摘要：杭州七格污水處理廠污泥深度脫水工程于2010年6月投入試生產(chǎn)，已穩(wěn)定運行半年多，每天污泥處理量達(dá)到600t(含水率以80%計)，脫水泥餅含水率可控制在50%以下。該工程是目前國內(nèi)運行的最大污泥深度脫水工程，為我國污泥處理處置實踐走出一條創(chuàng)新之路。本文具體介紹了該工程的工藝流程、建設(shè)和運行情況，其經(jīng)驗可為同類工程實施提供借鑒。
關(guān)鍵詞：污水處理廠污泥,深度脫水,工程實例
在污泥脫水機械中，應(yīng)用最廣泛為帶式壓濾機和離心脫水機，這2種脫水機械處理后的泥餅含水率下限一般只能達(dá)到78%左右。板框壓濾機在污水廠污泥脫水應(yīng)用雖然較少，但國內(nèi)外的工程實踐表明，若采用石灰、鐵鹽或鋁鹽進(jìn)行調(diào)理，泥餅含水率的下限可以達(dá)到60%左右。然而板框壓濾前的傳統(tǒng)調(diào)理技術(shù)大量采用石灰、鐵鹽或鋁鹽，將增加污泥干固體量，降低污泥肥效和熱值。
脫水泥餅的高含水率，不但增加了運輸?shù)碾y度，而且給后續(xù)的污泥處理處置帶來極大的不便。堆肥時，滿足不了含水率的要求;填埋時，達(dá)不到垃圾填埋場的準(zhǔn)入條件;土地利用時，也不能滿足園林綠化和農(nóng)用的準(zhǔn)入條件;焚燒時，水分蒸發(fā)耗費過多的熱量，也更易造成尾氣污染。為此，國家環(huán)保部于2010年11月下發(fā)了(2010)157號文《關(guān)于加強城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》，明確要求出廠污泥含水率低于50%。
深度脫水是指脫水后污泥含水率達(dá)到60%以下，特殊條件達(dá)到50%以下平的污泥脫水。目前，國內(nèi)已有多家公司研發(fā)出深度脫水專利技術(shù)，并進(jìn)行了一定范圍的推廣和應(yīng)用。其中，根據(jù)杭州國泰環(huán)保股份有限公司專利技術(shù)建設(shè)的杭州七格污水處理廠污泥深度脫水工程，于2010年6月投入試生產(chǎn)，已穩(wěn)定運行半年多，泥餅含水率可控制在50%以下。該工藝的技術(shù)關(guān)鍵在于其創(chuàng)新的污泥預(yù)處理工藝，其調(diào)理作用主要是對污泥顆粒表面的有機物進(jìn)行改性，降低污泥的水分結(jié)合容量，同時降低污泥的壓縮性，使污泥滿足高壓力脫水過程的要求。
1.工程概況
杭州七格污水處理廠位于杭州市江干區(qū)下沙鄉(xiāng)七格村，污水廠占地約56.53hm。共分四期建設(shè)，已建成運行的一期和二期工程總設(shè)計規(guī)模為60萬m/d，實際處理水量約為55萬m/d。進(jìn)水CODcr濃度為400~500mg/L，以生活污水為主，包含下沙工業(yè)區(qū)的少量工業(yè)廢水。污水處理工藝采用AAO工藝，出水水質(zhì)按《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，處理后出水排入錢塘江。
該廠的污泥脫水設(shè)備采用5臺帶式壓濾脫水機和7臺臥螺離心脫水機，每天產(chǎn)生600t/d左右(含水率以80%計)的污泥，最高日產(chǎn)泥量曾達(dá)850t/d。脫水后泥餅含水率一般在80~85%之間，若運至垃圾填埋場直接填埋，其高含水率容易造成填埋作業(yè)困難，所以垃圾填埋場拒絕接受。在深度脫水工程投產(chǎn)之前，由于含水率不符合堆肥工藝的進(jìn)料要求，因此采用200畝空地先將濕泥曬干，再與雞糞等混合堆肥，給制肥廠的周邊生態(tài)環(huán)境安全帶來一定隱患。
