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TCECS 20007-2021 城镇污水处理厂污泥厌氧消化工艺设计与运行管理指南.pdf简介：
TCECS 20007-2021，全称《城镇污水处理厂污泥厌氧消化工艺设计与运行管理指南》，是由中国建筑工业出版社出版的一份技术标准。这份指南主要针对城镇污水处理厂中污泥厌氧消化过程的设计和运行管理提供详细的指导和规范。
污泥厌氧消化是一种处理污泥的有效方法，它通过在无氧条件下，利用厌氧微生物分解污泥中的有机物，转化为可燃性气体（主要是甲烷）和稳定有机固形物，同时实现污泥的减量化和资源化。TCECS 20007-2021涵盖了污泥厌氧消化工艺的设计原则、工艺流程、设备选型、操作控制、监测评估、安全环保等方面的内容，对污泥处理工艺的设计者、运行管理人员和技术人员具有重要的参考价值。
该指南旨在确保城镇污水处理厂污泥厌氧消化系统的高效、稳定运行，减少环境污染，同时提高污泥资源化利用的经济性，符合我国环保和可持续发展的政策要求。
TCECS 20007-2021 城镇污水处理厂污泥厌氧消化工艺设计与运行管理指南.pdf部分内容预览：
Qmax Qw= C, X (Tw
：（Iw 3.锅炉供热 厌氧消化热源尽可能利用余热，或由沼气锅炉提供，同时需 考虑系统启动或应急时存在能量缺口，应设计天然气等备用热 源。根据加热介质，锅炉可采用热水锅炉或蒸汽锅炉。由于存在 热损失，设备应考虑10%～20%的富余能力。 （1）当选用热水锅炉时，锅炉的加热面积可按下式计算：
F=q Qmax E
式中：F 热水锅炉加热面积（m）； Qmax 最大耗热量（W）； 热水锅炉加热面的发热强度（W/m?），根据锅 炉样本采用； 9 热水供应系统的热损失系数，对于下行式系统 配水和回水干管敷设在管沟内时，采用1.28； 敷设在不采暖的地下室时，采用1.40。对于上 行式系统，回水干管敷设在管沟内时，采用 1.34；敷设在不采暖的地下室时，采用1.40。 实际设计时，通常可以根据制备热水所需的热量，再乘以热 水供应系统的热损失系数，通过计算，直接从样本中选用锅炉， 而不必计算出F值。
实际设计时，通常可以根据制备热水所需的热量，再乘以热 水供应系统的热损失系数，通过计算，直接从样本中选用锅炉， 而不必计算出F值。 （2）当选用蒸汽锅炉时DB64／ 700-2020标准下载，锅炉容量可按下式计算：
G(h"Ty 一h。) G1 r100
式中：G 蒸汽锅炉容量（即蒸发量）（kg/h）； h'Tv 饱和蒸汽含热量（蒸汽温度为Tv）（J/kg）； h'T。 锅炉给水（温度为T。）的含热量（J/kg）； r100 常压时100℃的水汽化潜热，为2256J/kg； G 实际蒸发量（kg/h），可按下式计算：
式中: h100 常压时锅炉产生蒸汽的含热量（J/kg
三、设备配置 锅炉供热设备的设置要求如下： （1）锅炉房宜设在污泥厌氧消化池附近，同时必须保持防 火、防爆距离； （2）锅炉房的结构和工艺布置，应符合现行国家标准《锅炉 房设计标准》GB50041的规定； （3）锅炉台数不宜少于2台，以免发生故障或定期检查时完 全停止供热： （4）锅炉的燃烧、温度、给水等操作，应能自动控制： （5）锅炉用水，应根据水质情况，设置软化装置。 加热管道的设置要求如下： （1）热水管道应根据管道长度设置自动排气装置； （2）在蒸汽管道中，为了不使分离出的冷凝水倒流，蒸汽管 道应按与蒸汽流动方向同向坡度安装，沿管道应设排除冷凝水的 措施； （3）加热管由于温度升高发生热膨胀，为防止管道伸缩或偏 心，应设置伸缩管； （4）当锅炉停止工作时，蒸汽管内出现负压，为防止污泥倒 人管内，应设置真空破坏阀
