生物接觸曝氣法是20世紀開創的一種較為成熟的污水生化處理工藝，該工藝具有容積負荷大、耐沖擊、適應能力強等優點。隨著廢水排放要求的日趨嚴格，廢水中的有機物去除率也相應提高，活性污泥數量同比大幅增加，使得污泥處理處置問題日漸凸顯，成為廢水處理面臨的一個新難題。

1 工程概況

南通醋酸纖維有限公司環境監測中心醋酯廢水處理裝置設計處理廢水量為15000t/d，設計進水COD為2000～4000mg/L，運行實際處理廢水量約為10000t/d，經過三級曝氣處理，出水水質達到《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）三級排放標準，平均COD為150mg/L，平均BOD5為48mg/L。污泥處理則是將二沉池污泥經濃縮池濃縮后，采用離心脫水-干化綜合處理方法進行處理，脫水后污泥含水率約為88%，部分脫水后污泥經干化處理后得到含水率為7%的干污泥直接外運焚燒，剩余濕污泥外運與煤粉混合后焚燒。目前，污泥處理工藝主要存在的問題是外運污泥多。隨著公司的增產，公司的外運污泥量從15年的3600t增長至目前的4700t，污泥處理壓力巨大。

2 存在問題及改進目的

2.1 二沉池排泥負荷波動大，導致污泥濃縮效果不佳

濃縮池出水含泥濃度平均值介于3.0%～3.5%。系統產泥由二沉池進行初步沉淀后至濃縮池濃縮。由于上游負荷影響，濃縮池進泥負荷波動較大，濃縮池上清液厭氧上浮情況經常發生，污泥停留時間過長，增加了濃縮處理難度，污泥濃縮效果差，會影響廢水生化處理的穩定，導致總磷、COD的升高。

2.2 污泥脫水設備故障率高，穩定性差

該廠污泥脫水系統于2002年投入運行，采用兩臺處理量為10m3/h的阿法拉伐離心脫水機，經離心脫水處理后，含固率僅為12%左右，與設計含固量15%存在差距。脫水后的含固率偏高，導致濕污泥量較大。這樣不僅增加了濕污泥直接外運處理量，而且增加了后續污泥干化的處理難度，提高了整個污泥處理系統的運行成本。

2.3 機械脫水后干污泥轉化率低

干污泥轉化率低的問題主要歸結于兩個方面。

2.3.1 存在污泥干化進料量不足的情況

離心機房距離新建污泥干化車間約80m，脫水污泥自離心機輸送至干化間的距離長。南通醋酸纖維有限公司污泥黏度高且含殘渣多，污泥輸送困難。脫水后的濕污泥通過一臺功率為3kW的污泥輸送螺桿泵輸送至干化的濕污泥料倉，橡膠定子容易磨損，導致螺桿泵出力不足。除此之外，廢水系統負荷較低時，濃縮池排泥量少，在調配濕污泥時具有滯后性，未預存干化濕污泥用量，導致干化處理負荷不能夠得到充分滿足。

2.3.2 存在干化裝置處理負荷偏低的問題

運行方面，進干化濕污泥含水量不穩定，布泥效果差，造成干化不完全，引起干化頻繁故障。設備方面，污泥干化采用干化腔內空氣循環對濕污泥進行蒸發處理，4kg飽和蒸汽作為熱源，32℃的冷卻水作為冷凝水源，對腔內空氣二級加熱后冷凝除去濕污泥中水分。目前污泥干化的干污泥生產能力約為1.1t/d，含水率僅有10%，熱值約為12473.8kJ/kg，適宜用于熱電站的焚燒處理。干化目前處理的濕污泥量僅占總泥量的43%左右，遠不足以完全處理目前的系統產泥，導致總污泥外運量較多。

隨著 對三廢處理要求的不斷提高，南通醋酸纖維有限公司積極落實節能減排的方針。對現有污泥處理工藝設備進行優化改造，盡可能減少公司的污泥外運總量，是本次工藝設備優化的主要目的。

