污(wu)(wu)(wu)泥(ni)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是(shi)一(yi)種使污(wu)(wu)(wu)泥(ni)達到(dao)穩定(ding)狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)非常有效(xiao)的(de)(de)處理(li)方法。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中的(de)(de)有機物厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)后主要產(chan)(chan)物是(shi)消化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi))。隨(sui)著污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中有機物成分以(yi)及消化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)藝(yi)的(de)(de)不(bu)同(tong),沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)成分也各異,一(yi)般由60%～70%的(de)(de)甲烷、25%～40%的(de)(de)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳和少量(liang)的(de)(de)氮硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物和硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫組(zu)成,燃燒熱(re)值約(yue)18800～25000kJ/m3[1]。大(da)中型(xing)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處理(li)廠對(dui)消化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)產(chan)(chan)生的(de)(de)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)進行(xing)回(hui)收(shou)利(li)用,可以(yi)達到(dao)節約(yue)能耗、降低運行(xing)成本的(de)(de)目的(de)(de)。同(tong)時(shi),空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)含量(liang)達到(dao)一(yi)定(ding)濃度會(hui)具有毒性;沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)與空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)以(yi)1∶(8.6～20.8)(體積比)混合時(shi),如遇明(ming)火(huo)會(hui)引起爆(bao)炸(zha)[2]。因此,污(wu)(wu)(wu)水(shui)處理(li)廠沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)利(li)用系(xi)統(tong)如果(guo)設(she)(she)計(ji)操(cao)作不(bu)當將(jiang)會(hui)有很大(da)的(de)(de)危險。北京(jing)市市政工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)計(ji)研究總(zong)院在1992年～1996年先后完成了南部(bu)非洲博茨瓦(wa)納污(wu)(wu)(wu)水(shui)處理(li)廠工(gong)程(cheng)(cheng)、高(gao)碑店污(wu)(wu)(wu)水(shui)處理(li)廠一(yi)期(qi)工(gong)程(cheng)(cheng)和二期(qi)工(gong)程(cheng)(cheng)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中溫厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處理(li)系(xi)統(tong)和相應(ying)的(de)(de)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)收(shou)集利(li)用系(xi)統(tong)的(de)(de)設(she)(she)計(ji)。本文旨在綜合以(yi)上(shang)三(san)個沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)利(li)用系(xi)統(tong)設(she)(she)計(ji)的(de)(de)基(ji)礎上(shang),著重從污(wu)(wu)(wu)泥(ni)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)的(de)(de)安全(quan)設(she)(she)置及工(gong)藝(yi)控制方面進行(xing)論述。

污泥厭氧消化(hua)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)利用工(gong)藝(yi)流(liu)程由圖(tu)1可(ke)知污泥消化(hua)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)一般分為(wei)4個(ge)子系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong):沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)收(shou)集(ji)凈化(hua)貯(zhu)存系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)、沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)攪拌系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)、沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)利用系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)和廢(fei)氣(qi)(qi)燃燒(shao)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)。下面對沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)安全(quan)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)硬件(沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)工(gong)藝(yi)流(liu)程設(she)(she)計(ji)(ji)及(ji)安全(quan)裝(zhuang)置(zhi))設(she)(she)置(zhi)及(ji)軟件(沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)壓力的(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)及(ji)構筑物、設(she)(she)備間的(de)(de)連(lian)鎖控制)進行闡(chan)述。2沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)工(gong)藝(yi)流(liu)程設(she)(she)計(ji)(ji)及(ji)安全(quan)裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)設(she)(she)置(zhi)2

1　沼氣(qi)(qi)凈化(hua)污泥消(xiao)化(hua)產生的(de)沼氣(qi)(qi)是處于(yu)汽水(shui)飽(bao)和態的(de)混合(he)氣(qi)(qi)。

沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)自消化(hua)(hua)池進(jin)入管(guan)道(dao)時,溫度逐漸降低,管(guan)道(dao)中會產生大量(liang)含雜(za)(za)質(zhi)的(de)冷(leng)凝水,如果不從系統(tong)中除(chu)去,容易堵塞、破壞(huai)管(guan)道(dao)設(she)備(bei)。同(tong)時沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中的(de)h2s氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)溶(rong)于水形(xing)成的(de)氫硫(liu)酸會腐蝕管(guan)道(dao)和毀壞(huai)設(she)備(bei)。沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)凈(jing)化(hua)(hua)主要是(shi)脫硫(liu)和去除(chu)冷(leng)凝水及(ji)雜(za)(za)質(zhi)[3]。沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)自消化(hua)(hua)池進(jin)入管(guan)道(dao)時,在最靠近消化(hua)(hua)池的(de)國(guo)內(nei)應用較多的(de)是(shi)同(tong)濟大學及(ji)武漢東(dong)湖水廠的(de)產品,因(yin)本(ben)工程目(mu)的(de)之一(yi)是(shi)為第四水廠做(zuo)試(shi)驗,所以(yi)兩(liang)格分別采用了兩(liang)家產品,都取得了良好的(de)效果。

此外,前序網格(ge)反應池的設計也取得了(le)成功(gong),因氣浮的原(yuan)理與沉淀恰(qia)恰(qia)相(xiang)反,所以對(dui)礬(fan)花(hua)的要(yao)(yao)求不是很高,只要(yao)(yao)形(xing)成能(neng)夠與微氣泡相(xiang)粘(zhan)附(fu)的中小礬(fan)花(hua)即可。于是我(wo)們適當縮短了(le)反應時間,采用(yong)的時間僅(jin)為(wei)9min,同時也調(diao)整了(le)絮凝(ning)劑的投(tou)加(jia)量(liang),降低了(le)藥耗。

這次龍山(shan)水(shui)廠(chang)氣浮工(gong)藝的成(cheng)功應用,使(shi)我們(men)對處(chu)理水(shui)庫水(shui)、低濁水(shui)又有(you)了新的認識,同時我們(men)還在(zai)對是否可用出廠(chang)壓(ya)力水(shui)取代回流水(shui)泵,降(jiang)低能耗,水(shui)流由(you)接觸(chu)室流往(wang)分離區流速(su)多(duo)大更合適等問題做(zuo)進一步的探討,愿經過(guo)試驗分析(xi),實踐總結(jie),使(shi)氣浮工(gong)藝更加成(cheng)熟地應用于自來水(shui)生產。

位(wei)置,溫降(jiang)值最(zui)大(da),產生的(de)冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)水(shui)(shui)量多(duo),在(zai)(zai)(zai)此點必須設(she)置冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)水(shui)(shui)去(qu)(qu)除(chu)罐(guan)。在(zai)(zai)(zai)沼氣(qi)管(guan)路系統中,在(zai)(zai)(zai)避免沼氣(qi)流速過大(da)而夾帶(dai)水(shui)(shui)汽(qi)的(de)前(qian)提下,管(guan)道坡(po)度應(ying)設(she)計為1%～2%或盡(jin)可能更大(da)。在(zai)(zai)(zai)博茨瓦納污水(shui)(shui)處理廠運(yun)行中發現(xian),個別(bie)坡(po)度為0.005左右的(de)管(guan)道管(guan)壁容易積(ji)冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)水(shui)(shui)。較長的(de)管(guan)線應(ying)特別(bie)考慮設(she)計成有(you)(you)一定(ding)的(de)起伏,在(zai)(zai)(zai)所(suo)有(you)(you)低點都(dou)應(ying)該考慮設(she)置冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)水(shui)(shui)去(qu)(qu)除(chu)罐(guan)。另外,在(zai)(zai)(zai)重要設(she)備(bei)如(ru)沼氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機(ji)、沼氣(qi)鍋(guo)爐、沼氣(qi)發電機(ji)、廢(fei)氣(qi)燃燒器、脫硫塔等設(she)備(bei)沼氣(qi)管(guan)線入口(kou)處,在(zai)(zai)(zai)干式(shi)氣(qi)柜的(de)進口(kou)處和(he)濕式(shi)氣(qi)柜的(de)進出口(kou)處都(dou)設(she)置冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)水(shui)(shui)去(qu)(qu)除(chu)罐(guan)。有(you)(you)時在(zai)(zai)(zai)某些設(she)備(bei)如(ru)有(you)(you)密(mi)封(feng)水(shui)(shui)系統的(de)沼氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機(ji)出口(kou)處還(huan)需要設(she)置裝有(you)(you)高壓(ya)(ya)(ya)排水(shui)(shui)閥的(de)去(qu)(qu)除(chu)罐(guan)。正(zheng)常運(yun)行期間(jian)操(cao)作人員(yuan)每天檢(jian)查時,都(dou)會發現(xian)一些去(qu)(qu)除(chu)器(特別(bie)是靠近消化池的(de))有(you)(you)大(da)量的(de)冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)水(shui)(shui)排出。當構(gou)筑物和(he)設(she)備(bei)檢(jian)修時,還(huan)可以向冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)水(shui)(shui)去(qu)(qu)除(chu)器中注(zhu)水(shui)(shui),作為水(shui)(shui)封(feng)罐(guan)。

