在現代化污水處理廠中，污泥處理是污水處理系統的重要組成部分。城市污水處理廠在處理污水過程中，會產生大量的污泥，主要是初沉污泥和剩余污泥或消化污泥，由于污泥的含水率在95%～98%之間，無法外運、農用、深埋，需要用脫水機先對污泥進行脫水。通常，污水處理廠運行費用高達0.53元/m3左右，其中電費約占40%，污泥處理費約占15%。本文將污水處理的成本分為電費、絮凝劑費用以及水費3部分，通過正交試驗，探討經濟有效脫水運行條件。

某污水廠現有離心脫水機3套，處理能力為50m3/h，功率為N=75+7.5kW。同時，配有污泥切割機、進泥泵、絮凝劑制備系統、水平無軸螺旋輸送機和傾斜無軸螺旋輸送機。產生的污泥主要來自旋流沉砂池和二沉池。

1 試驗步驟

1.1 試驗設計

本試驗采用正交試驗法進行設計。正交試驗設計主要是應用數學中的“均衡分散、整齊可比”的正交性原理，以概率論、數理統計和實踐經驗為基礎，合理地安排試驗方案。通過方案的實施，從多方面觀察，研究各因素在不同水平交互作用下對單位生產能耗的影響程度，從而達到節能降耗。

影響脫水機系統運行能耗的控制參數有：離心機轉鼓轉速（電量）；絮凝劑投加量（藥量）；稀釋水（水量）。選擇以上參數為有關因素，其因素及水平的確定如下表所示：

 1.2 試驗計劃表

本次試驗共有3個因素，每個因素有3個水平，3水平的表中以表L₉（3⁴），所需試驗次數少，并且可安排4個因素，故選用表L₉（3⁴）。試驗計劃表如下表所示：

 1.3 試驗數據與試驗計算表

根據試驗計劃表，取樣進行化驗，并求出固體回收率，形成試驗數據表如下：

根據試驗數據表，進行計算分析，形成試驗計算表，如下：

 能耗計算表如下：

 2 試驗結果分析

2.1 因素分析

根據試驗計算表，分析每個因素對單位干污泥能耗量的影響程度及各因素不同水平相互作用的結果。

（1）轉速為因素：它的水平為1900r/min的是第1，2，3號試驗，其總單位能耗為269.12。

（2）加藥量為因素：它的水平為0.18m3/h的是第1，4，7號試驗，其總單位能耗為370.50。

（3）稀釋水為因素：它的水平為0L/h的是第1，6，8號試驗，其總單位能耗為365.22。

（4）比較同一因素不同水平平均單位能耗的大小，可以看出哪個水平在脫水機系統運行中處于較優水平，單位能耗低。比較各因素極差的大小，可以看出哪個因素對單位能耗影響大，哪個因素影響小，得出因素主次。

2.2 組合分析

轉速對單位干污泥能耗影響大，其次是加藥量，再其次是稀釋水。較佳參數組合為：轉速1900r/min，加藥量0.22m3/h，稀釋水100L/h。

上述組合在試驗計劃表中并沒有出現，它是27次全面試驗中的一種，但對這9次試驗結果的計算與分析，確定它為單位干污泥能耗較佳組合。

較差參數組合為：轉速2300r/min，加藥量0.20m3/h，稀釋水200L/h。

較差參數組合在試驗計劃表中也沒有出現，它同樣是27次全面試驗中的一種，但對這9次試驗結果的計算與分析，確定它為單位干污泥能耗較差組合。

在數據表中第2，4，7，8號試驗固體回收率不合格，確定第1，3，5，6，9號試驗為合格試驗，合格試驗中較小單位能耗為試驗1，較大單位能耗為試驗5。

2.3 技術經濟分析

由于較佳參數組合和較差參數組合在試驗計劃表中并沒有出現，尚不知試驗數據是否滿足出泥含固率和固體回收率的要求，所以經濟分析在合格試驗中進行。合格試驗出泥量見下表：

 合格試驗中較小單位能耗為試驗1，較大單位能耗為試驗5。分別為81.69元/t，96.23元/t。

出泥量按平均出泥量8t/d。

（96.23-81.69）（元/t）×8（t/d）=116.32元/d

全年運行350d計，單臺脫水機節省：42456.8元

二臺脫水機同時運行，全年可節?。?span style="font-family: Arial;">84913.6元

3 結論

在污泥脫水系統參數調節中，不能單純地調節某一個參數來提高泥餅含固率或固體回收率，應該以科學的實驗方法分析出哪個參數對能耗的影響較大，哪個參數對能耗的影響較小，找出適合此泥質的較佳參數組合。此外，本實驗數據及技術經濟分析是根據某一周期進泥泥質相對穩定的情況下得出的結果，只對本周期內生產具有指導意義。今后需根據泥質的變化定期進行正交實驗分析，選出較佳參數組合，來指導今后的生產，這樣，才能真正達到節能降耗。