1、生物产热低位热源加热厌氧系统技术在大型生物产热低位热源加热厌氧系统技术在大型渗沥液处理厂的实践渗沥液处理厂的实践焚烧厂提供蒸汽对厌氧系统直接加热或间接换热以柴油或天然气作为燃料自备锅炉产生蒸汽对厌氧系统直接加热或间接换热1、背景资料厌氧系统加热技术以沼气作为燃料自备锅炉产生蒸汽对厌氧系统直接加热或间接换热1、背景资料地点：浦东新区（原南汇区）老港镇处理能力：3200m3/d渗沥液来源：焚烧厂及填埋场渗沥液主体处理工艺：水质调节+厌氧+MBR+纳滤老港渗沥液厂概况1、背景资料老港渗沥液厂概况1、背景资料渗沥液水质情况渗沥液水质情况典型焚烧厂与填埋场渗沥液水质情况表典型焚烧厂与填埋场渗沥液水质情况2、表进水指标进水指标(mg/L)CODcrBOD5NH3-NTNSSpH焚烧厂渗焚烧厂渗沥沥液液800002000020002500100005.06.0初期填埋场初期填埋场渗渗沥沥液液15000-300008000-1000022003000160077.5“老龄”填埋场老龄”填埋场渗渗沥沥液液300030025003000100077.5老港渗沥液处理厂厌氧系统设计情况 厌氧系统由4个厌氧罐组成，单个厌氧罐处理规模为400m3/d；设计采用中温厌氧；采用自备锅炉蒸汽对厌氧反应器内的介质进行加热保温；厌氧反应器部分出水回流，即回流与进水混合，用以缓冲进水污染负荷变化和酸碱度的变化。1、背景资料3、老港渗沥液处理厂MBR及纳滤系统设计情况 厌氧出水与填埋场渗沥液在配水池混合均匀后进入两级A/O池，进行脱氮和COD降解，反应后A/O末段硝化液再经过外置超滤系统进行固液分离，最后超滤清液进入纳滤系统处理，出水能达标排放。2、老港渗沥液处理厂厌氧加热技术实践A1）厌氧反应器外层保温，采用岩）厌氧反应器外层保温，采用岩棉等保温措施对厌氧罐外层保温；棉等保温措施对厌氧罐外层保温；B2）厌氧反应器内部设加热设施；）厌氧反应器内部设加热设施；C3）厌氧反应器罐内废水循环至外）厌氧反应器罐内废水循环至外部，罐外加热后回到厌氧反应器；部，罐外加热后回到厌氧反应器；D4）厌氧反应器进水加热后进入罐内；）厌氧4、反应器进水加热后进入罐内；针对针对COD较高的焚烧厂渗沥液和较高的焚烧厂渗沥液和初期填埋场渗沥液，一般需采用厌初期填埋场渗沥液，一般需采用厌氧处理，氧处理，温度是厌氧反应器重要的温度是厌氧反应器重要的控制参数之一，控制参数之一，温度对厌氧反应器温度对厌氧反应器的启动时间、的启动时间、COD的降解速率和的降解速率和降解程度、厌氧反应器产气效果均降解程度、厌氧反应器产气效果均有重要的影响。中温厌氧反应器控有重要的影响。中温厌氧反应器控制反应器的温度在制反应器的温度在35左右，工程左右，工程上为维持厌氧反应器的温度，一般上为维持厌氧反应器的温度，一般采用如下措施：采用如下措施：2、老港渗沥液处理厂厌5、氧加热技术实践四种措施比较四种措施比较其中，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）存在的弊端是厌氧反应存在的弊端是厌氧反应器内部加热系统在长期运营过程中结垢，导致换热效率逐渐降低，且换热设备器内部加热系统在长期运营过程中结垢，导致换热效率逐渐降低，且换热设备在厌氧罐内难以检修。在厌氧罐内难以检修。焚烧厂厂内具有蒸汽资源，且蒸汽加热效果好，渗沥液厌氧进水加热一般采用焚烧厂厂内具有蒸汽资源，且蒸汽加热效果好，渗沥液厌氧进水加热一般采用蒸汽加热。但蒸汽加热弊端在于：蒸汽来源为余热锅炉，降低焚烧厂发电量。蒸汽加热。但蒸汽加热弊端在于：蒸汽来源为余热锅炉，6、降低焚烧厂发电量。老港渗沥液处理厂距离焚烧厂有老港渗沥液处理厂距离焚烧厂有6公里远，无法直接利用焚烧厂的蒸汽。在厂公里远，无法直接利用焚烧厂的蒸汽。在厂内自备锅炉，燃料采用厌氧产生的沼气或柴油。内自备锅炉，燃料采用厌氧产生的沼气或柴油。存在弊端：存在弊端：1、采用沼气作为锅炉燃料，沼气湿法脱硫成本很高、采用沼气作为锅炉燃料，沼气湿法脱硫成本很高；2、采用柴、采用柴油作为油作为作为锅炉燃料，成本也很高；作为锅炉燃料，成本也很高；3、锅炉房长期需要人员值守。