沼(zhao)氣(qi)中的(de)(de)雜(za)質(zhi)一(yi)(yi)部(bu)分隨排除(chu)冷凝水去除(chu),另一(yi)(yi)部(bu)分被阻(zu)留在消(xiao)焰器填料間(jian)縫隙(xi)里的(de)(de)雜(za)質(zhi)也(ye)隨定期清(qing)洗消(xiao)焰器而被清(qing)除(chu),如果沼(zhao)氣(qi)利用(yong)設(she)備(bei)有特殊要求,還應在沼(zhao)氣(qi)進入(ru)設(she)備(bei)前設(she)置氣(qi)體過(guo)濾器為防(fang)止氫硫(liu)酸(suan)腐蝕管道和毀壞設(she)備(bei),城市(shi)(shi)污水廠污泥產生的(de)(de)沼(zhao)氣(qi)進入(ru)貯氣(qi)柜之(zhi)前一(yi)(yi)般(ban)應該設(she)置脫硫(liu)裝置。城市(shi)(shi)污水處理(li)廠沼(zhao)氣(qi)脫硫(liu)裝置一(yi)(yi)般(ban)采用(yong)氧化鐵的(de)(de)干法(fa)脫硫(liu)和naoh,na2co3的(de)(de)濕法(fa)脫硫(liu)。

2.2　沼氣安全利(li)用

2.2.1　防(fang)爆保(bao)護(hu)和火焰消除

 沼(zhao)(zhao)氣與空氣在一定(ding)的混合比(bi)和遭遇明火情況下會(hui)引起沼(zhao)(zhao)氣爆炸或燃燒。

消(xiao)焰器(qi)(qi)的設置有(you)(you)效地防止了(le)外部火焰進入沼(zhao)氣系(xi)統及火焰在管(guan)(guan)路中(zhong)的傳播,進而保證了(le)系(xi)統的安(an)全運行(xing)。在所有(you)(you)沼(zhao)氣系(xi)統與(yu)外界連通(tong)部位(如:與(yu)真空壓力安(an)全閥、機(ji)(ji)械(xie)排氣閥連接安(an)裝處(chu)),以及氣柜、沼(zhao)氣壓縮(suo)機(ji)(ji)、沼(zhao)氣鍋爐、沼(zhao)氣發電機(ji)(ji)、廢氣燃燒器(qi)(qi)沼(zhao)氣管(guan)(guan)進口處(chu)都設置了(le)消(xiao)焰器(qi)(qi)。消(xiao)焰器(qi)(qi)內部填充了(le)金屬填料,當火焰通(tong)過消(xiao)焰器(qi)(qi)填料間縫(feng)隙時,熱量被(bei)吸收(shou),溫(wen)度降低到(dao)燃點以下,達到(dao)消(xiao)焰目(mu)的。

從消(xiao)(xiao)化池流出(chu)的(de)(de)沼(zhao)氣(qi)中(zhong)常帶有泡沫和浮渣等(deng)雜質,容(rong)易(yi)堵塞填(tian)料(liao)(liao),阻礙氣(qi)體通過(guo),增加管路阻力。處(chu)理(li)廠操作人員可以(yi)測量記錄沼(zhao)氣(qi)通過(guo)不同部位消(xiao)(xiao)焰器的(de)(de)壓力變(bian)化以(yi)確定檢(jian)查清(qing)洗(xi)(xi)填(tian)料(liao)(liao)的(de)(de)周期,實際運(yun)行中(zhong)經常會出(chu)現由于消(xiao)(xiao)焰器清(qing)洗(xi)(xi)不及時而產生的(de)(de)系統壓力波(bo)動(dong)和運(yun)行問(wen)題。所以(yi)設計時,在消(xiao)(xiao)焰器的(de)(de)前后一般設置閥門以(yi)便維護。

