张韵 冯运玲
北京市市政工程设计研究总院
摘 要：高碑店污水处理厂是目前国内最大的城市污水处理厂并已投入运行多年，该厂具有完善的污泥处理系统，其中包括污泥的厌氧消化、沼气发电以及发电机组余热利用系统等。本文着重介绍了该厂污泥处理系统的设计，并结合近年实际运行情况进行了分析总结，提出设计中应注意的一些问题和建议。 关键词：污泥处理系统，厌氧消化，沼气发电，余热利用
Issues to be Noted in the Design of Sludge Treatment System
in Gaobeidian Sewage Treatment Plant
Zhang Yun , Feng Yunling
（Beijing General Municipal Engineering Design & Research Institute
B-2 South Yuetan Street,10045 Beijing）
Abstract: Gaobeidian STP which has been put into operation for quiet a number of years is currently the largest urban sewage treatment plant in China. It is equipped with a complete sludge treatment system, composing processes as anaerobic digestion of sludge, methane generation and utilization of residual heat from generating sets. This paper focuses on an introduction of the design of the sludge treatment system. Based on an analysis of the practical operation of the STP in recent years, this paper also points out the issues to be noted in the design of the sludge treatment system and proposes some suggestions in this regard.
Key words: sludge treatment system, anaerobic digestion, methane generation, utilization of residual heat
1序言
随着污水处理的不断普及，污泥处理也越来越引起人们的重视。污泥的处理在污水处理过
程中是不可忽视的重要环节。在污水处理过程中污染物一部分被微生物降解，一部分以污泥的形式存在。污泥中含有有机物、重金属、病原菌等，若处理、处置不当很容易造成对环境的二次污染，使污水处理厂不能发挥其应有的功能。污泥处理和处置费用在整个污水处理厂处理费用中约占40%左右。无论在污染控制上还是在运行费用上，污泥处理和处置在整个污水处理过程中都起到十分重要的作用。
近十多年来，我国城市污水处理有了较大的发展，全国已建成400多座城市污水处理厂，城市污水处理率34%以上，全国已建成的污水处理厂中采用污泥中温消化的污水处理厂约占25%，采用污泥浓缩脱水的污水处理厂约占60%，另外还有小部分采用好氧消化和污泥自然干化处理。可见，采用中温厌氧消化的污泥处理仍只占小部分，利用污泥消化产生的沼气发电及余热利用的更少。其原因，一方面是我国经济实力所限，另一方面是我国污水处理总体起步较晚，污泥处理较污水处理更晚些。本文就高碑店污水处理厂污泥系统的设计及运行进行总结和分析，对今后污水厂污泥处理系统的设计及运行具有重要意义。
2高碑店污水处理厂概况
高碑店污水处理厂是在90年代建设的大型城市污水处理厂，位于北京市东郊朝阳区高碑店
乡，距市中心约14km，接纳旧城区及东郊工业区的污水，总流域面积约100k电梯运行检测平台m2。处理规模100万m远红外陶瓷球3/d，分两期建成，一期50万m3/d于1993年竣工，二期50万m3/d于1999年竣工。出水回用或排入通惠河。该厂总占地约68公顷。目前，实际处理污水量约80余万m3／d。
高碑店污水处理厂的水处理工艺采用倒置A2O污水处理工艺；污泥处理工艺采用重力浓缩、二级中温消化、带式脱水机脱水；利用消化产生的沼气发电并网，利用发电机发电过程中产生的余热进行消化池内污泥的加热，不足部分由厂内蒸汽锅炉提供。图1所示为该厂工艺流程图。
图1 高碑店污水处理厂工艺流程图
3污泥处理系统设计介绍
高碑店污水处理厂的污泥处理系统是一个典型且完整的系统，它包括污泥系统、沼气及安全系统、余热利用系统等。
二期工程的设计在充分总结一期工程的基础上，结合一期工程实际运行情况，工艺设计做了部分调整。污泥处理系统中一期、二期的主要不同点见表1。
移动管式喷砂机污泥系统
污泥系统是指对污泥的处理过程，主要构筑物为浓缩池、消化池及脱水机房。
图2 高碑店污水处理厂全厂实景图 图3 高碑店污水处理厂泥区实景图
表1 一期、二期污泥处理系统设计的不同点
项目 | 一期 | 二期 |
浓缩池 | 固体负荷(kg/m2/d) | 51 | 70 |
池直径(m) | 网站生成系统 | 20 |
消化池 | 金桥通联轴器搅拌方式 | 沼气间歇搅拌 | 机械连续搅拌 |
加热方式 | 泥水热交换及蒸汽直接加热，间歇式 | 泥水热交换及汽水热交换，连续式 |
排泥方式 | 泵排泥 | 静压排泥（溢流排泥） |
脱硫方式 | 干式脱硫（Fe2O3） | 湿式脱硫（NaOH） |
沼气储存方式 | 3000m3气柜 2000m3球罐 | 10000m3气柜 |
发电进气方式 | 高压进气发电 | 低压进气发电 |
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3.1.1浓缩池
浓缩池采用连续式重力型式。设计进、出泥含水率分别为97%、94%；设计固体负荷一期、二期分别为51、70kg/m2/d。一期、二期浓缩池直径分别为、；浓缩池数量为12座（一期、二期各6座）；浓缩池运行方式采用间歇进泥、间歇排泥。
3.1.2消化池
缘114消化池采用二级中温厌氧消化。消化池设计进泥含水率为94%；消化时间为28天；设计进泥有机物含量60%，有机物分解率为50%，沼气产量为12m3/m3湿泥；一期消化池加热方式在正常情况下为泥水热交换器间歇加热，在没有热水源的情况下，用蒸汽直接加热；二期加热方式均为泥水热交换器连续加热；一期、二期消化池搅拌方式分别为沼气间歇搅拌、机械连续搅拌；一期、二期消化池一级消化池排泥方式分别为泵排泥、溢流排泥。消化池直径为20m，有效水深25m，一级、二级消化池池数分别12座、4座；消化池进泥方式为间歇式。
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