、锅炉房长期需要人员值守。2、老港渗沥液处理厂厌氧加热技术实践老港渗沥液处理厂厌氧系统老港渗沥液处理厂厌氧系统1老港渗沥液处理厂老港渗沥液处理7、厂MBR-生化系统生化系统2上海老港渗沥液处理厂春季和冬季厌氧系统进水温度较低，因此厌氧供热系统主上海老港渗沥液处理厂春季和冬季厌氧系统进水温度较低，因此厌氧供热系统主要集中在春季和冬季。厌氧系统温度控制主要从要集中在春季和冬季。厌氧系统温度控制主要从1 1）和）和4 4）着手，其中进水加热采用）着手，其中进水加热采用蒸汽加热，蒸汽来源于沼气锅炉，沼气来源于渗沥液自身厌氧发酵。本项目采用蒸蒸汽加热，蒸汽来源于沼气锅炉，沼气来源于渗沥液自身厌氧发酵。本项目采用蒸汽加热亦存在三个弊端：汽加热亦存在三个弊端：1 1）降低了系统沼气的输出量；）降低了系统沼气的输出量；2 2）渗沥液加热后，有机成）渗沥8、液加热后，有机成分挥发，产生臭气；分挥发，产生臭气；3 3）蒸汽冷凝后进入渗沥液处理系统，增加系统的处理水量和排）蒸汽冷凝后进入渗沥液处理系统，增加系统的处理水量和排污费用，增加工程运营成本。污费用，增加工程运营成本。上海渗沥液处理厂的上海渗沥液处理厂的MBR-生化系统为两级生化系统为两级A/O系统，生化系统为产热系统，尤其系统，生化系统为产热系统，尤其在夏季高温天气下，生化系统水温时常达到在夏季高温天气下，生化系统水温时常达到40甚至甚至40以上，为保证夏季生化系以上，为保证夏季生化系统温度，本工程设置了冷却系统对生化系统污水进行冷却以保证生化系统菌种活性；统温度，本工程设置了冷却系统对生化9、系统污水进行冷却以保证生化系统菌种活性；同时，春季和冬季生化系统温度也维持在同时，春季和冬季生化系统温度也维持在35左右，生化系统仍然保持放热状态。左右，生化系统仍然保持放热状态。2、老港渗沥液处理厂厌氧加热技术实践针对上述问题，厌氧系统需要供针对上述问题，厌氧系统需要供热而生化系统不断放热，综合考虑两热而生化系统不断放热，综合考虑两者能源相互补给，本工程采用两级换者能源相互补给，本工程采用两级换热方式，利用渗沥液生化系统内部热热方式，利用渗沥液生化系统内部热源（两级源（两级A/O生物产热）加热厌氧进生物产热）加热厌氧进水，改进蒸汽加热方式，减少渗沥液水，改进蒸汽加热方式，减少渗沥液的处理量和10、排污费（减少蒸汽冷凝液的处理量和排污费（减少蒸汽冷凝液进入系统），增加了沼气可利用量，进入系统），增加了沼气可利用量，同时解决厂区渗沥液加热臭气问题同时解决厂区渗沥液加热臭气问题（两级换热为低温密闭系统），针对（两级换热为低温密闭系统），针对上述换热方式，本次对厌氧系统加热上述换热方式，本次对厌氧系统加热方式进行优化如下图所示。方式进行优化如下图所示。厌氧厌氧生化换热结合生化换热结合2、老港渗沥液处理厂厌氧加热技术实践厌氧厌氧生化换热结合生化换热结合原渗沥液处理系统换热示意图原渗沥液处理系统换热示意图MBR生化系统生物产热低位热源生化系统生物产热低位热源加热厌氧系统图加热厌氧系统图3、研究的主11、要内容针对厌氧进水的不同温度（针对厌氧进水的不同温度（720），采用），采用MBR生化系统生物产热低位热源加热厌氧系生化系统生物产热低位热源加热厌氧系统：计算冬季和夏季的热量平衡，如下表所示，统：计算冬季和夏季的热量平衡，如下表所示，在夏季极限情况下在夏季极限情况下，冷源（厌氧进水）温度，冷源（厌氧进水）温度较高（较高（30 ），总换热量较低（），总换热量较低（437kJ/s），热源（），热源（MBR泥水混合液）的出水温度高（泥水混合液）的出水温度高（38.5 ），），换热效果较差，仍需要原系统的循环冷却塔辅助；换热效果较差，仍需要原系统的循环冷却塔辅助；同时，针对同时，针对冬季不同的时间点冬12、季不同的时间点跟跟踪监测生化系统与厌氧系统的进水出温度（表中选取连续一周时间），冬季可将厌氧进水从踪监测生化系统与厌氧系统的进水出温度（表中选取连续一周时间），冬季可将厌氧进水从7 提高到提高到28 ，实现较好的厌氧系统温度维持效果。实现较好的厌氧系统温度维持效果。