2.2.2　壓(ya)力安(an)全防護

沼(zhao)氣利用系統(tong)是一個壓(ya)力系統(tong),如果沼(zhao)氣收集(ji)和使用不平衡,系統(tong)壓(ya)力可能升高超過(guo)允許值;污(wu)泥或(huo)沼(zhao)氣從消化池或(huo)氣柜過(guo)快地排出可能引(yin)起構筑物(wu)內部的真空狀態。

系統的壓力安全(quan)防護(hu)裝置的設置從壓力值上可以(yi)考(kao)慮分為三個層次:

(1)正常(chang)運(yun)行(xing)壓力。沼(zhao)氣(qi)(qi)(qi)系統(tong)(tong)(tong)在設(she)計時應該(gai)盡(jin)量(liang)考(kao)慮采用(yong)低(di)壓系統(tong)(tong)(tong),低(di)壓系統(tong)(tong)(tong)有利于(yu)消化(hua)污泥中的(de)沼(zhao)氣(qi)(qi)(qi)釋放出來,同時增強系統(tong)(tong)(tong)的(de)運(yun)行(xing)安(an)全(quan)性。系統(tong)(tong)(tong)正常(chang)運(yun)行(xing)壓力在設(she)定(ding)范圍內會有一(yi)定(ding)的(de)波動,不(bu)同壓力管線(xian)之間(jian)的(de)連通管和沼(zhao)氣(qi)(qi)(qi)利用(yong)設(she)備(bei)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)之前一(yi)般應設(she)置不(bu)同形(xing)式(shi)的(de)調節閥,使進(jin)入(ru)設(she)備(bei)的(de)沼(zhao)氣(qi)(qi)(qi)壓力平穩(wen)并滿(man)足(zu)使用(yong)要求。

(2)防(fang)止(zhi)超壓(ya)(ya)的(de)(de)緊急釋放裝置。系(xi)(xi)統(tong)中產生多(duo)余的(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti)會使系(xi)(xi)統(tong)壓(ya)(ya)力(li)升高。防(fang)止(zhi)系(xi)(xi)統(tong)超壓(ya)(ya)可以(yi)使用(yong)廢氣(qi)燃燒(shao)器(qi)(qi)將(jiang)沼氣(qi)燒(shao)掉(diao);如果還不能阻止(zhi)系(xi)(xi)統(tong)壓(ya)(ya)力(li)繼(ji)續(xu)上(shang)升,設置在低壓(ya)(ya)氣(qi)柜(ju)頂部的(de)(de)機械(xie)排氣(qi)閥(fa)或沼氣(qi)輸送管(guan)路上(shang)的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)釋放閥(fa)將(jiang)動作(zuo)以(yi)排放多(duo)余氣(qi)體(ti)(ti)。排氣(qi)閥(fa)也需要與消焰器(qi)(qi)同步安裝。

