1 概述

北江水廠是佛山市三水區(qū)“村村通”重點(diǎn)供水工程，是進(jìn)一步確保三水區(qū)安全優(yōu)質(zhì)供水、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重點(diǎn)工程，工程首期供水能力為30×10⁴m3/d，遠(yuǎn)期供水能力為80×10⁴m3/d。項(xiàng)目以北江為水源，位于三水區(qū)蘆苞鎮(zhèn)劉寨村委會(huì)新譚村，供水服務(wù)區(qū)域?yàn)槿畢^(qū)中北部區(qū)域，供水范圍涵蓋西南街道、樂平鎮(zhèn)（三水中心科技工業(yè)園）、蘆苞鎮(zhèn)、大塘鎮(zhèn)以及南山鎮(zhèn)五個(gè)鎮(zhèn)，約526km2，服務(wù)人口為36.5萬。

自來水廠生產(chǎn)廢水中含有大量來自原水的污染物，生產(chǎn)廢水直接排放會(huì)對地表水體造成污染，因此需要對其進(jìn)行處理。自來水的污泥量受多種因素影響，包括原水水質(zhì)，水處理藥劑投加量、受用的凈水工藝和排泥的方式等。

2 工藝原理

離心式污泥脫水機(jī)的分離原理與普通的沉降離心機(jī)相同，也是靠離心沉降的原理來實(shí)現(xiàn)濃縮脫水。由于污泥濃縮的工藝要求高，決定了該類型的離心機(jī)必須具有小差速、雙向擠壓并且?guī)в凶詣?dòng)反饋調(diào)節(jié)裝置、推料功率自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｆ涔に囋頌椋捍幚淼奈勰嗯c一定劑量的高分子絮凝劑混合進(jìn)入離心機(jī)后，絮凝成的礬花在離心力場的作用下固液分離，由于離心機(jī)的差速較小，整個(gè)系統(tǒng)推料過程非常慢，以至于在螺旋葉片之間的污泥越積越多，當(dāng)螺旋錐段的葉片成全充滿時(shí)，就形成了雙向擠壓的狀態(tài)，這時(shí)脫水污泥被擠得非常干，當(dāng)污泥越積越多達(dá)到半堵塞狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)反饋裝置將差速自動(dòng)加大，推料功率增加，將擠干的污泥排出，從而達(dá)到污泥脫水的要求。

3 離心式污泥脫水機(jī)的應(yīng)用

離心式污泥脫水機(jī)具有工藝過程簡單、操作控制方便、自動(dòng)化程度高、耗藥量小、工作環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)。北江水廠采用佛山安德里茨有限公司制造的D5LL臥式螺旋離心機(jī)。D5LL離心式污泥脫水機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：

轉(zhuǎn)鼓長度：2600mm

額定扭矩：7960N·m

額定轉(zhuǎn)速：3000r/min

差速可調(diào)范圍：0～14r/min

在運(yùn)行過程中，北江水廠的污泥濃度在99.5%～97.5%（含水率）之間，產(chǎn)水后經(jīng)濃縮池濃縮的污泥經(jīng)D5LL離心式污泥脫水處理后，脫水泥餅含固率≥35%，達(dá)到了預(yù)期的濃縮脫水效果。

3.1 投藥量與脫水泥餅含固率之間的關(guān)系

投藥量對脫水泥餅含固率變化的影響比較大，但當(dāng)投藥量足夠大時(shí)，再增加投藥量對脫水泥餅含固率幾乎沒有影響。從工藝的要求和運(yùn)行成本上考慮，絮凝劑的投加量在2.5～5kg/TDS內(nèi)比較適宜。

3.2 螺旋差速與脫水泥餅含固率之間的關(guān)系

差速越大，推料速度越快，泥餅在機(jī)器中的停留時(shí)間越短，被擠壓的時(shí)間也越短，泥餅的含固率就低，分離水含固率就可能越大；反之，轉(zhuǎn)速差越小，污泥在離心機(jī)內(nèi)停留時(shí)間越長，固液分離越徹底。要得到理想的泥餅，較佳的差速為6～10r/min。

4 干泥產(chǎn)量的確定

4.1 計(jì)算法

根據(jù)投加混凝劑在混凝過程中的化學(xué)反應(yīng)、原水中懸浮固體對污泥量的貢獻(xiàn)及其他污泥的來源，可以近似地計(jì)算出污泥的產(chǎn)量。當(dāng)硫酸鋁用作混凝劑時(shí)，氫氧化鋁是形成污泥的主要產(chǎn)物。根據(jù)方程式的計(jì)量關(guān)系，投加1mg/L的Al₂(SO₄)₃·14H₂O會(huì)產(chǎn)生0.26mg/L左右的氫氧化鋁沉淀物。原水中的懸浮物因?yàn)樵诨炷胁话l(fā)生化學(xué)變化，它將產(chǎn)生相同重量的干污泥。其他水處理中的添加物，如高分子絮凝劑或粉末活性炭，也可認(rèn)為以1:1的比例產(chǎn)生污泥。

根據(jù)以上分析，可以建立干泥量的計(jì)算公式。同樣的分析也適用于鐵鹽作為混凝劑的凈水工藝。

4.2 干污泥量的計(jì)算

原水濁度與懸浮物換算系數(shù)為1.1。

藥劑投加量：北江水廠采用聚合氧化鋁作為凈水劑，投加量為1.68mg/L。

表1：北江水廠2010年1-6月的干泥量

采用重力濃縮池，濃縮后污泥含水率為99.5%～97.5%，而脫水離心機(jī)進(jìn)機(jī)含固率不宜小于3%，故取濃縮后污泥含固率為3%計(jì)算。北江水廠1#離心機(jī)處理的污水脫泥量為15～30m3/h，以每小時(shí)處理20m3計(jì)算，得出表2所示北江水廠的運(yùn)行時(shí)間。

表2：離心機(jī)運(yùn)行時(shí)間

從表2可見，河水處于低濁度期時(shí)，離心機(jī)每天需要處理的污水脫泥量少，運(yùn)行的時(shí)間短，不利于離心機(jī)的運(yùn)行，隔幾天才開一次機(jī)。

5 總結(jié)

（1）北江水廠排泥水處理工藝選擇合理，設(shè)計(jì) ，占地面積小，運(yùn)行管理方便，固液分離效果好，泥餅含固率高，分離水清，污泥回收率高。

（2）離心脫水機(jī)可作為北江水廠排泥水固液分離脫水機(jī)械，其密封運(yùn)行，操作方便，自動(dòng)調(diào)節(jié)差速，出泥含固率高，環(huán)境衛(wèi)生，耗藥量低，對進(jìn)泥含固率的適應(yīng)范圍寬，分離水質(zhì)好。

（3）根據(jù)水廠每天的處理水量、原水平均濁度及當(dāng)天的混凝劑投加量，可以計(jì)算出每天的干污泥量。然后對一段時(shí)期內(nèi)日干污泥量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，就可以得到平均每天的干污泥量和較高日的干污泥量。