垃圾滲濾液污水處理廠厭氧罐檢修技術分析

劉 進

(深圳能源資源綜合開發有限公司，深圳 518000)

0 引 言

本污水處理項目采用“UBF中溫厭氧+MBR+納濾+反滲透+反滲透濃縮液蒸發結晶”的處理工藝，反滲透產水回電廠利用，濃水蒸發結晶提取鉀鹽鈉鹽，一段納濾濃水經過一、二段腐殖酸提取腐殖酸，厭氧產生的沼氣經過生物脫硫后進行發電，使垃圾瀝濾液無害化、資源化處理。處理后的出水水質同時滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)和《城市污水再生利用 工業用水水質》(GB19923-2005)的控制標準，本項目做到零排放，達到保護環境的目的。

1 厭氧系統簡介

1.1 系統工作原理

厭氧消化原理指在隔絕與空氣接觸的條件下，借助堿性菌、厭氧菌和專性厭氧菌的生物化學作用，對有機物進行生化降解的過程，具體分為以下兩個階段：

第1階段——水解產酸階段

污水中不溶性大分子有機物，如多糖、淀粉、纖維素、烴類(烷、烯、炔等)水解，主要產物為甲、乙、丙、丁酸、乳酸；緊接著氨基酸、蛋白質、脂肪水解生成氨和胺，多肽等。

第2階段——產氫產乙酸階段

在酸化階段，發酵細菌將有機物水解轉化為能被甲烷菌直接利用的第一類小分子有機物，如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等；第二類為不能被甲烷菌直接利用的有機物，如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等，不完全厭氧消化或發酵到此結束。

第3階段——產甲烷階段

生化過程是產甲烷細菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基質通過不同途徑轉化為甲烷，其中最主要的基質為乙酸。

階段產物甲酸、乙酸、甲胺、甲醇和等小分子有機物在產甲烷菌的作用下，通過甲烷菌的發酵過程將這些小分子有機物轉化為甲烷。所以在水解酸化階段COD、BOD值變化不很大，僅在產氣階段由于構成COD或BOD的有機物多以CO2和H4的形式溢出，才使廢水中COD、BOD明顯下降。

1.2 系統組成

厭氧預處理工藝主要包括六部分：(1)除渣預處理；(2)厭氧反應器；(3)厭氧出水豎流沉淀池；(4)熱交換器；(5)厭氧剩余污泥排放；(6)加藥系統。

來自垃圾焚燒發電廠的瀝濾液以及卸料平臺沖洗水通過除渣預處理系統至處理站瀝濾液調節池。除渣預處理以除去粒徑大于0.75 mm的固體顆粒物；在垃圾瀝濾液調節池內前端設置初沉池，配套污泥輸送泵，以截留瀝濾液中的污泥，減少調節池內污泥沉淀積累的速度，減輕清理工作量。

調節池中的污水由厭氧進水泵提升至厭氧布水系統，進入四座UBF厭氧反應器，每座反應器的有效容積為3 389 m3，且各自有獨立的水循環系統。厭氧反應器內部采用UBF形式：反應器下層為上流式污泥床，約占反應器總容積的15%～20%，中層為厭氧濾床，裝有軟性填料占總容積的35%。滲濾液經厭氧進水泵輸送進入反應器內，然后通過布水系統進行均勻分布。罐體上層為澄清區，部分出水回流，用以稀釋進水COD濃度，同時緩沖系統內的pH值，該回流比的具體調整視污泥流失情況而定。

由于厭氧對溫度波動較為敏感，為保證冬天厭氧能夠順利運行，厭氧反應器及循環管道設置保溫，并在冬天需要時，采用配套的沼氣發電機組余熱鍋爐循環熱水對厭氧系統進行加熱以保證厭氧反應溫度的穩定。

厭氧出水可能帶有部分厭氧污泥，因此厭氧出水首先進入豎流沉淀池進行除泥，豎流沉淀池的污泥循環回流至系統內或排到污泥池。

厭氧產生的沼氣輸送至沼氣利用系統。

2 主要設備簡介

厭氧反應器(厭氧罐)

UBF厭氧反應器結構如下圖所示，厭氧罐尺寸φ16.8 m×h17 m，有效池深15.3 m，設計循環流量115 m3/h，日處理水量為320 m3。為鋼質焊接構筑物，內壁采用環氧瀝青防腐，內部5.5～10.5 m處為填料層，填料材質為PE。它整合了上流式厭氧污泥床(UASB)與厭氧濾池(AF)的技術優點：相當于在UASB裝置上部增設AF裝置。將濾床(相當于AF裝置，內設填料)置于污泥床(相當于UASB裝置)的中上部，由底部進水，于上部出水并集氣。流程簡圖如下：

在UBF反應池底部設置多個環形布水系統進水由與厭氧循環泵回流水一起進入環形布水器均勻布水。填料層、上部澄清區以及沼氣室相當于UASB中的三相分離器。進行固、液、氣的分離。出水由UBF反應池頂部出水。排泥采用自動控制系統進行控制。

底部進水上部出水可增強對底部污泥床層的攪拌作用，使污泥床層內的微生物同進水基質得以充分接觸，從而達到更好的處理效率并有助于顆粒污泥的形成；在反應器上部設置的濾床中．微生物可附著在濾床的填料(濾料)表面得以生長形成生物膜，濾料間的空隙可截留水中的懸浮微生物。從而可進一步去除水中的有機物質；同時于上部出水并集氣的構造使得反應器內的水流方向與產氣上升方向相一致，可減少設備阻力從而降低了設施堵塞的機率；更重要的是由于濾料的存在，加速了污泥與氣泡的分離。從而極大地降低污泥的流失，反應器容積可得到最大限度的利用。反應器積聚微生物的能力大為增強。可使反應器達到更高的有機負荷。設計UBF厭氧反應器部分出水回流，用以緩沖進水污染負荷變化，同時緩沖堿度。