3 污泥處理系統工藝技術改造

3.1 優化污泥處理分配

針對1#、2#二沉池排泥問題，充分利用現有設施對工藝管線進行了優化，另增一根工藝管道進入濃縮池，實現1#、2#二沉池單獨排泥進入濃縮池，互不干擾，保證排泥管道的暢通。同時，為應對污泥負荷變化，充分利用原儲泥池，增加二沉池至儲泥池的管道，緩解高峰期對污泥的沖擊，防止污泥二次進入廢水系統。

南通醋酸纖維有限公司充分利用2014年實施的PI實時數據庫系統，根據前端進水BOD負荷和除磷劑、助凝劑加藥情況，運用Exce和PIdatalink軟件制作污泥估測PI應用，估測當日和次日產泥情況，輔助崗位辨識出污泥產生的波動情況，根據系統剩余污泥量合理進行排泥、回流，做好脫水后污泥外運和干化分配優化。

3.2 提升污泥脫水系統穩定運行水平。

將離心機房搬遷至污泥干化間東側，縮短了污泥輸送距離，消除了由于遠距離污泥運輸引起的脫水污泥至干化通道不暢的問題，提高了污泥運送設備的穩定性。將離心機房與干化車間進行集中，也便于異味氣體的集中收集與處理。對老舊的阿法拉伐離心脫水機采用ABB變頻器進行自動化升級改造，實現一鍵啟動和一鍵清洗的功能，同時增加一套PAM自動加藥系統。離心機房的搬遷項目提高了污泥處理系統運行的穩定性，解決了濕污泥輸送至干化的瓶頸問題，有利于進一步提高干污泥的轉化量。

主要新增設備有三。一是增加一臺處理能力20m3/h、功率30kW的貝亞雷臥式污泥離心機，以2200r/min、40Hz、差速6r/min的方式運行，出泥含水率為82%左右。二是增添一套6m3的絮凝制備加藥系統，其間需要配備絮凝劑加藥泵3臺，流量為0.4m3/h，揚程為0.2MPa，功率為0.75kW。三是增加一臺功率為2.2kW的螺旋輸送機，代替原螺桿輸送泵。

3.3 提高污泥干化處理能力

3.3.1 將干化濕污泥倉的同步五軸混合器改為異步三軸混合器

干化采用擠壓式面條機進行布泥，進料濕污泥的混合均勻情況會直接影響布泥后蒸發面積的大小。原五軸混合器采用單電機驅動，易造成濕泥倉內局部過濕，不便于布泥成型，導致干污泥產量不穩定。五軸螺桿間間距過小，互相擠壓，引起螺桿變形，增加了故障率。在原設備基礎上，將五軸混合器改為三軸混合器，單電機驅動單根混合螺桿，實現混合器螺桿異步驅動，混合效果更佳，面條機的出泥壓力能夠穩定保持在135kPa左右。

3.3.2 對干化腔空氣換熱器進行擴容改造

干化腔換熱器主要分為兩個部分，一部分是對蒸發后的空氣進行先冷凝后預熱至90℃左右的空氣熱交換器，換熱器面積為180㎡，另一部分則是對空氣進行二次升溫至150℃左右的蒸汽熱交換器，換熱器面積為480㎡。為提高干化處理能力，更換空氣換熱器，換熱面積增大至260㎡，用26℃的冷卻水源代替原冷卻水，提高冷凝換熱效果，同時增開空氣換熱器人孔，便于換熱器定期清洗。改造后，干化腔濕度從原22%左右降低至目前的18%左右。

4 結論

上述一系列的污泥系統改造已于2019年6月全部完成，系統投入運行后，效果較好，濃縮池出泥濃度能夠穩定保持在4%以上，脫水系統出泥的含水率降低至83%左右。干化設備干泥產量提高至1.55t/d，占產生污泥總量的58%左右，可直接送至熱電廠進行焚燒處理，大大降低了污泥的處理費用，不僅減少了三廢的排放，而且取得了良好的經濟效益，年減少污泥外運量約2160t，節約費用127萬元。