污泥厭氧消化一體化罐體在國內應用較多的為利浦(Lipp)罐，其具有施工周期短、造價相對較低、占地小等優點。該一體化裝備建造過程中薄鋼板(2~4mm厚)通過上下層之間的咬合形式螺旋上升，按“螺旋、雙折邊、咬合”工藝可建造成體積為100~5000m3的罐體。罐基礎底板為鋼筋混凝土結構，同罐體嵌固式連接，并密封處理。Lipp罐一體化厭氧消化設施宜建成地上式，基礎底板為淺埋式;在一體化厭氧罐運行過程中，罐內泥位相對較高，罐體及底板受力都較大;另厭氧罐下部設有的人孔、進料管、排渣管、循環管等工藝管道接口將使得罐底結構處于不利條件，因此在厭氧罐底部通常會設置一道環形圈梁，以限制罐體的變形。

(2)進料裝備——投配池中的污泥經污泥泵抽送到消化池，目前主流的污泥厭氧消化進料系統為間歇進料。近年來，隨著自控系統的逐漸重視，基于污泥流量質量控制的自動閥門廣泛用于消化系統自動進料控制。溢流管一般與進料裝備配套建設，以保證厭氧消化系統中液面的平衡，溢流管的直徑至少為25mm。

(3)攪拌裝備——通常用于維持消化系統的持續運轉和避免砂石和浮渣沉積。攪拌裝備一般置于池中心，當池子很大時，可設若干均布于池中的攪拌裝備。攪拌方法一般有泵攪拌和沼氣攪拌等。

泵攪拌通常指用泵將消化污泥從池底抽出，經泵加壓后送至浮渣層表面或者消化池的不同部位進行循環攪拌，常與進料系統和池外加熱系統合建，適用于小型消化池。沼氣攪拌是將消化池自身產生的一部分沼氣經過壓縮機加壓后通過豎管或池底的擴散器再送入消化池，達到混合攪拌的目的。沼氣攪拌有氣提式、豎管式、氣體擴散式和射流器抽吸沼氣式等四種形式。氣提式攪拌是將沼氣壓入消化池導流管的中部或底部，使沼氣與消化液混合，含氣泡的污泥即沿導流管上升，起提升作用，使池內消化液不斷循環攪拌達到混合的目的;豎管式攪拌根據消化池直徑大小，在池內均勻布置若干根豎管，經過加壓的沼氣通過配氣總管分配到各根豎管，從下端吹出后起到攪拌作用;氣體擴散式攪拌器是使經過壓縮的沼氣通過氣體擴散器與消化池內污泥混合，起到攪拌作用;射流式抽吸沼氣攪拌是用污泥泵從消化池直筒壁的三分之二處抽吸污泥，污泥抽出后壓入水射器的噴嘴，當污泥射入水射器的喉管時，形成很大的負壓，經過射流器抽吸池頂的沼氣，然后將混合污泥與沼氣射入消化池底，形成攪拌循環。

(4)沼氣收集裝備——用于收集存儲厭氧消化過程產生的沼氣，其有效容積可按日均產氣量的25%~40%來計算。大型污泥消化系統取低限，小型污泥消化系統取高限。按照儲氣壓力的大小可分為低壓式和中壓式兩種。

(5)沼氣凈化裝備——通常情況下包括沼氣的脫水、脫硫、脫二氧化碳過程。

沼氣脫水常見的方法有兩種：氣水分離器和凝水器。氣水分離器一般安裝在輸送氣系統管道上、脫硫塔之前，沼氣從側向進入氣水分離器，經過氣水分離器后從上部離開進入沼氣管網;沼氣凝水器類似于城市煤氣管道的凝水器，一般安裝在輸送氣管道的埋地管網中，按照地形與長度在適當的位置安裝。

沼氣中的硫化氫可通過脫硫洗滌塔去除，其可分為干式和濕式兩種。在常用的干式洗滌塔中一般裝填有飽和三氧化二鐵，俗稱海綿鐵。濕式洗滌塔一般用堿性液體來吸收硫化氫，該方法具有可長期連續運行、運行費用低、需要專人值守、裝備需要保養的特點。沼氣中的二氧化碳則主要通過堿液吸收去除。

(6)沼氣安全裝備——包括消焰器、安全閥、廢沼氣燃燒器、滴漏閥、氣壓指示表、冷凝液和沉渣貯存器、引火燃燒室和低壓逆止閥等。空氣中的沼氣達到一定濃度時具有毒性，達到一定的濃度比例后遇到明火有爆炸的風險，因此必須對沼氣安全裝備予以高度重視。

3  單元技術優勢及組合的必要性

3.1污泥熱水解技術的優勢

污泥熱水解技術具有如下優勢：

(1)安全性：污泥熱水解在反應釜中完成，無粉塵產生，運行狀況良好的裝備不存在爆炸危險;

(2)環保性：污泥熱水解反應在密閉反應器中進行，能迅速完成殺菌和除臭過程，后續污泥處理不會產生異味問題;另污泥處于高溫(160~190℃)高壓(約1.5MPa)環境下，細菌、病毒等基本均被滅活，因此經消化處理后的污泥細菌指標可達到美國EPA503中A級農用標準;

(3)資源化：熱水解過程中，污泥中的有機物得到釋放，增加了污泥中有機質(特別是可溶性有機物)的含量，強化了污泥的可生化性能，能很好地解決我國污泥中有機質含量較低的問題;

(4)高效性：通過蒸汽對污泥間接加壓加熱，可破壞污泥有機物高分子結構、膠體絮體等固相物質的持水結構;污泥熱水解預處理也可提高消化速率，減少污泥消化時間(15~18d);另熱水解后污泥的流動性更強，可提高進入消化池的污泥濃度(含固率可>10%)，減小約1/3的消化池容積。

3.2污泥厭氧消化技術的優勢

污泥在厭氧消化過程中，能夠實現污泥中有機物的高效能源化轉化，其主要的優勢在于：

(1)無害化：污泥在厭氧消化過程中，較高的溫度(中溫37℃，高溫75℃)能夠實現污泥中病原體的殺滅，并使得部分重金屬鈍化，處理后的污泥泥質明顯改良;

(2)減量化：污泥經良好的厭氧消化后，有機物去除率將達到40%~50%，體積也將減少為原來的30%~50%，減量化效果明顯;

(3)能源化：污泥在厭氧消化過程中單位質量揮發性固體(VS)產氣量可達0.5~0.75L/(gVS)。如大連夏家河污泥厭氧消化工程每日產氣量達3萬m3，經濟效益顯著。

3.3污泥熱水解和污泥厭氧消化技術結合的必要性

由于我國污泥中有機質含量的平均值低于歐美等發達國家，傳統的厭氧消化技術在處理污泥的過程中存在產氣率較低、運行效率低下等問題，部分污泥厭氧消化設施存在穩定運行難、系統易崩潰等現象。我國已建成的污泥厭氧消化裝備近50座，這些已經存在的污泥厭氧消化裝備正常運行的不足20座，與國外有明顯的差距。為了保證整個污泥厭氧消化系統的高效運行，實現污泥的穩定化和無害化處理處置，采用合理的預處理技術勢在必行。目前常用的污泥預處理技術主要包括堿處理、熱水解、超聲等。

編輯：汪茵