UBF厭氧填料選型應避免短流、結團、生物膜難以附著或難以脫膜等情況發生，因此，本項目設計采用的UBF厭氧反應器采用軟性帶狀膜條填料，該型填料具有以下優點：輕靈密實，安裝非常方便；膜條堅固，不易斷裂，使用壽命也較長；在條中內設有防伸縮塑料袋，增強膜條的穩定性,并確保其固定長度；其空隙可變、不堵塞、不易結團，比表面積大，設計為100 m2/m3的生物量生長表面，生物膜生長快，脫膜容易，生物膜生長更新良好。

3 厭氧罐運行過程中常見問題

運行中厭氧罐存在以下問題：

(1)厭氧循環流量自投運以來逐步降低，循環流量從150 m3/h降低80 m3/h，布水管結垢堵塞嚴重，雖然通過定時疏通有一定的緩解，但疏通難度逐漸加大疏通頻率變高。

(2)厭氧罐底污泥堆積嚴重，排泥罐時常堵塞，現在罐內的污泥高度不明。

(3)填料層可能結垢、板結、墜落風險。

4 厭氧罐檢修項目：

(1)檢查厭氧罐內部填料情況。

(2)檢查厭氧罐內部防腐層。

(3)檢查厭氧罐內部支撐層、支撐梁。

(4)疏通厭氧布水管、更換循環管。

(5)檢查厭氧罐內底部積泥情況并清理。

(6)檢查厭氧排泥管堵塞情況。

(7)對系統閥門清理更換。

(8)厭氧進水管改造。

5 檢修工作進程

項目部在檢修合同簽訂后與施工單位積極接觸對于施工的開工日期進行確認。開工前對施工單位提交的施工方案進行詳細審核，并提出修改意見。在審定施工方案后，組織檢修人員進場作業。

(1)厭氧罐放空、污泥清理干凈。

厭氧罐內污水先行進行放空，放空后對厭氧罐內污泥進行清理。采用人工裝袋及泥罐車抽吸運送的方式進行清理。

(2)厭氧循環管拆除檢查更換。

厭氧循環管拆除清理后檢查發現原有管道經過酸洗除垢后內壁有明顯腐蝕現象。考慮到厭氧系統結垢嚴重，酸洗頻率較高。決定將其更換為耐酸堿腐蝕的PE管，為便于拆洗增加法蘭連接頭。

(3)填料層檢查清理更換

完成污泥清理工作后對填料層進行檢查，發現存在明顯的板結象。填料檢查中發現填料上結垢層厚度在5～10 mm之間，填料帶大部分呈現板片狀，部分填料纏繞一起形成紙巾20 cm左右泥柱狀。填料清理完成后更換新填料，共計28袋2 800 m。

(4)厭氧罐罐壁清理、防腐層檢查修復、焊縫檢查

厭氧罐內壁上附著污泥使用高壓水沖洗，使污泥及結垢層掉落，厭氧罐內壁結垢層厚度2～5 mm之間，與罐壁間結合松緊不一，部分易脫落，對于附著緊密的結垢層經刮刀清理試驗易損壞防腐層，決定予以保留。厭氧罐內部支撐柱、填料層支撐架等結構完好無明顯變形。檢查厭氧罐內防腐層，罐底由于清泥及清填料操作有部分表面磨損，填料層支架上1.8 m處罐壁部分位置有刮擦痕跡。對上訴防腐破損點進行修復。

(5)厭氧底部排泥管檢查疏通、厭氧頂部布水管檢查清理

對厭氧排泥管道進行拆洗檢查，發現厭氧排泥管內無明顯結垢現象主要為污泥堵塞，用高壓水沖洗后干凈無堵塞。對厭氧頂部布水管拆洗中發現內壁結垢嚴重，最高厚度達10 mm以上，利用稀硝酸浸泡酸洗后可清洗干凈。

(6)清洗更換排泥管及循環管閥門，清理頂部溢流槽

厭氧罐所屬閥門進行拆洗檢查，更換損壞閥門。清理厭氧出水溢流槽。

6 檢修恢復試運

厭氧罐經過試壓、清水試驗后恢復系統運行。對比之前運行參數厭氧進水泵由于進水點變化進水壓力有明顯上升現象。其他運行參數正常。

7 結束語

通過對厭氧罐的檢修，讓我們對厭氧罐內部運行工況有了一個直觀的認識。

(1)厭氧罐內部積泥現象嚴重，厭氧罐檢修前一個月加強排泥。當污水放空后罐內污泥仍然有1.8 m的污泥。

(2)厭氧罐內部填料結垢板結嚴重，所有填料都有不同程度的結垢現象，部分填料由于水流擾動，纏繞在一起形成泥柱。檢修中未發現有填料由于結垢自身重量加重導致斷裂掉落現象。

(3)厭氧罐內部防腐層未發現有明顯的腐蝕現象，運行良好。

(4)厭氧罐底部排泥管無結垢堵塞現象，主要是由于厭氧罐底部污泥堆積過高污泥濃度高粘度大導致。

(5)厭氧罐內部支撐結構牢固完好無變形現象。

(6)厭氧罐內部焊縫完好。