鑒于該廠污泥處理處置存在的困難，一二期污泥深度脫水技改項目于2009年6月立項，2009年10月完成設(shè)計環(huán)評等前期工作，設(shè)計處理能力為350t/d。經(jīng)過兩個多月的建設(shè)，2009年12月即開始試車調(diào)試，并于2010年6月開始進(jìn)行試生產(chǎn)。目前該工程的實際平均處理能力已達(dá)到600t/d，日最高處理能力曾達(dá)到800t/d，脫水后泥餅含水率穩(wěn)定在50%以下。
該工程新建深度脫水機房總平面尺寸為20m×80m，其中預(yù)處理部分的平面尺寸為20m×24m，壓濾機占用的平面尺寸為20m×40m，脫水干泥儲存庫的平面尺寸為20m×16m。還建有脫水泥餅倉庫，平面尺寸為20m×32m。建有藥劑倉庫，平面尺寸為20m×32m。
若不計土地費用，該工程的總投資主要由設(shè)備和廠房組成，總計1450萬元。每噸濕泥(含水率以80%計)的運行成本為80元，其中運行電耗為6度/噸濕泥(含水率以80%計)，所需運行操作人員共計22人。
2.工藝流程
原脫水機房中設(shè)置的帶式壓濾脫水機和臥螺離心脫水機產(chǎn)生的污泥含水率為80~85%，這些濕污泥采用螺旋輸送器直接送至污泥調(diào)理系統(tǒng)，或者采用高密度泵先送入4臺250m的儲泥罐暫時儲存，再用螺桿泵送至污泥調(diào)理系統(tǒng)。污泥調(diào)理系統(tǒng)由轉(zhuǎn)化罐和穩(wěn)定罐2部分組成，污泥首先進(jìn)入有效容積25m的轉(zhuǎn)化罐內(nèi)，使藥劑與污泥混合均勻，由半固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài);然后與其他調(diào)理劑混合，在有效容積25m的穩(wěn)定罐內(nèi)進(jìn)一步處理。調(diào)理好的污泥經(jīng)高壓泵輸送到壓濾機進(jìn)行脫水，產(chǎn)生的干泥餅由皮帶輸送機送至干泥庫房后外運處置。調(diào)理過程中產(chǎn)生的臭氣用吸收塔處理后達(dá)標(biāo)排放。壓濾產(chǎn)生的脫水濾液返回污水處理系統(tǒng)中處理，脫水濾液CODcr在2000mg/L以下。深度脫水工藝流程如圖1所示。
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圖1污泥深度脫水工藝流程圖
Fig.1SchematicDiagramofEnhanceDewateringProcessatQIGEWWTP
主要處理設(shè)備的具體參數(shù)如下所示：
1)儲泥罐4臺，單臺有效容積250m，可暫時儲存污泥。
2)轉(zhuǎn)化罐4臺，單臺有效容積25m，藥劑與污泥在罐內(nèi)混合均勻，由半固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)。
3)穩(wěn)定罐4臺，單臺有效容積25m，藥劑與污泥在罐內(nèi)混合均勻，得到進(jìn)一步調(diào)理和穩(wěn)定。
4)壓濾機，采用6臺聚丙烯隔膜廂式壓濾機，濾布尺寸1500mm×1500mm，單臺壓濾機過濾面積500m，空壓機2臺，風(fēng)量5m/min。
5)臭氣處理系統(tǒng)臭氣采用4臺吸收塔處理后達(dá)標(biāo)排放。
3.運行情況
該廠的深度脫水工程于2009年12月開始試車調(diào)試，2010年6月進(jìn)行試生產(chǎn)。2010年8月的進(jìn)出泥數(shù)據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表1所示，深度脫水設(shè)施的設(shè)計處理能力為350t/d，但實際平均每天處理量達(dá)到635m，進(jìn)泥的含水率在76.9%~80.5%之間，壓濾機出泥的含水率在39.2%~44.0%之間。
表12010年8月現(xiàn)場進(jìn)出料含水率統(tǒng)計
Tab.1SludgeMoistureDataoftheFilterPressinAug,2010