(3)超(chao)壓和(he)(he)負壓狀態下的(de)(de)(de)保護(hu)措(cuo)施。當(dang)廢氣(qi)燃燒(shao)器和(he)(he)沼(zhao)(zhao)氣(qi)緊急釋放裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)在(zai)系(xi)(xi)統(tong)壓力(li)不(bu)斷升高(gao)時出(chu)現故障或(huo)不(bu)能阻止壓力(li)進(jin)(jin)一步升高(gao)時,為防(fang)(fang)止系(xi)(xi)統(tong)超(chao)壓對構(gou)筑(zhu)(zhu)(zhu)物和(he)(he)設(she)(she)備可(ke)能造成的(de)(de)(de)破壞性影響,在(zai)消(xiao)(xiao)化池和(he)(he)氣(qi)柜頂部(bu)都設(she)(she)置(zhi)(zhi)了真(zhen)空(kong)(kong)壓力(li)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)。同時,在(zai)污泥或(huo)沼(zhao)(zhao)氣(qi)從消(xiao)(xiao)化池或(huo)氣(qi)柜過快地排(pai)出(chu)而可(ke)能引(yin)起(qi)構(gou)筑(zhu)(zhu)(zhu)物內部(bu)的(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)(kong)狀態的(de)(de)(de)時候,真(zhen)空(kong)(kong)壓力(li)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)還會動作使空(kong)(kong)氣(qi)進(jin)(jin)入(ru)構(gou)筑(zhu)(zhu)(zhu)物,起(qi)到最終(zhong)防(fang)(fang)護(hu)的(de)(de)(de)作用。因為真(zhen)空(kong)(kong)壓力(li)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)沼(zhao)(zhao)氣(qi)系(xi)(xi)統(tong)與外界(jie)大氣(qi)連通的(de)(de)(de)部(bu)位(wei)(wei),也需(xu)(xu)要與消(xiao)(xiao)焰器同步安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang),以避免外部(bu)的(de)(de)(de)火源(yuan)進(jin)(jin)入(ru)沼(zhao)(zhao)氣(qi)系(xi)(xi)統(tong)。在(zai)真(zhen)空(kong)(kong)壓力(li)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)和(he)(he)消(xiao)(xiao)焰器與消(xiao)(xiao)化池連接(jie)處設(she)(she)置(zhi)(zhi)了常開的(de)(de)(de)閥(fa)(fa)(fa)門(men),便于檢修(xiu)設(she)(she)備。不(bu)同位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)壓力(li)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)設(she)(she)定應在(zai)系(xi)(xi)統(tong)工作壓力(li)的(de)(de)(de)基本值(zhi)上根據各構(gou)筑(zhu)(zhu)(zhu)物間的(de)(de)(de)管路損失設(she)(she)定相(xiang)應值(zhi)。操(cao)作人員同樣需(xu)(xu)要定期清理超(chao)壓排(pai)氣(qi)口和(he)(he)真(zhen)空(kong)(kong)進(jin)(jin)氣(qi)口的(de)(de)(de)密封面。在(zai)沼(zhao)(zhao)氣(qi)壓縮(suo)機和(he)(he)脫硫裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)入(ru)口處安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)了負壓防(fang)(fang)止閥(fa)(fa)(fa),防(fang)(fang)止閥(fa)(fa)(fa)門(men)前部(bu)系(xi)(xi)統(tong)沼(zhao)(zhao)氣(qi)量不(bu)夠的(de)(de)(de)情況下,后部(bu)沼(zhao)(zhao)氣(qi)利用系(xi)(xi)統(tong)依然繼(ji)續抽吸氣(qi)體。

2.2.3　沼(zhao)氣安全利(li)用(yong)與(yu)貯氣柜連(lian)接(jie)的后續系(xi)統有沼(zhao)氣攪拌(ban)系(xi)統、沼(zhao)氣利(li)用(yong)系(xi)統和廢氣燃燒系(xi)統。

(1)沼(zhao)氣(qi)攪拌系(xi)統(tong)(tong)。沼(zhao)氣(qi)攪拌系(xi)統(tong)(tong)是指沼(zhao)氣(qi)由(you)沼(zhao)氣(qi)壓縮機送(song)回消(xiao)化池(chi)用以(yi)對(dui)消(xiao)化污泥(ni)進行攪拌。消(xiao)化池(chi)攪拌還可以(yi)采用機械攪拌,省去了沼(zhao)氣(qi)壓縮機系(xi)統(tong)(tong)及(ji)可能附帶的冷卻水循(xun)環系(xi)統(tong)(tong),使系(xi)統(tong)(tong)更加(jia)簡單。如果消(xiao)化池(chi)采用溢流排泥(ni),攪拌采用機械攪拌,就(jiu)可以(yi)降(jiang)低沼(zhao)氣(qi)系(xi)統(tong)(tong)壓力出(chu)現大的波動的概率。

(2)沼(zhao)氣利用(yong)系(xi)統。沼(zhao)氣利用(yong)系(xi)統一般有:

