸汽加熱加熱12000*25=30萬元/年（蒸汽冷凝液運營費和排污費）0萬元/年0萬元/年0萬元/年30萬元/年兩級兩級換熱換熱48*12*0.8*365=16.8萬元/年（新增電費）0萬元/年(使用廠區原有人工)0.2*600000=12萬元/年6.8萬元/年(設備自動化運營，不增加人工成本)16.8+6.8-12=11.6萬元/年年能耗凈節約（經濟指標）年能耗凈節約（經濟指標）18.4萬元萬元/年年6、結論與建議利用滲瀝液好氧系統微生物產熱加17、熱厭氧進水，實現了滲瀝液處置系統內部能量循利用滲瀝液好氧系統微生物產熱加熱厭氧進水，實現了滲瀝液處置系統內部能量循環，可減少滲瀝液運營費用，提高系統沼氣輸出能力，符合節能減排、循環經濟理環，可減少滲瀝液運營費用，提高系統沼氣輸出能力，符合節能減排、循環經濟理念，為滲瀝液厭氧系統提供新的溫度控制方案。念，為滲瀝液厭氧系統提供新的溫度控制方案。1利用目前兩級換熱形式，可以比較好的控制換熱器的結垢情況，維持換熱器在高效利用目前兩級換熱形式，可以比較好的控制換熱器的結垢情況，維持換熱器在高效換熱區間持續運行。換熱區間持續運行。2好氧系統微生物產熱加熱厭氧進水比較適用于焚燒廠蒸汽供給不方便或者供給不好氧系統微生物產熱加熱厭氧進水比較適用于焚燒廠蒸汽供給不方便或者供給不充足的地區。是蒸汽加熱方式的一種很有效的補充。充足的地區。是蒸汽加熱方式的一種很有效的補充。3