主要内容主要内容冬季和夏季换热计算表冬季和夏季换热计算表主要内容主要内容冬季实际换热情况表（连续一周）冬季实际换热情况表（连续一周）3、研究的主要内容工艺设备及流程工艺设备及流程一级换热器从一级换热器从MBR生化池的二级硝化池进水，进水水温一般保持在生化池的二级硝化池进水，进水水温一般保持在3040，二级硝化池的渗沥，二级硝化池的渗13、沥液经过一级板式换热器后水温为液经过一级板式换热器后水温为29左右后返回到一级反硝化池；一级换热系统与二级换热系统之左右后返回到一级反硝化池；一级换热系统与二级换热系统之间设置清水罐与水泵，一级换热系统通过生化系统的生物低位热源将清水罐的水温加热。清水罐的间设置清水罐与水泵，一级换热系统通过生化系统的生物低位热源将清水罐的水温加热。清水罐的水作为热源将厌氧进水池的水温升高后进入厌氧罐，清水罐的水温重新降低，清水罐作为循环水罐水作为热源将厌氧进水池的水温升高后进入厌氧罐，清水罐的水温重新降低，清水罐作为循环水罐重复利用，将重复利用，将MBR生化池生物低位热源传给厌氧进水，让厌氧罐水温维持在较高温14、度。生化池生物低位热源传给厌氧进水，让厌氧罐水温维持在较高温度。渗沥液厌氧进水温度补偿热量流向示意图）渗沥液厌氧进水温度补偿热量流向示意图）3、研究的主要内容4、成果展示两级换热展示两级换热展示两级换热展示图一两级换热展示图一两级换热展示两级换热展示两级换热展示图二两级换热展示图二4、成果展示两级换热展示两级换热展示两级换热展示图三两级换热展示图三4、成果展示安全效益：安全效益：渗沥液系统内部热源用于厌渗沥液系统内部热源用于厌氧进水温度补偿，可减少沼氧进水温度补偿，可减少沼气锅炉使用时间（例如夜间气锅炉使用时间（例如夜间无需使用沼气锅炉，仅白天无需使用沼气锅炉，仅白天使用），一般情况下可实现使15、用），一般情况下可实现基本替代沼气锅炉，从而减基本替代沼气锅炉，从而减少渗沥液处理厂的整体工艺少渗沥液处理厂的整体工艺安全隐患。安全隐患。5、工程效益分析工程效益分析工程效益分析经济效益：经济效益：年节约沼气量年节约沼气量3000*200=600000m3；年沼气收益年沼气收益12万元；万元；每年可节锅炉蒸发水每年可节锅炉蒸发水12000吨吨节约水费节约水费6万元；万元；节约运行经费节约运行经费12万元万元，节约，节约电费约电费约12万元万元，合计年节约合计年节约运行经费运行经费30万元；万元；新增运营费主要为离心泵电新增运营费主要为离心泵电费，年新增电费费，年新增电费16.8万元；万元；5、16、工程效益分析经济效益评估表经济效益评估表系统系统运营费运营费人工成本人工成本（新增）新增）沼气收益沼气收益设备投资（新增）设备投资（新增）合计合计蒸汽蒸汽加热加热12000*25=30万元/年（蒸汽冷凝液运营费和排污费）0万元/年0万元/年0万元/年30万元/年两级两级换热换热48*12*0.8*365=16.8万元/年（新增电费）0万元/年(使用厂区原有人工)0.2*600000=12万元/年6.8万元/年(设备自动化运营，不增加人工成本)16.8+6.8-12=11.6万元/年年能耗净节约（经济指标）年能耗净节约（经济指标）18.4万元万元/年年6、结论与建议利用渗沥液好氧系统微生物产热加17、热厌氧进水，实现了渗沥液处置系统内部能量循利用渗沥液好氧系统微生物产热加热厌氧进水，实现了渗沥液处置系统内部能量循环，可减少渗沥液运营费用，提高系统沼气输出能力，符合节能减排、循环经济理环，可减少渗沥液运营费用，提高系统沼气输出能力，符合节能减排、循环经济理念，为渗沥液厌氧系统提供新的温度控制方案。念，为渗沥液厌氧系统提供新的温度控制方案。1利用目前两级换热形式，可以比较好的控制换热器的结垢情况，维持换热器在高效利用目前两级换热形式，可以比较好的控制换热器的结垢情况，维持换热器在高效换热区间持续运行。换热区间持续运行。2好氧系统微生物产热加热厌氧进水比较适用于焚烧厂蒸汽供给不方便或者供给不好氧系统微生物产热加热厌氧进水比较适用于焚烧厂蒸汽供给不方便或者供给不充足的地区。是蒸汽加热方式的一种很有效的补充。充足的地区。是蒸汽加热方式的一种很有效的补充。3