①使用(yong)沼氣鍋爐直接為(wei)消化池(chi)或其他建(jian)筑(zhu)物提供熱能;

②使(shi)用沼氣發電機發電供處理廠內部使(shi)用,余(yu)熱還可為消化(hua)池或其他建筑物提(ti)供熱能;

③直接作為可燃氣體利(li)用等。可根據具體情(qing)況進行分析(xi)和選擇。

(3)廢(fei)氣(qi)(qi)燃燒(shao)系(xi)(xi)統。當沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)利用設備不(bu)能完(wan)全消耗消化(hua)池產生的(de)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)時,為(wei)防(fang)止沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)量不(bu)斷增加致(zhi)使(shi)系(xi)(xi)統壓(ya)力(li)超出正常范圍,多余的(de)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)將(jiang)被廢(fei)氣(qi)(qi)燃燒(shao)器燒(shao)掉(diao)。廢(fei)氣(qi)(qi)燃燒(shao)器一(yi)般(ban)在(zai)支狀管(guan)(guan)線的(de)末端,使(shi)用頻率相(xiang)對(dui)沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)利用設施低,運(yun)行時會(hui)發現由于(yu)(yu)長(chang)期積存在(zai)管(guan)(guan)線末端的(de)氣(qi)(qi)體成分不(bu)理想,難于(yu)(yu)使(shi)用沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)完(wan)成點火過程(也與廢(fei)氣(qi)(qi)燃燒(shao)器點火方(fang)式(shi)有關),所以還(huan)可以考慮在(zai)廢(fei)氣(qi)(qi)燃燒(shao)器旁(pang)設置備用點火源(如小的(de)液(ye)化(hua)石油(you)氣(qi)(qi)罐)。沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)系(xi)(xi)統壓(ya)力(li)設計(ji)及構筑物、設備間的(de)連鎖控制沼(zhao)(zhao)氣(qi)(qi)系(xi)(xi)統的(de)硬(ying)件設施完(wan)成后(hou),接下來需要完(wan)成系(xi)(xi)統安全操作的(de)軟件部分,即整(zheng)個系(xi)(xi)統壓(ya)力(li)的(de)設定及各構筑物、設備之(zhi)間的(de)連鎖控制。

3.1　系統工(gong)作壓力(li)的(de)設定整個(ge)沼氣系統工(gong)作壓力(li)的(de)設定需要(yao)綜合考(kao)慮以下幾個(ge)因素:

①沼(zhao)氣系統(tong)保證在正壓情況下運(yun)行;

②貯氣柜(ju)自重(zhong)情況下的(de)靜壓;

③綜(zong)合考慮從(cong)消(xiao)化池至貯氣柜(ju)最終(zhong)到(dao)沼(zhao)氣利(li)(li)用設備的管路損失,保證正常工況下,氣體(ti)至沼(zhao)氣利(li)(li)用設備增壓(ya)機或廢氣燃燒器入口處(chu)壓(ya)力滿足設備要(yao)求;

④消(xiao)化(hua)池(chi)中(zhong)氣相壓(ya)力(li)盡可能低,使沼氣能夠(gou)最大量地從污泥(ni)中(zhong)釋放出來(lai)。綜合上(shang)面的(de)限定(ding)可以(yi)得到(dao)消(xiao)化(hua)池(chi)正常(chang)工(gong)作壓(ya)力(li)。運行(xing)時,一般通過改(gai)變貯氣柜(ju)頂部的(de)配重來(lai)設定(ding)和調節消(xiao)化(hua)池(chi)的(de)工(gong)作壓(ya)力(li)(即系統壓(ya)力(li))。系統基本運行(xing)壓(ya)力(li)確定(ding)后(hou),可以(yi)按如前(qian)所(suo)述的(de)原(yuan)則(ze)完成緊急(ji)排放、超(chao)壓(ya)和負(fu)壓(ya)情況下安全(quan)設施的(de)設定(ding)工(gong)作。

