1 改造前污水處理廠污泥脫水系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 基本流程

原有污泥脫水系統(tǒng)剩余污泥來源于污泥回流池，經(jīng)剩余污泥泵抽吸污泥回流池中污泥至污泥儲(chǔ)存池作臨時(shí)儲(chǔ)存，儲(chǔ)存池深5m，地面超高0.5m，池中配有攪拌器，對(duì)剩余污泥進(jìn)行連續(xù)攪拌、均質(zhì)。儲(chǔ)存池中剩余污泥經(jīng)螺桿污泥泵抽吸至帶式脫水機(jī)絮凝反應(yīng)器與熟化好的濃度為1‰左右的絮凝劑進(jìn)行反應(yīng)，形成的污泥絮體進(jìn)入污泥預(yù)濃縮轉(zhuǎn)筒進(jìn)行預(yù)濃縮，預(yù)濃縮后的污泥再進(jìn)入帶式脫水機(jī)進(jìn)行脫水。

原有污泥脫水系統(tǒng)主要設(shè)備有2臺(tái)帶式壓濾脫水機(jī)、3臺(tái)污泥螺桿進(jìn)料泵、3臺(tái)絮凝劑螺桿進(jìn)料泵和2臺(tái)絮凝劑配制機(jī)。

1.2 存在問題

原有污泥脫水系統(tǒng)主要存在以下問題：

①污泥螺桿進(jìn)料泵入口處為負(fù)壓，污泥螺桿泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)泵體容易出現(xiàn)高溫報(bào)警，需經(jīng)常交替使用不同污泥螺桿泵，才能緩解泵體高溫問題，人工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視強(qiáng)度大。

②污泥儲(chǔ)存池未有濃縮污泥功能，進(jìn)入帶式脫水機(jī)的污泥濃度一般為6～8g/L，污泥脫水效率不高。

③帶式脫水機(jī)已使用超過8年，無法滿足污水處理廠日漸增多剩余污泥脫水需求，加之進(jìn)水中氯離子濃度較高，帶式壓濾脫水機(jī)腐蝕嚴(yán)重，亟待更換。

2 污泥脫水系統(tǒng)改造方案

2.1 改造污泥儲(chǔ)存池

原有污泥儲(chǔ)存池尺寸為7m×7m×5.5m，池中配有攪拌器1臺(tái)，結(jié)合原有污泥儲(chǔ)存池的特點(diǎn)，作如下改造：

（1）制作4個(gè)鋼筋混凝土空心四棱臺(tái)預(yù)制件作為污泥濃縮斗，棱臺(tái)上四邊邊長(zhǎng)為3.4m，棱臺(tái)下四邊邊長(zhǎng)為0.5m，棱臺(tái)側(cè)面與水平面為50°，棱臺(tái)高為1.8m，棱臺(tái)共有4個(gè)梯形鋼筋混凝土側(cè)面，上下兩面空著。4個(gè)預(yù)制件污泥濃縮斗制作好后，整體吊至儲(chǔ)存池底部并用混凝土固定好，改造后池體底部可實(shí)現(xiàn)污泥重力濃縮。

（2）剩余污泥排入污泥儲(chǔ)存池的位置調(diào)至池體中心，以實(shí)現(xiàn)對(duì)4個(gè)污泥濃縮斗均勻配泥，并增設(shè)1個(gè)直徑0.9m、高1.2m不銹鋼緩沖空心圓筒，剩余污泥管套在不銹鋼緩沖空心圓筒中，并與池面垂直，末端設(shè)有緩沖環(huán)狀板，以降低排泥時(shí)對(duì)水體的擾動(dòng)。

（3）4個(gè)濃縮斗中沿著側(cè)面敷設(shè)4條對(duì)稱的濃縮污泥排放明管，匯總為一條濃縮污泥排放總管接至污泥螺桿進(jìn)料泵，經(jīng)其抽入離心機(jī)進(jìn)行脫水處理。儲(chǔ)存池頂部四邊處增設(shè)上清液出水堰板。上清液經(jīng)堰板溢流匯入上清液收集總管，上清液可自流重新回到進(jìn)水泵站。

（4）4條濃縮污泥排放明管均設(shè)開關(guān)，可控制排放不同濃縮斗中的濃縮污泥；且4條濃縮污泥排放明管中配有反沖洗氣體入口和控制開關(guān)，當(dāng)濃縮污泥排放明管發(fā)生堵塞時(shí)，使用空壓機(jī)鼓入高壓氣體，利用高壓氣體反向疏通底部管道污物，操作簡(jiǎn)便。

