我国城市污水处理厂污泥厌氧消化产气问题及对策

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1、我国城市污水处理厂污泥厌氧消化产气问题及对策池勇志，2，刘晓敏1，李玉友3,*，王愉晨1，费学宁11.天津城市建设学院环境与市政工程学院天津3003842.中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京3.日本东北大学大学院工学研究科土木工学专攻日本仙台980-8579摘要：厌氧消化工艺作为一种重要的污水污泥处理技术，其研究和应用已经受到了人们的广泛关注。在简要介绍厌氧消化工艺在国内外的应用现状后，针对厌氧消化工艺在我国应用时存在的比产气量不高的问题，提出采用加强污泥浓缩效果、强化污泥预处理、污水污泥与城市有机废弃物混合消化等措施加以解决。

2、关键词：厌氧消化；城市污水处理厂；污水污泥；预处理；混合消化；沼气产量近年来，我国城市污水处理厂污水污泥（以下简称污泥）产量在迅速增加，一方面是由于我国经济的发展和人口的增加，另一方面是由于我国对城市污水处理厂水质排放标准的要求越来越严格。截止到2010年底，我国城镇生活污水污泥产量达到7500t/d【1】，日益增加的污泥已经成为了严重的环境和安全问题，污泥的处理与处置已迫在眉睫。在污泥的处理方法中，厌氧消化工艺因具有技术成熟、动力消耗低、降解能力强和可产生甲烷等优点，已成为目前国外污水处理厂（平均污水日处理大于20000m3/d）应用最广泛的污泥

3、处理工艺【2-4】。但是与国外相比，在我国无论是含有厌氧消化系统的污水处理厂占污水处理厂总数的比例还是污泥厌氧消化系统正常运行的污水处理厂占建有污泥厌氧消化系统的污水处理厂的比例都明显偏低【5-6】。为此，本文通过对比厌氧消化工艺在国内外污泥处理中的应用现状，提出了在我国厌氧消化工艺处理污泥时存在的主要问题和解决办法。一、厌氧消化工艺在污泥处理中的应用1、厌氧消化工艺在国外的应用厌氧消化技术可以把污泥转化为生物燃气（沼气），产生清洁生物质能源，实现城市污泥的减量化和高值循环利用，减少污泥处理处置过程的碳排放，是城市污泥处理和资源化利用的发展方向。厌

4、氧消化在欧洲国家是实现污泥稳定化的主要方式【7】，目前，在整个欧洲共有超过36000座厌氧消化反应器，对污泥的处理量占欧洲总污泥量的40%-50%【8】。图1为1996-2005年欧盟的污泥产量及沼气产量【9】。其中沼气产量除来自污泥外，还包括其他有机废物。出于开发可再生能源和减少二氧化碳的需要，目前欧盟各国都在考虑开发沼气等能源。以丹麦为例，根据该国的长期能源战略规划——21世纪的能源，丹麦计划在2030年二氧化碳的排放量计划比1990年削减50%。丹麦污泥经厌氧消后化的沼气产量和规划值如表1所示。由表1可以看出，1999年丹麦从污泥中获得的沼气

5、量占污泥总产沼气潜能的比例（以能量计）为19.8%，而到2030年这个比例将达37.5%【10】。注：（1）部分国家部分年度的统计数据有欠缺；（2）沼气产量的单位1000TOE是指Thousandstonsofoilequivalent，即1000t当量原油。9图11996-2005年欧盟污泥的产量及沼气产量表1丹麦污泥经厌氧消后化的沼气产量和规划值年度1999200220202030沼气量/（×1015J）0.790.881.151.5日本的污泥产量呈上升的趋势，其产量从1984年的4.0×107m3增加到2001年的7.5×107m3（以浓缩后

6、的湿污泥计，含固率为2.5%-3%）。从2001年的统计资料分析，该年度的污泥产量达2.0×106t干固体，经厌氧消化处理的污泥为7.1×105t干固体，污泥厌氧消化比例达34.5%。图2为2001年度日本对305个污泥厌氧消化工艺的资料的计【11】。注：（1）DS是指干固体（Drysolids）；（2）VS是指挥发性固体（Volatilesolids）图2日本污泥消化池平均运行数据美国由于人口的增加和城镇污水处理水平的提高，污泥产量也呈上升趋势。目前美国有16000座城镇污水处理厂，其中有3500座的污泥处理工艺采用厌氧消化工艺，占污水处理厂总数

7、的比例为21.9%【12】。美国不同州的污水处理厂由于处理规模不同，采用的污泥稳定化工艺也有差异。以美国加利福尼亚州为例，对113个污水处理厂的污泥稳定化处理工艺的统计表明，有92个污水处理厂的污泥稳定化处理工艺采用污泥厌氧消化工艺，占污水处理厂总数的比例为81.4%。考虑到厌氧消化工艺对污水处理厂处理量的要求，采用厌氧消化工艺处理的污泥量占总污泥量的比例应该比81.4%还要高。总体来讲，厌氧消化技术因其在污泥稳定、经济、环保、减排效益等方面成效显著，已经成为国外污水处理厂污泥处理的主要方法。2、厌氧消化工艺在我国的应用及存在的问题与国外相比，该工

8、艺在在我国污泥处理中应用明显偏少。陈中颖和吴静等分别对国内91座和400余座城镇污水处理厂的污泥处理工艺进行了调查，结果表