摘要：污水二級(jí)生物處理廠的剩余污泥由比較松散的顆粒組成，含水率很高，大多在99%以上。濕污泥的體積往往為干污泥體積的十幾倍到幾十倍。在污泥干物質(zhì)中，含有55%-70%的有機(jī)物和較多的氮磷等營養(yǎng)成份以及致病菌、寄生蟲卵等有害物質(zhì)，其化學(xué)物質(zhì)極不穩(wěn)定，常溫下易腐敗變質(zhì)、散發(fā)臭氣，如不加處置或處置不當(dāng)，就會(huì)造成環(huán)境特別是地下水環(huán)境的二次污染，甚至傳播疾病。因此需要進(jìn)行污泥的濃縮、脫水、穩(wěn)定處理和最終處置以達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化以及最終資源化的目的。

關(guān)鍵詞： 濃縮 脫水 資源化

閔行區(qū)污水處理廠的污水日處理量在3.2萬m3/d左右,處理處置的污泥為A/O法和氧化溝法的剩余污泥，污泥的日產(chǎn)量在700m3/d左右，含水率在99.3%，有機(jī)物含量較為豐富。由于處理規(guī)模有限，考慮到運(yùn)行管理的復(fù)雜性和運(yùn)行成本，本廠將剩余污泥進(jìn)行濃縮、脫水等方法減量化處理后，再裝船外運(yùn)用于園藝的肥料，達(dá)到將污泥的資源化的目的，其中對(duì)污泥的減量化處理方案的選擇和污泥脫水成套設(shè)備的運(yùn)行管理較為關(guān)鍵。

一． 污泥減量化處理方案的確定

由于本廠剩余污泥的含水率較高，考慮到外運(yùn)方便和作為肥料的含水率要求，本廠決定先將剩余污泥進(jìn)行濃縮、脫水后再外運(yùn)處理。

1.污泥的濃縮方案

對(duì)于含水率較大的污泥為了減少后續(xù)工序的負(fù)擔(dān)，通常要進(jìn)行污泥濃縮，使污泥含水率降到98%-95%。由于本廠的剩余污泥含水率在99.3%左右，為保證后續(xù)脫水工藝的穩(wěn)定，需先對(duì)污泥進(jìn)行濃縮處理。污泥濃縮一般分為重力濃縮和機(jī)械濃縮兩種方式，其中重力濃縮具有工程投資和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，考慮到機(jī)械濃縮建造成本偏高等因素，本廠采用重力濃縮的方式對(duì)剩余污泥進(jìn)行濃縮處理。

2.污泥的脫水方案

為了進(jìn)一步減少濕污泥量便于后期處理或運(yùn)輸，污水處理廠的污泥一般都要進(jìn)行脫水，脫水后的污泥含水率可以達(dá)到65%-80%。本廠的污泥產(chǎn)量較大，外運(yùn)的污泥含水率要求在80%以下 ，能夠滿足這樣脫水程度要求的脫水機(jī)有板框壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)等。板框壓濾機(jī)為間歇性生產(chǎn)，占地、設(shè)備費(fèi)和基建投資較大。離心式脫水機(jī)連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大，所需基建投資少，占地少，操作環(huán)境衛(wèi)生條件好，自動(dòng)化程度高，操作簡單，國內(nèi)已較多采用，因此本廠污泥脫水采用離心式脫水機(jī)。

二.污泥脫水成套設(shè)備的運(yùn)行管理

1.污泥脫水工藝流程圖

污泥脫水裝置由五大部分組成（見附圖一）：

1） 污泥進(jìn)料系統(tǒng)；

2） 絮凝劑投配系統(tǒng)；

3） 污泥脫水主機(jī)（臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)）；

4） 脫水污泥輸送系統(tǒng)；

5） 電-液控制系統(tǒng)（全自動(dòng)PLC控制）。

2.污泥脫水成套設(shè)備的特點(diǎn)

1）脫水、澄清效果好

主機(jī)采用大長徑比、高轉(zhuǎn)速、小差速系統(tǒng)，大長徑比增加物料在機(jī)內(nèi)的澄清及脫水停留時(shí)間。高轉(zhuǎn)速具有很大離心力場(chǎng)，小差速減少螺旋對(duì)物料攪動(dòng)，增加脫水停留時(shí)間，從而提高污泥脫水與澄清分離效果。

2）推料力矩大，差速自動(dòng)調(diào)整，推料功率自動(dòng)補(bǔ)償，對(duì)物料濃度變化適應(yīng)性強(qiáng)
主機(jī)首次采用國際上先進(jìn)的液壓差速器，使主機(jī)具有很大的推料力矩（比一般機(jī)械差速器推料力矩大3-5倍），并具有推料功率自動(dòng)補(bǔ)償，差轉(zhuǎn)速可根據(jù)負(fù)載變化自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)，不易產(chǎn)生堵料情況。