热交换器的设置要求如下： （1）热交换器应配备足够的切换设施，在平均需热量和最小 需热量之间调整； （2）热交换器的结构设计应使其易于清洗和防止堵塞； （3）热交换器的设计应符合现行国家标准《热交换器》 GB/T151的规定，螺旋板式热交换器的设计还应符合现行行业 标准《螺旋板式换热器》NB/T47048的规定。
二、沼气收集 厌氧消化池集气罩处的设计压力应控制在3kPa～4kPa。为 防止污泥和泡沫进入，沼气的出气口应高于最高污泥浮渣层 1.5m以上。由消化池出来的集气总管的直径按日平均产气量确 定，当采用沼气搅拌循环时，还应在管径计算中计入这部分气 量。集气管直径一般不应小于100mm，对于较大的沼气收集系 统，集气管直径应为200mm或更大。 沼气收集管道必须维持在正压条件下，防止由于不小心混人 周围的空气而发生爆炸，当空气中含有5%～14%（按体积计 的甲烷时即有爆炸的可能性。沼气管道中气体的设计流速不应大 于4ms，这是为了减少管道动能损失，并减少携带存水弯处产 生的湿气，从而减少对仪表、阀门、电机的腐蚀。沼气管道应沿 气流方向设置不小于1%的坡度以排除冷凝水，在低点、沼气压 缩机、沼气锅炉、沼气发电机、废气燃烧器、脱硫塔等设备的浴 气管线入口、干式气柜的进口和湿式气柜的进出口处都需设置冷 凝水去除装置。沼气管道不宜有U形管段，这主要是由于沼气 中的水分易在U形管段底端冷凝积存，导致沼气必须克服水柱 压力才能通过该管段。此外，沼气管道应确保有足够的支撑设 施，防止由于不恰当的安装、内部压力和地震所造成的破坏作 用；管道与设备宜采用柔性连接，防止地面沉降对连接部位造成 扭曲变形。 沼气是高湿度的混合气，无其是未净化的沼气中含有较多硫 化氢和水蒸气，具有强烈的腐蚀性，沼气收集系统应采用高防腐 等级的材质，沼气管道宜采用不锈钢管。在土壤氯离子含量较高 的地区，埋地沼气管道敷设前应对管道外壁采取防腐措施。 三、沼气贮存 沼气的贮存通过沼气柜实现，在系统中起到调节气量波动和 平衡系统压力的作用。当用气量小于供气量时，多余气体进入沼 气柜：当用气量大干供气量时，沼气柜中贮存的沼气用作系统的
1一进气管；2一溢流管；3一放空管；4一安全阀；
1一进气管；2一溢流管；3一放空管；4一安全阀：
5一钟罩：6一水槽：7一出气管
侧板；2一框顶；3一底板；4一活塞；5一活塞挡板； 外密封帘；7一内密封帘；8—T挡板；9一T挡板支架
密封帘：7一内密封帘：8—T挡板：9
气污染和火灾，沼气不得直接向天气排放，多余的沼气应采用 气燃烧器燃烧消耗。由于外燃式燃烧器明火外露，遇大风时易 成火苗或火星飞落，可能导致火灾，故应采用内燃式燃烧器。
：1防火间距按相邻建（构）筑物的外墙凸出部分、厌氧消化器外壁、气柜外 壁的最近距离计算：
JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》.pdf火炬或放散口与站内主要设施的防火