項目	濕泥處理量(t)	進(jìn)泥含水率（%）	皮帶機卸料含水率（%）
平均值	635	78.9	42.3
最大值	806	80.5	44.9
最小值	381	76.8	39.2
樣本數(shù)	31	31	31

深度脫水后泥餅的相關(guān)理化、養(yǎng)分和穩(wěn)定化指標(biāo)，如表2所示。樣品中含水率指標(biāo)值能同時滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)(CJ/T309-2009)》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良用泥質(zhì)(GB/T24600-2009)》，但尚不能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)(GB/T23486-2009)》的限值。樣品中的有機質(zhì)(或有機物含量)和總養(yǎng)分偏低，但尚能滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)(GB/T23486-2009)》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)(CJ/T309-2009)》的要求。樣品中的種子發(fā)芽指數(shù)偏低，不能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的污泥腐熟度要求，因此必須再經(jīng)過堆肥處理后方可土地利用。
表2某污泥樣品的相關(guān)理化、養(yǎng)分和穩(wěn)定化指標(biāo)
Tab.2theQualityofSludgesampleafterEnhancedDewatering

樣品名稱	污泥（杭州）	園林綠化用泥質(zhì) （GB/T23486-2009）	農(nóng)用泥質(zhì)(CJ/T309-2009)
含水率	46.5%	<40%	<60%
pH	7.81	酸性土6.5~8.5；中堿性土5.5~7.8	5.5~9
電導(dǎo) （mS/cm）	3.59
種子發(fā)芽指數(shù)	22.61	大于70%	大于60%
有機物含量/（%）	32.0	≥25%	-
有機質(zhì)g/kg	219	-	≥200
全氮/（%）	1.62	總養(yǎng)分≥3%	總養(yǎng)分≥3%
總鉀/（mg/kg）	1.18×10
總磷/（%）	1.77

單獨評估污泥的重金屬水平，如表3所示，該廠的污泥能滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)(GB/T23486-2009)》中堿性土壤的對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。也可以滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)(CJ/T309-2009)》中的B級指標(biāo);該級別的污泥允許施用作物包括油料作物、果樹、餌料作物和纖維作物，但禁止在蔬菜和糧食作物上的應(yīng)用。
表3某污泥樣品的重金屬含量指標(biāo)(單位：mg/kg干基)
Tab.3HeavyMetalContentofSludgeSampleafterEnhancedDewatering(mg/kgDrysolid)

	含量	園林綠化要求 （GB/T23486-2009）		農(nóng)用要求(CJ/T309-2009)
		中堿性土壤（PH≥6.5）	酸性土壤（PH<6.5）	A級	B級
總鎳	39.28	200	100	100	200
總銅	414.6	1500	800	500	1500
總鋅	1017	4000	2000	1500	3000
總鉻	215	1000	600	500	1000
總鎘	9.44	20	5	3	15
總鉛	834.9	1000	300	300	1000
總汞	10.3	15	5	3	15
總砷	38	75	75	30	75

4.污泥處置
在深度脫水工程投產(chǎn)之前，該廠的污泥也是外運由公司制肥。由于污泥的含水率太高，進(jìn)入一次發(fā)酵的污泥混合料含水率超過70%。因此，原來采用200畝將濕泥曬干，再與雞糞等混合堆肥，最后造粒、烘干后用于園林綠化。在深度脫水工程投產(chǎn)之后，避免了污泥晾曬的環(huán)節(jié)，減少了污泥對周邊環(huán)境的影響。
5.結(jié)語
杭州市七格污水處理廠含水率為80%左右的濕污泥經(jīng)深度脫水處理后，泥餅含水率小于50%，即濕污泥體積可減量一半以上;污泥得到一定程度的穩(wěn)定，干泥餅遇水時不會因吸水而膨脹;污泥性狀由果凍態(tài)轉(zhuǎn)化為塊狀，方便了后續(xù)的處置。該工程是目前國內(nèi)正常運行的最大污泥深度脫水工程，為我國污泥處理處置的工程實踐走出一條創(chuàng)新之路。
參考文獻(xiàn)
1 Metcalf&Eddy,Inc. (2003) Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (Fourth Edition). McGraw-Hill, New York, USA
2 張辰 王國華 孫曉 污泥處理處置技術(shù)與工程實例 化學(xué)工業(yè)出版社2006年7月