綠色低碳的污泥處理工程

污泥處理智控當(dāng)家，滿足綠色、循環(huán)、低碳要求——南方某市污水處理廠污泥處理工程，是亞洲最大的單體污泥項目，也是污泥領(lǐng)域的標(biāo)桿項目。該項目設(shè)計處理規(guī)模為每年204 t干污泥（實際運行中在180 t以上），該市中心城區(qū)的12家污水廠所產(chǎn)污泥均在此處理。

在“十三五”期間，污水處理設(shè)施建設(shè)實現(xiàn)了由“規(guī)模增長”向“提質(zhì)增效”轉(zhuǎn)變，由“重水輕泥”向“泥水并重”轉(zhuǎn)變。據(jù)該市市政工程設(shè)計研究總院介紹，將按照“綠色、循環(huán)、低碳”的總體要求確定這一項目污泥處理處置的技術(shù)路線。項目不僅要滿足國家“泥水同步”、“泥水一體”的要求，同時還需兼顧污水處理與臭氣處理，打造從污水輸送、污水處理、污泥處理處置的全過程產(chǎn)業(yè)鏈。

該城市污泥處理工程總體處理流程為“濃縮-脫水-厭氧消化-污泥干化-土地利用-填埋”消化與干化有機結(jié)合、環(huán)環(huán)相扣；污泥厭氧消化系統(tǒng)有機降解率達40%；污泥干化系統(tǒng)可將含水率降至10%以下；深度脫水系統(tǒng)出泥含水率低于60%。

根據(jù)對當(dāng)?shù)仄瑓^(qū)污泥泥量、泥質(zhì)和現(xiàn)狀設(shè)施的運行評估，以及對國內(nèi)外先進理念和工程實踐的借鑒，經(jīng)過深入論證，決定在該處理廠內(nèi)采用單獨干化焚燒的工藝。

此項目中的污泥處理系統(tǒng)工藝包括重力濃縮、機械濃縮、厭氧消化、離心脫水、污泥于化以及深度脫水系統(tǒng)，較好地結(jié)合了污泥消化處理工藝與污泥干化工藝。污泥消化處理產(chǎn)生的沼氣供熱用于污泥干化處理，污泥干化處理的熱量回收用于污泥的加熱處理，干化余熱回收可降低干化處理耗能，降低運行成本。

在對國內(nèi)外污泥處理經(jīng)驗進行總結(jié)提高的基礎(chǔ)上，在這一項目中采用了實現(xiàn)節(jié)能減排、循環(huán)利用的污泥處理最佳可行技術(shù)。污水處理過程中產(chǎn)生的原生污泥經(jīng)過污泥厭氧消化/干化工藝處理后，可資源化做土地利用。該工藝路線對污泥進行了穩(wěn)定化、減量化、無害化處理，使之全面達到國家標(biāo)準(zhǔn)，并便于實現(xiàn)污泥建材利用等資源化。

此污泥處理項目的處理規(guī)模大，重要程度高，肩負(fù)該市最重要的污泥處理處置任務(wù)，因此采用了高執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，項目煙氣處理及臭氣處理均執(zhí)行世界最嚴(yán)排放標(biāo)準(zhǔn)等諸多方面的挑戰(zhàn)。同時，圍繞污泥干化焚燒工程特點難點，設(shè)計團隊提出有針對性的建立工藝模型信息應(yīng)用策劃，使自控系統(tǒng)應(yīng)用貼合工藝實際，為污泥處理工藝提供精準(zhǔn)的服務(wù)。

基于這些挑戰(zhàn)，羅克韋爾自動化為該項目提供了智慧水務(wù)解決方案，根據(jù)項目復(fù)雜的工藝過程，進行了自動控制系統(tǒng)方案的設(shè)計，利用羅克韋爾自動化 PLC強大的實時數(shù)據(jù)采集以及控制功能，借助于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊，并利用FactoryTalk 組態(tài)軟件進行圖形化方式的監(jiān)控，實現(xiàn)分散式控制、集中化管理，不斷提高自動化水平，優(yōu)化工藝控制過程，實現(xiàn)工作強度的降低、污泥處理效率的提高。

羅克韋爾自動化提供了以可編程序控制器為基礎(chǔ)的 SCADA 集散控制系統(tǒng)，作為污泥處理工程機械“濃縮 + 消化 + 干化處理工程”的自動控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制站，系統(tǒng)集控制、數(shù)據(jù)采集功能為一體，采用“集中監(jiān)測、分散控制”的原則，由中央監(jiān)控工作站和現(xiàn)場分散設(shè)備組成全工藝的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，完成系統(tǒng)自控系統(tǒng)工程的過程控制、工藝流程顯示、設(shè)備運行狀態(tài)的檢測及故障報警。作為“集中處理、分散控制”的原則下的分散控制部分，按照工藝的要求設(shè)置9個現(xiàn)場控制站，各現(xiàn)場控制子站的信號通過冗余性的光。OLE DB、ODBC等通用SQL數(shù)據(jù)訪問接，可以實現(xiàn)對海量歷史數(shù)據(jù)的高速SQL檢索，實現(xiàn)各種高級的實時歷史數(shù)據(jù)挖掘與分析。

PowerFlex中壓變頻器、低壓變頻器在項目中的應(yīng)用，也讓變頻技術(shù)的諸多優(yōu)點體現(xiàn)得淋漓盡致,不僅能實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)，而且還具有“軟" 啟停功能，避免電流沖擊，延長電機使用壽命，節(jié)能降耗；項目中使用了大量的羅克韋爾自動化公司PoweFlex70系列變頻器，PowerFlex 系列內(nèi)嵌了DriveLogix功能，與ContolLlogix同屬一個平臺，可使用相同的開發(fā)軟件編程調(diào)試，大大提高了調(diào)試和將來運攤的效率。

污泥處理工程系統(tǒng)架構(gòu)圖

項目完工后，污泥厭氧消化系統(tǒng)由勻質(zhì)池。消化池、沼氣處理。沼氣利用及加熱系統(tǒng)組成。工藝對濃縮后的污泥進行一級中溫厭氧消化，降解污泥中的VSS（可揮發(fā)性固體），產(chǎn)生沼氣供消化熱水鋼爐，干化導(dǎo)熱油鋼爐利用。

這一污泥項目的數(shù)座污泥消化池采用蛋形結(jié)構(gòu)矗立在園區(qū)中，蛋形消化他的單池容積為12 400 m2，總?cè)莘e為99 200 m2，池體最大直徑為25m，高度為44 m。進入消化池的污泥含水率為95%，消化溫度為35℃，污泥停留時間為24.3d，有機負(fù)荷為121 kgVSS/(med)，每日可產(chǎn)生沼氣44 512 m3。

消化處理后的污泥產(chǎn)量為1天151 t干污泥，消化池降解率達到40%的運行指標(biāo)。污泥干化系統(tǒng)采用流化床干化工藝，通過沼氣鋼爐導(dǎo)熱油干化污泥，設(shè)計處理能力64.6 t DS/d,利用污泥消化系統(tǒng)所產(chǎn)沼氣作為能源，天然氣作為備用能源， 經(jīng)干化處理后的污泥含水率降至10%以下，后混處理后含固率大于70%的污泥外運送往該市老港垃圾填埋廠填埋，不僅完美地滿足了該項目的設(shè)計要求，也為“綠色、循環(huán)、低碳”的發(fā)展方向作出了貢獻。