2.2 新增臥式螺旋離心機(jī)

2.2.1 離心機(jī)選型

離心脫水機(jī)體積小，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，車間臭氣少，環(huán)境衛(wèi)生，自動(dòng)化操作程度高，管理簡(jiǎn)便，生產(chǎn)能力大，為不少污水處理廠污泥脫水系統(tǒng)升級(jí)改造的首選設(shè)備之一。離心機(jī)的選型必須結(jié)合污水處理廠自身的污泥性狀來選擇，對(duì)于無初沉池的，且活性污泥有機(jī)成分比例大于60%、污泥泥齡較長(zhǎng)的污水處理廠需要選擇轉(zhuǎn)速較高的離心機(jī)，具體選型時(shí)需綜合考慮離心機(jī)的進(jìn)料流量、絕干固體進(jìn)料量、固體回收率、泥餅含固率、主電機(jī)和副電機(jī)功率、核心部件材質(zhì)、轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑、長(zhǎng)徑比及自動(dòng)控制程度等。

2.2.2 認(rèn)識(shí)離心機(jī)性能參數(shù)

對(duì)離心機(jī)性能參數(shù)的正確認(rèn)識(shí)是順利完成污泥離心脫水的關(guān)鍵，生產(chǎn)操作人員上崗操作之前必須接受離心機(jī)運(yùn)行操作培訓(xùn)，熟悉離心機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)。主機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了污泥在離心機(jī)內(nèi)部受到離心力的大小，越高的主機(jī)轉(zhuǎn)速，排出離心機(jī)的泥餅越干，可處理污泥量也隨之上升。差速越低，泥餅被螺旋推出離心機(jī)的速度越慢，泥餅在離心機(jī)內(nèi)部停留時(shí)間相對(duì)變長(zhǎng)，產(chǎn)生的泥餅越干，泥餅含固率越高，但分離液會(huì)比較混濁，固體回收率降低；反之亦然。泥餅含固率和分離液的清澈度是相互矛盾的，調(diào)試離心機(jī)時(shí)需找出兼顧兩者平衡點(diǎn)的差速。離心機(jī)參數(shù)的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)可參考相關(guān)文獻(xiàn)，本文不作贅述。

2.2.3 合理選擇絮凝劑

選擇適用于污水處理廠污泥的絮凝劑對(duì)離心機(jī)調(diào)試成敗起著關(guān)鍵作用，必須經(jīng)過嚴(yán)格篩選才能長(zhǎng)期穩(wěn)定使用。在絮凝劑篩選過程中需觀察絮凝劑與污泥的反應(yīng)速度、形成污泥絮體的結(jié)實(shí)程度等等，絮凝劑選型工作應(yīng)由絮凝劑供應(yīng)商、離心機(jī)廠家以及污水處理廠工作人員共同完成，綜合各方意見后才能確定脫水效果較佳的絮凝劑。

絮凝劑篩選的具體步驟是：燒杯試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)試驗(yàn)和上機(jī)試驗(yàn)。燒杯試驗(yàn)的主要目的是識(shí)別適用于所在污水處理廠活性污泥脫水用的可能的絮凝劑種類，主要是通過查看燒杯試驗(yàn)過程中形成污泥絮體的反應(yīng)速度、污泥絮體體積大小及其結(jié)實(shí)程度，這些關(guān)注點(diǎn)在燒杯試驗(yàn)過程中科觀測(cè)到，通常以形成污泥絮體時(shí)燒杯之間相互傾倒的次數(shù)來量化反應(yīng)時(shí)間快慢，以污泥絮體破碎時(shí)燒杯之間相互傾倒的次數(shù)來衡量污泥絮體的結(jié)實(shí)程度。但是由于燒杯試驗(yàn)的操作條件與污泥脫水離心機(jī)的工況差別較大，燒杯試驗(yàn)識(shí)別出來效果理想的絮凝劑若直接上機(jī)調(diào)試的話，離心機(jī)運(yùn)行效果包括分離液渾濁度、固體回收率、離心機(jī)處理能力等未必一定理想。