3.2　構筑物(wu)及(ji)設(she)備(bei)(bei)自(zi)身系統(tong)的(de)(de)壓力(li)保(bao)護消化池(chi)、貯氣柜、沼氣壓縮機及(ji)各(ge)種沼氣利用設(she)備(bei)(bei) 的(de)(de)工(gong)作壓力(li)在系統(tong)正常工(gong)作值(zhi)的(de)(de)基礎上壓力(li)會(hui)有波(bo)動,各(ge)設(she)備(bei)(bei)及(ji)構筑物(wu)自(zi)身系統(tong)也應有一(yi)定的(de)(de)控制和安全裝置,以(yi)保(bao)證其異常運(yun)行時也不致影響整個系統(tong)。

(1)沼氣壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮機(ji)將沼氣送入消化池(chi)進行污泥(ni)攪拌。沼氣壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮機(ji)自身系(xi)統(tong)應(ying)具(ju)有保護功能(neng):進氣壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)低(di)到一定(ding)(ding)設定(ding)(ding)值(zhi)(zhi)時報警,繼續(xu)(xu)降(jiang)低(di)時,停機(ji);出氣壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)高(gao)過(guo)(guo)一定(ding)(ding)設定(ding)(ding)值(zhi)(zhi)時報警,繼續(xu)(xu)升高(gao)時,停機(ji)。壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮機(ji)自身系(xi)統(tong)的(de)這些(xie)設置可(ke)以避免在系(xi)統(tong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)低(di)于正常值(zhi)(zhi)時過(guo)(guo)分(fen)抽吸沼氣造(zao)成負壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya),或使后部系(xi)統(tong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)超過(guo)(guo)允許值(zhi)(zhi)。

(2)沼(zhao)氣(qi)鍋爐(lu)、沼(zhao)氣(qi)發電機(ji)、沼(zhao)氣(qi)發動機(ji)等設備進氣(qi)端也有(you)相同(tong)的保護設置。

(3)消(xiao)化池、貯氣(qi)柜頂部安裝了(le)真(zhen)空壓力安全閥,防(fang)止過(guo)高壓力破壞構筑物的氣(qi)密性及負壓可能對結構造成的毀壞。

(4)高壓系統中使(shi)用(yong)的球罐頂部同樣(yang)需要安裝過(guo)壓排氣閥。

3.3　系(xi)統中設備、構(gou)筑(zhu)物之間的連鎖控制

沼(zhao)氣系統中構(gou)筑物(wu)及設備之間有(you)管線連通,使之不是(shi)彼此孤立而是(shi)可以連鎖控制的。

沼氣系(xi)統也正是通過各(ge)部分之(zhi)間(jian)的(de)連鎖控(kong)制從(cong)而形成(cheng)一(yi)個整(zheng)體(ti),使安全性得到整(zheng)體(ti)提高(gao)。低壓系(xi)統的(de)總氣量體(ti)現在貯氣柜高(gao)度(du)值(zhi)變化(hua)上,貯氣柜對整(zheng)個系(xi)統具有氣量調蓄(xu)和穩壓的(de)作用,系(xi)統內(nei)部可(ke)以互相補氣以平衡壓力。同時,貯氣柜的(de)高(gao)度(du)值(zhi)可(ke)以傳送到中(zhong)控(kong),既便于監視,又用來對系(xi)統中(zhong)各(ge)設備開停進行連鎖控(kong)制。

下面是基于(yu)博茨瓦納(na)污水處理廠工程(cheng)中采用的(de)低壓沼氣利用系統提出的(de)連鎖控(kong)制方案(an):

(1)貯(zhu)氣柜高度(du)在總(zong)高度(du)的(de)5%～90%之間(jian)為正常運(yun)行(xing)區域。

(2)貯氣柜高(gao)度低于總高(gao)度的5%時,停止(zhi)沼氣壓縮機(ji)(ji),停止(zhi)沼氣使(shi)用設備如(ru)鍋爐(lu)、發電機(ji)(ji)、發動(dong)機(ji)(ji)。如(ru)果系統控制出現故障,壓力降低到真空安全(quan)閥的設定值時,真空安全(quan)閥動(dong)作,防止(zhi)負壓可能對結(jie)構造成(cheng)的毀(hui)壞。