3）機(jī)內(nèi)絮凝，降低加藥量

分離主機(jī)設(shè)計(jì)有機(jī)內(nèi)絮凝結(jié)構(gòu)，使一部分易分離的粗顆粒不經(jīng)絮凝部分先分離出來，由螺旋前節(jié)排走，不能分離的小顆粒與加入后段的絮凝劑接觸，產(chǎn)生礬花作進(jìn)一步分離，這大大降低了加藥量。

4）節(jié)能，耗電量小

分離主機(jī)，采用國際上最流行技術(shù)先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)，克服啟動(dòng)大慣性矩的功率消耗，其次采用液壓差速器克服大功率循環(huán)，大大降低了運(yùn)行的能耗。

3.污泥脫水裝置的工作原理

待處理的污泥由管道接入污泥進(jìn)料系統(tǒng)輸入端，經(jīng)污泥切割機(jī)對(duì)其中的長纖維等雜質(zhì)進(jìn)行切割粉碎，再由進(jìn)料泵（單螺旋泵）通過流量計(jì)計(jì)量后輸入污泥脫水主機(jī)（臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)）。絮凝劑在配藥箱中按一定比例稀釋并充分溶解攪勻后，進(jìn)入貯藥箱，由加藥泵控制，以脫水工藝要求的確定流量，經(jīng)稀釋后的絮凝劑進(jìn)入脫水主機(jī)與待處理污泥混合，使小顆粒絮凝成大顆粒，污泥經(jīng)脫水主機(jī)脫水處理后，被澄清的污泥由澄清液管道排出，脫水污泥則源源不斷地從脫水主機(jī)排渣口排出，再由泥餅輸送泵移送至指定地點(diǎn)外運(yùn)。待處理的污泥連續(xù)不斷地輸入，澄清液及脫水污泥則源源不斷連續(xù)排出，是一個(gè)全自動(dòng)的處理過程。整套裝置的加藥、進(jìn)料、污泥輸送及脫水主機(jī)的運(yùn)行狀況均由全自動(dòng)PLC電-液控制箱檢測(cè)、控制，使之成為全自動(dòng)的成套操作單元。該裝置具有手動(dòng)和自動(dòng)切換控制功能。

4. 工作參數(shù)的選擇和重要環(huán)節(jié)的控制

（1）．污泥進(jìn)料系統(tǒng)和配藥系統(tǒng)

1）污泥進(jìn)料流量（處理量）Q

進(jìn)料流量小，污泥在脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的軸向流速小，污泥在機(jī)器內(nèi)停留時(shí)間則長，分離效果提高；進(jìn)料流量增大，污泥在脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的軸向流速也增大，污泥在機(jī)器內(nèi)的停留時(shí)間減少，分離效果隨之下降。此外污泥進(jìn)料流量還受到脫水主機(jī)螺旋排渣能力的影響，當(dāng)污泥含固量較高，進(jìn)料量過大，會(huì)造成分離后的干污泥不能及時(shí)排出而引起脫水主機(jī)的堵塞，影響了分離效果。另外，污泥進(jìn)料量過多，也會(huì)影響絮凝劑的絮凝效果，污泥不能很好的絮凝，就無法達(dá)到最佳的分離效果。本廠的污泥進(jìn)料量一般在7-11m3/h之間時(shí)機(jī)器運(yùn)行較為穩(wěn)定,具體的流量根據(jù)剩余污泥的濃度和脫水的效果來進(jìn)行調(diào)試。

2)絮凝劑的作用原理

一般來說，污泥中的固體粒子越大，則越易分離，污泥中的固體粒子大小不一，則能被分離的極限粒子決定了最終的分離效果，部分小于極限粒子的小顆粒將會(huì)隨分離清液夾帶出去；污泥中的液相和固相的密度差越大，則分離越容易；污泥的粘度越小，則越易分離，反之則難分離。為了提高污泥的分離效果，本廠采用向污泥中投加絮凝劑的方法。

本廠采用的絮凝劑為水溶性高分子凝聚劑——聚丙烯酰胺（UBfloc），為陽離子型，主要的作用機(jī)理為電性中和作用和吸附架橋作用，由于陽離子型聚丙烯酰胺的分子量較低、粘度較小，所以配制濃度以0.2%為準(zhǔn)，但不應(yīng)超過0.4%，否則會(huì)引起管道的堵塞，具體的配置濃度根據(jù)污泥的濃度作相應(yīng)的調(diào)整。目前絮凝劑的配比濃度為0.2%。