為模擬離心機(jī)的離心分離效果，確保絮凝劑選型正確， 提出使用實(shí)驗(yàn)室小型離心機(jī)對(duì)污泥絮體進(jìn)行離心分離以篩選適用絮凝劑。通過實(shí)驗(yàn)室小型離心機(jī)模擬污泥絮體在真正離心機(jī)內(nèi)所承受的分離因素和分離作用時(shí)間，經(jīng)分離作用后觀察添加不同絮凝劑形成的泥餅的密實(shí)程度，并用力搖晃分離瓶一次，進(jìn)一步觀察泥餅被打散難易程度及散開的污泥絮體大小，泥餅不易散開且散開部分污泥絮體較小來判斷適用的絮凝劑，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)比選確定適用絮凝劑再進(jìn)行上機(jī)試驗(yàn)。上機(jī)調(diào)試結(jié)果表明，燒杯試驗(yàn)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)試驗(yàn)可更有效篩選出適用的絮凝劑，離心機(jī)分離液清澈度較為理想，固體回收率可穩(wěn)定高達(dá)98%以上。

結(jié)合燒杯試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)試驗(yàn)和上機(jī)試驗(yàn)，可在非常短的時(shí)間內(nèi)完成適用絮凝劑的選型工作，可大大縮短離心機(jī)調(diào)試時(shí)間，實(shí)踐表明是非常有效的方法，可供同行參考借鑒。

2.2.4 絮凝劑的投加位置

絮凝劑的不同投加位置會(huì)對(duì)絮凝劑的適用性和絮凝劑用量有較大影響，一般而言與污泥絮凝反應(yīng)快的絮凝劑投加位置應(yīng)越靠近離心機(jī)內(nèi)部，新型離心機(jī)其絮凝劑的投加點(diǎn)設(shè)計(jì)在離心機(jī)內(nèi)部，絮凝劑與污泥迅速反應(yīng)形成絮體，經(jīng)離心力作用可立即完成泥水分離。實(shí)踐表明，在相同進(jìn)料情況下，在離心機(jī)內(nèi)部投加絮凝劑的離心機(jī)，其絮凝劑的用量比在外部投加絮凝劑的離心機(jī)絮凝劑用量有所減少，分析認(rèn)為主要是減少了污泥絮體在未進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓前因污泥輸送發(fā)生的絮體破碎，且大大提高了絮凝劑的有效使用率，從而減少了絮凝劑的使用量。離心機(jī)的絮凝劑投加點(diǎn)位于離心機(jī)外部時(shí)，則適宜選用絮凝反應(yīng)時(shí)間稍慢一點(diǎn)且實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)試驗(yàn)效果較好的絮凝劑。經(jīng)過多次比選，確認(rèn)愛森公司SNF4240（雨季時(shí)）和4290（旱季時(shí)）這兩種絮凝劑比較適合該污水處理廠使用，南方地區(qū)其他水質(zhì)類似的污水處理廠污泥離心脫水也可以參考使用上述絮凝劑，節(jié)省絮凝劑的選型時(shí)間。

3 改造后污泥脫水系統(tǒng)運(yùn)行效果

經(jīng)改造的污泥儲(chǔ)存池成為污泥濃縮池，通過設(shè)置合理的剩余污泥排放和沉淀周期，經(jīng)重力濃縮后污泥濃度一般可達(dá)25～35g/L，且生產(chǎn)時(shí)可連續(xù)同步進(jìn)泥，排出上清液及排出濃縮污泥，大大提高了污泥脫水效率。其次，改造后污泥儲(chǔ)存池液面高度高于污泥螺桿泵安裝高度，污泥螺桿進(jìn)料泵入口處變?yōu)檎龎海勰嗦輻U泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)高溫報(bào)警問題。再次，當(dāng)濃縮污泥排放管發(fā)生堵塞時(shí)，生產(chǎn)人員可自行使用空壓機(jī)鼓入高壓氣體進(jìn)行疏通。改造后的污泥儲(chǔ)存池可實(shí)現(xiàn)正常穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)省了污泥濃縮設(shè)備的購(gòu)置和運(yùn)行成本。

經(jīng)重力濃縮后的濃縮污泥可確保臥式螺旋離心機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，離心脫水泥餅不會(huì)出現(xiàn)突然變稀的情況。采用燒杯試驗(yàn)+實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)試驗(yàn)+上機(jī)試驗(yàn)方法篩選出來的絮凝劑適用于該污水處理廠污泥。在臥式螺旋離心機(jī)運(yùn)行過程中，泥餅含固率和固體回收率指標(biāo)均較為理想。

4 結(jié)語

污水處理廠污泥脫水系統(tǒng)經(jīng)長(zhǎng)期使用，其處理能力和工況將有所下降，運(yùn)營(yíng)人員可根據(jù)污泥脫水系統(tǒng)自身特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化改造，或選用離心機(jī)代替帶式壓濾脫水機(jī)，本文介紹的污泥脫水系統(tǒng)改造和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)可供同行參考借鑒。