目前，在眾多污泥處理相關技術中，堆肥技術是相對工藝技術比較成熟，目前采用較多的污泥處理技術，但由于占地面積較大，運行過程中存在NH3、H2S等臭味氣體外排現(xiàn)象，項目選址一直是困擾此類技術推廣的瓶頸問題。能否借鑒地下式污水處理廠設計模式，設計建造地下式污泥堆肥處理廠?本文介紹了我國自主研發(fā)成功的SACT堆肥技術，為這一構想提供了可能。
一地下式堆肥系統(tǒng)
1.地下式建(構)筑物與地面建(構)筑物的區(qū)別
地下式堆肥系統(tǒng)建構造在地下，相比較地面建(構)筑物，要額外承受土壓力以及與地面功能相適應的其它動、靜載荷。并且由于考慮防腐等問題一般采用鋼筋砼結構形式。對于內部的操作人員來講，也需面對更高的環(huán)境、安全風險等級。
2.SACT高溫好氧發(fā)酵技術
SACT技術是地下式堆肥系統(tǒng)的核心技術，屬于動態(tài)高溫好氧發(fā)酵工藝技術的一個類型，作為工業(yè)化、工程化技術系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)技術主要改進體現(xiàn)在以下三個方面：
(1)動態(tài)隧道式發(fā)酵倉型。動態(tài)隧道式發(fā)酵倉型與傳統(tǒng)動態(tài)發(fā)酵槽相比，對占地面積，臭氣污染控制，車間結構形式三方面都進行了不同程度的優(yōu)化。如圖1所示。
(左)與傳統(tǒng)動態(tài)發(fā)酵槽 (右)現(xiàn)場圖
圖1 動態(tài)隧道式發(fā)酵倉
(2)全機械化流程。污泥堆肥全機械化流程需要至少八個目的不同但相互關聯(lián)的機械子系統(tǒng)配合完成，如圖2所示。
圖2 全機械化流程
(3)MCCD?！皺C械-建筑協(xié)同設計”簡稱MCCD，就是將整個建(構)筑物設計中融合建筑設計與機械設計理念、方法、過程，使機械與建筑設施共同完成建(構)筑物功能的設計過程。MCCD首先做到“機械設計建筑化”，在核心非標機械設計過程中，充分考慮到土建施工精度極限，在確保性能的前提下排除不必要的精度要求。MCCD其次要做到“建筑設計機械化”，在工程設計中充分考慮與機械得配合。
3.如何應用SACT技術實現(xiàn)高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)地下化
動態(tài)隧道式發(fā)酵倉型對車間結構進行了優(yōu)化，因此結構強度和防腐蝕水平明顯提升。全機械化流程可以擺脫操作過程對人員的依賴，從而大幅度降低了操作人員需面對的環(huán)境、安全風險。MCCD的引入，可極大壓縮系統(tǒng)無效空間，并且對堆肥系統(tǒng)除臭具有積極意義，在保障性能的前提下降低投資、減少占地面積。如圖3所示。
圖3 地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)效果圖
二地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)技術特點
1.地面占地面積小
采用地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)(流程如圖4所示)，地面僅需保留受料車間、設備安裝檢修口、排氣筒，設備安裝檢修口和排氣筒，并均可與綠化結合隱蔽設置。
2.密封性好，二次污染風險低
整個系統(tǒng)與外界環(huán)境僅有受料車間、設備安裝檢修口、排氣筒三個連通通道，其中設備安裝檢修口常年關閉、排氣筒上游為除臭系統(tǒng)，因此實際上僅有受料車間一處空氣外溢通道，整個系統(tǒng)自然形成一個封閉有序的通風系統(tǒng)。
圖4 地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)流程示意圖
3.節(jié)能降耗
高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)散熱主要分為兩個部分：建筑物散熱和空氣流通散熱;地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)可以有效降低建筑物散熱部分，實現(xiàn)降低能耗、提高產量、穩(wěn)定運行的目的。
三地下式高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)注意問題
1.設備的可靠性問題
由于地下空間有限，車輛與輔助機械進出不便，因此設備的可靠性要求高于地面系統(tǒng)。解決這一問題需從簡化流程工序，充分考慮備用系統(tǒng)和檢修需求;明確提出設備使用環(huán)境要求和可靠性要求;加強質量過程控制，以確保實現(xiàn)設計性能指標要求三方面入手。
2.有人區(qū)域通風問題
盡管實現(xiàn)全機械化流程，但仍需考慮應急情況下的處理措施，特別是有人進入區(qū)域的通風問題。解決這一問題應遵循三個步驟進行：第一，確定有人區(qū)域，包括可能有人區(qū)域，根據(jù)人員進入的可能性建立分級區(qū)域并標識;第二，建立應急情況下系統(tǒng)運行分級管理模式;第三，根據(jù)區(qū)域分級設置相應的強制通風設施。
3.建筑物防滲問題
在地下水位超過系統(tǒng)底板標高的情況下，應特別注意結構防滲，必要的時候應設置排水溝、集水坑等設施，確保雨季系統(tǒng)的正常運行。
四某污泥高溫好氧發(fā)酵系統(tǒng)設計方案
1.項目背景
某特大城市A區(qū)污水處理廠計劃在廠內進行污泥堆肥處理，日處理規(guī)模200t(含水率80%)。因廠址處于環(huán)境敏感區(qū)域，主要建(構)筑物采用地下結構形式，地面為道路綠化，總占地面積要求控制在10000m2以內。
2.工藝設計(如圖5所示)
圖5 地下式污泥堆肥系統(tǒng)工藝流程圖
本項目處理含水率80%的脫水污泥，脫水污泥送到位于地面的受料/混料間，在此與回流熟料及干物料按一定比例進入混料機混合，混合好的物料通過布料系統(tǒng)輸送到位于地下的好氧發(fā)酵倉內，在發(fā)酵倉內強制通風使物料充分好氧發(fā)酵，同時通過翻堆機翻拋作用使其均勻發(fā)酵并且使物料向倉尾移動;經14天左右的時間發(fā)酵后物料的含水率已降至40%以下，干燥后的物料一部分作為回流物料循環(huán)利用，一部分作為營養(yǎng)土輸出。
3.建筑設計
該項目主體位于地下，地面需要保留的建(構)筑物僅包括受料車間、變配電間、控制室、設備安裝檢修口、排氣筒等。建筑物特征如表1所示。
表1 建筑物特征表
4.工程總投資(如表2所示)
表2工程總投資估算表
五、結語
污泥問題提出已多年，但關于技術路線的爭論仍在持續(xù)，這種情況也制約著污泥處理行業(yè)的健康發(fā)展。近兩年，這一情況有所改變，無論是政策指導上還是行業(yè)認同上，以厭氧消化、高溫好氧發(fā)酵為代表的生物處理技術越來越占據(jù)主流位置。在這一背景下，如何集中力量，結合市場需求對現(xiàn)有技術存在問題進行重點攻關，是擺脫無休止爭論，加快污泥處理行業(yè)發(fā)展速度的關鍵。
以SACT技術為代表的機械化堆肥處理技術，為傳統(tǒng)高溫好氧發(fā)酵領域注入新的活力，其鮮明的技術特點和良好的可塑性為包括污泥在內的各領域堆肥應用提供了良好基礎手段也為與污水處理廠全地下式一體化規(guī)劃提供了新思路。
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