3)加藥量Q

加藥量主要是根據(jù)進(jìn)泥的流量和泥質(zhì)作相應(yīng)的調(diào)整。目前本廠待處理的污泥主要來至于以下三部分:1)東區(qū)三槽式氧化溝工藝的剩余污泥；2）西區(qū)A/O工藝的剩余污泥；3）西廠初沉池的剩余污泥。由于三部分泥的粘度，濃度，顆粒大小，密度等不太一樣，所以給加藥量的調(diào)節(jié)帶來一定的困難，還需要進(jìn)一步摸索，才能達(dá)到最佳效果。另外，可采取一定的措施（如在儲(chǔ)泥池中曝氣）使待處理的污泥濃度、粘
度等較為穩(wěn)定再進(jìn)行脫水處理。如果加藥量過少，就無法達(dá)到很好的分離效果；反之，加藥量過多，就會(huì)產(chǎn)生膠體保護(hù)作用，也不利于達(dá)到一個(gè)很好的分離效果，同時(shí)還會(huì)增加運(yùn)行的成本。另外如果投加絮凝劑過量，脫水干污泥粘性會(huì)比較大，不利于排泥。目前根據(jù)進(jìn)泥，加藥量一般控制在1.1-1.3m3/h之間。

（2）污泥脫水主機(jī)

1）轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速n

隨著離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的上升，分離因素上升，分離效果也會(huì)提高，螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的差轉(zhuǎn)速隨之增大，處理能力加大，但離心機(jī)的振動(dòng)和噪聲也會(huì)隨之增大，使用壽命會(huì)有所下降，目前的離心機(jī)轉(zhuǎn)速一般在2000r/min左右。

2）轉(zhuǎn)鼓與螺旋的差轉(zhuǎn)速

差轉(zhuǎn)速小，螺旋對(duì)污泥的擾動(dòng)小，分離效果變好，脫水污泥在干燥區(qū)的停留時(shí)間時(shí)間長，含濕量減少，但脫水污泥的排渣能力下降，易產(chǎn)生堵料；反之差轉(zhuǎn)速大，螺旋對(duì)污泥的擾動(dòng)加大，分離效果變差，脫水污泥在干燥區(qū)的停留時(shí)間時(shí)間減少，含濕量加大，但脫水污泥的排渣能力增加。差轉(zhuǎn)速一般根據(jù)污泥的含固量大小來確定，含固量較大的選用較大的差速，含固量較小的選用較小差速。目前的差轉(zhuǎn)速一般在3-6r/min之間作調(diào)節(jié)，運(yùn)行較為穩(wěn)定。

（3）脫水污泥輸送系統(tǒng)

本廠采用BTE10-24型泥餅輸送泵，脫水后的污泥由輸送泵的葉輪輸送到輸送泵的密封倉內(nèi)進(jìn)行擠壓，產(chǎn)生一定的壓力，再通過管道輸送到船上，外運(yùn)作為園藝的肥料。具體見附圖二：

在采用這種方法排泥時(shí)，脫水后的污泥在封閉的管道里輸送，具有產(chǎn)生的臭氣較少，對(duì)環(huán)境的污染較小等優(yōu)點(diǎn)，但是本廠在實(shí)際運(yùn)行過程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生排泥不暢的現(xiàn)象。經(jīng)過分析認(rèn)為，排泥不暢問題主要是由于以下幾方面原因造成：

1）本廠輸送脫水污泥的管道比較長，轉(zhuǎn)彎比較多，造成管
道的阻力比較大；

2）脫水后的污泥腐蝕性還是比較強(qiáng)，管道經(jīng)過長時(shí)間的使用會(huì)產(chǎn)生腐蝕，從而增加了管道的摩擦阻力；

3）有時(shí)投加絮凝劑偏多的情況下，處理后的污泥粘性比較大，也增加了排泥的難度。

4）經(jīng)過一段時(shí)間的觀察，發(fā)現(xiàn)排泥不暢多發(fā)生在早晨開啟脫泥機(jī)后的一段時(shí)間里，后來分析發(fā)現(xiàn)主要是由于晚上停止脫泥機(jī)前，機(jī)器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行清洗，清洗后的剩余水和污泥都?xì)埩粼谫A泥箱中，如果早上一開機(jī)就正常進(jìn)料的話，很可能就會(huì)發(fā)生來不及排泥而堵塞的現(xiàn)象。

對(duì)于以上幾個(gè)問題，可以從以下幾個(gè)方面解決：

1） 盡量減少污泥管道的輸送長度和轉(zhuǎn)彎數(shù)；

2） 盡量采用耐腐蝕性較好的污泥輸送管道；

3） 摸索好合適的加藥量，盡量避免加藥量偏多的問題；

4） 目前通過改造，我們?cè)趦?chǔ)泥箱底部開通一條管道，每次 機(jī)器停機(jī)清洗完后再通過人工開啟閥門的方法，將清洗液回流到集水井中，已經(jīng)有效地解決了這個(gè)問題。

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