(3)貯氣柜(ju)高(gao)度高(gao)于總高(gao)度的(de)90%時(shi),啟動廢氣燃燒(shao)器。由于廢氣燃燒(shao)器的(de)使用(yong),貯氣柜(ju)高(gao)度將開始(shi)降低(di),當貯氣柜(ju)高(gao)度低(di)于總高(gao)度的(de)80%時(shi),停止廢氣燃燒(shao)器。

(4)如果廢氣(qi)(qi)燃(ran)燒器出現故障,貯氣(qi)(qi)柜高(gao)度繼(ji)續升高(gao)到93%時,氣(qi)(qi)柜頂部設置機械排氣(qi)(qi)閥排氣(qi)(qi)。

(5)貯(zhu)氣柜高(gao)度高(gao)于95%時報(bao)警,并在中控室顯示(shi)報(bao)警信號。

(6)貯氣(qi)(qi)(qi)柜(ju)高(gao)(gao)度依然繼續升高(gao)(gao)到頂(ding)點,系統壓(ya)(ya)力(li)開始(shi)升高(gao)(gao),到達壓(ya)(ya)力(li)安全(quan)閥的(de)設(she)定(ding)開啟(qi)值時,壓(ya)(ya)力(li)安全(quan)閥動(dong)作以(yi)保(bao)護構筑物免受毀壞。壓(ya)(ya)力(li)安全(quan)閥的(de)動(dong)作壓(ya)(ya)力(li)值必須(xu)低于(yu)貯氣(qi)(qi)(qi)柜(ju)氣(qi)(qi)(qi)密性保(bao)護的(de)最高(gao)(gao)壓(ya)(ya)力(li)值。如果難以(yi)通(tong)過沼氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)柜(ju)的(de)高(gao)(gao)度值傳入中控(kong)系統以(yi)控(kong)制設(she)備運行(xing)時,也(ye)可以(yi)通(tong)過在線儀表(biao)采集壓(ya)(ya)力(li)值就(jiu)地或(huo)遠程控(kong)制沼氣(qi)(qi)(qi)設(she)備的(de)開停。

綜上,沼氣統(tong)(tong)各構筑(zhu)物和設(she)備之(zhi)間只有(you)通過連鎖控制,才能真正聯合成一個(ge)整體系(xi)統(tong)(tong),使各部(bu)分安全設(she)置及設(she)備的(de)作用發揮出來,更進一步確保了(le)沼氣系(xi)統(tong)(tong)的(de)安全運行。

4　結論

(1)沼(zhao)氣利(li)用(yong)首先(xian)要去除沼(zhao)氣中(zhong)的冷(leng)凝水、硫(liu)化氫(qing)和(he)雜質,然(ran)后可(ke)以按照正常運行壓力、防止超壓的緊急釋放(fang)、超壓和(he)負壓狀(zhuang)態下的三個保護層次設(she)置沼(zhao)氣安全裝置和(he)設(she)定運行壓力值。

(2)沼(zhao)氣(qi)系統中(zhong)安全裝置的(de)(de)設(she)置和壓(ya)(ya)力設(she)定應該和各(ge)構筑(zhu)物、設(she)備之(zhi)間形(xing)成(cheng)連鎖(suo)控(kong)制,氣(qi)柜高度的(de)(de)變化(hua)反映了系統中(zhong)沼(zhao)氣(qi)量和壓(ya)(ya)力的(de)(de)變化(hua),可(ke)以作為各(ge)構筑(zhu)物設(she)備之(zhi)間形(xing)成(cheng)連鎖(suo)控(kong)制的(de)(de)紐帶,也可(ke)以直接通過沼(zhao)氣(qi)管路(lu)中(zhong)壓(ya)(ya)力的(de)(de)變化(hua)進行控(kong)制。參考文獻

water institute of southern Africa.Anaerobic Digestion of waste-water sLudge:operating guide,1992,82

申丘澈(che)、名取真合(he)著.污水污泥處(chu)置.吳(wu)自邁譯.北京:中國建筑工業出版社,19813

金儒霖主編.污泥處置(zhi).北京:中國建筑工(gong)業出版社(she),19934

揚振(zhen)沂譯.厭氣消化設(she)備設(she)計(ji)(ji)手(shou)冊.中國(guo)市政工程西南設(she)計(ji)(ji)院(yuan)、香港藝高工程有限(xian)公(gong)司,19945

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章