四、沼气净化 1.去湿和过滤 沼气中常携带杂质和水分，尤其在消化池运行初期或消化状 态不稳定时，杂质较多。去湿和过滤处理指采用水体分离器（过 滤器）和沉淀物捕集器来去除沼气中的水沫和沉淀物，可分为粗 过滤器和细过滤器。作用是避免导气管中积累水，进而溶解H2S 而腐蚀管道；当沼气被加压贮存时，为了防止水凝结冻坏贮气 罐，也必须对水蒸气进行去除。在脱水装置出口处的压力下，沼 气的水露点应比输送条件下最低环境温度低5℃。 2.脱硫 脱硫的作用是降低沼气中H2S含量，减少沼气对后续管道 和设备的腐蚀，延长设备的使用寿命，同时减小沼气燃烧产生的 烟气对大气的污染。 脱硫方式包括湿式脱硫、干式脱硫和生物脱硫，应根据沼气
湿式脱硫包括吸收和再生过程。吸收过程采用填充式喷淋洗 净方式，沼气从脱硫塔底部进入，上部排出；喷淋液则从脱硫塔 顶部喷入，与沼气逆向接触发生化学反应。再生过程在再生槽内 完成，通过自吸空气氧化再生析硫，脱硫液恢复吸收功能，单质 硫以硫泡沫的形式浮选出来，脱硫液接着循环使用。喷淋液的消 耗导致系统效率下降，应设计喷淋液自动补充系统，通过监测 pH值，自动补充新药液，以维持喷淋液的除H2S能力。 湿式脱硫属于粗脱硫，适用于处理量大、中高浓度H2S的 沼气脱硫，可处理H2S浓度范围从50mg/m3到50g/m3，去除率 可达到90%以上。但是药液成本较高：会产生废液问题，设计 时应考虑废液的收集和处理。 （2）干式脱硫 王式脱硫具收脱硫剂填充在脱硫塔内沼气和脱硫剂接触后
Fe2S3+3/202+3H20→Fe203：H20+2H20+3S 干式脱硫同样包括吸收和再生过程。吸收过程中，沼气从干
厌氧消化产生的沼气含有60%～70%的甲烷，经过净化的 沼气在特定反应条件下：全部或部分除去二氧化碳、氨、氮氧化 物和硅氧烷等多种杂质，可制成甲烷浓度为90%～95%以上的 天然气，成为清洁的可再生能源。 沼气纯化主要采用吸收法、变压吸附法和膜分离提纯法。 1.吸收提纯法 利用有机胺溶液（一级胺、二级胺、三级胺、空间位阻胺 等）与CO2的物理化学吸收特性，即在吸收塔内的加压、常温条 牛下与沼气中的CO2发生吸收反应进行脱碳。吸收富液在再生塔 内的减压、加热条件下发生逆向解吸反应，释放出高纯度CO2气 本，同时富液得到再生并循环利用。 2.变压吸附提纯法 利用吸附剂（如分子筛等）对CO的选择性吸附特点，即在 吸附剂上CO2相对其他气态组分有较高的分离系数，实现脱碳的 目的。吸附过程中，原料气在加压条件下，CO2被吸附在吸附塔 内，甲烷等其他弱吸附性气体作为净化气排出；吸附饱和后将吸 附塔减压甚至抽成真空使被吸附的CO释放出来。为了保证连续 处理要求，变压吸附法至少需要两个吸附塔。 3.膜分离提纯法 利用不同气体组分在压力驱动下通过膜的渗透性作用不同实 现提纯。CO2的渗透速度快，作为快气以透过气排出；甲烷的渗 透速度慢，作为慢气以透余气形式获得提纯产品气。为了提高甲 完气的浓度，常采用多级膜分离工艺
沼液性质 虽然沼液性质受污泥性质和厌氧消化过程影响比较大，但总 上沼液具有COD浓度高、可生化性差、氨氮浓度高、总磷浓
11典型工程沼液污染物浓度（mg/
沼液中所含杂质易造成沼液排放管堵塞。常见的沉淀物有鸟 粪石、蓝铁矿和碳酸钙DB35／T 1899-2020标准下载，形成这些沉淀物的成分存在于未消化的 污泥中，在消化过程中释放出来并转化为可溶性物质，这些可溶 性物质能发生反应和结晶。粗糙或不规则的表面以及弯头处是鸟 粪石等沉积物积累的易发处。 为保持沼液排放管的畅通，设计时需注意以下儿点： （1）沼液收集始端应设置集渣设施； （2）沼液排放管直径不小于150mm：