淺談自來(lái)水廠污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理

陳錦榮，張炳良，劉 哲，陳朝湘，吳婉華，陳妙玲，肖思怡

（廣州市自來(lái)水公司，廣東廣州 510300）

南方某水廠建設(shè)規(guī)模為日供水量100萬(wàn)m3，生產(chǎn)排放水約占水廠供水量的3.2%，每日約有32 000 m3生產(chǎn)排放水，其中每天約有15 000 m3的洗池水（包括砂濾池和炭濾池的反沖洗水）和18 000 m3的排泥水（包括排泥車(chē)和反應(yīng)池排泥水）需要進(jìn)行處理，從運(yùn)行數(shù)據(jù)及污泥系統(tǒng)處理能力分析，污泥處理系統(tǒng)基本滿足該廠生產(chǎn)排放水的收集和處理。

1 污泥處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介

污泥處理流程如圖1所示。該水廠污泥系統(tǒng)主要由六個(gè)部分組成，分別為排水池、上清液集水池、排泥池、濃縮池、儲(chǔ)泥池及脫水機(jī)房。排水池接收濾池反沖洗水（包括炭濾池及砂濾池）進(jìn)行預(yù)沉，池內(nèi)上清液將溢流入上清液集水池并通過(guò)潛水泵直接抽升返回前臭氧接觸池，池底初沉污泥抽升至排泥池。上清液集水池主要收集排水池及濃縮池的上清液，通過(guò)潛水泵抽升返回前臭氧接觸池進(jìn)行回收利用。排泥池將收集沉淀池和反應(yīng)池的排泥水及排水池底部的泥水，并通過(guò)潛水泵將混合泥水抽升至濃縮池。濃縮池通過(guò)斜管及PAM的作用進(jìn)行泥水分離，上清液自流至上清液集水池進(jìn)行回收，池底泥水通過(guò)螺桿泵抽升至儲(chǔ)泥池。儲(chǔ)泥池保證了脫水機(jī)進(jìn)泥量和濃度的均衡。脫水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泥、水分離，產(chǎn)生的分離液回收至濃縮池，余泥通過(guò)清潔公司外運(yùn)出廠，一般運(yùn)往磚廠或陶粒廠進(jìn)行再利用。整個(gè)工藝流程中生產(chǎn)排放水全部回收利用，回收利用率達(dá)到99.8%。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process Flow Chart of Wastewater Treatment in Waterworks

脫水系統(tǒng)主要包括：臥螺離心機(jī)4臺(tái)，型號(hào)分別為L(zhǎng)W530×2270NY和 LW400×1750NY各 2臺(tái)，處理量分別為 10～35 m3/h 和 4～15 m3/h，最高轉(zhuǎn)速分別為2 500 r/min和3 200 r/min，工作轉(zhuǎn)速建議選用 1 500～2 250 r/min 和 2 000～3 000 r/min；配藥裝置3套，加藥泵4臺(tái)，投加量分別為0.3～1.5 m3/h和 0.3～1.0 m3/h；污泥泵 4 臺(tái)，流量分別為 10～35 m3/h和 4～15 m3/h；液壓差速器 4 套，YC 系列；無(wú)軸螺旋輸送機(jī)4臺(tái)，輸送能力為9 m3/h。

2 脫水系統(tǒng)臥螺離心機(jī)參數(shù)的選擇

根據(jù)生產(chǎn)排放水情況，離心機(jī)每日需要處理約1 300 m3泥水，泥水的含固率一般為3%～4%，脫水后固相含固率為35%左右，液相基本澄清，合理調(diào)整離心機(jī)有關(guān)參數(shù)，如進(jìn)料量Q，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速n，轉(zhuǎn)鼓與螺旋的差轉(zhuǎn)速△n，加藥量等，以滿足日常生產(chǎn)的處理要求[1]。

2.1 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速

隨著轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的上升，分離因素上升，分離效果提高，處理能力加大，但離心機(jī)的振動(dòng)、噪聲也隨之增加，使用壽命會(huì)有所下降[2]，一般在能滿足分離要求的前提下，選用合適的轉(zhuǎn)速是十分重要的，LW530型工作轉(zhuǎn)速選用在1 700 r/min，LW400型工作轉(zhuǎn)速選用在2 200 r/min。

2.2 進(jìn)料量

進(jìn)料流量減小，料液在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的軸向流速也減小，物料在機(jī)器內(nèi)停留時(shí)間則加長(zhǎng)，分離效果提高；進(jìn)料流量大，軸向流速也增大，物料在機(jī)器內(nèi)停留時(shí)間少，分離效果隨之下降。根據(jù)生產(chǎn)要求每日需要處理約1 300 m3泥水，泥水的含固率一般為3%～4%，LW530 型進(jìn)料量控制在 22 m3/h，LW400 型進(jìn)料量控制在 10.2 m3/h，2臺(tái)LW530型1臺(tái) LW400型離心機(jī)連續(xù)24 h運(yùn)行。

2.3 轉(zhuǎn)鼓與螺旋的差轉(zhuǎn)速

差轉(zhuǎn)速小，螺旋對(duì)流體擾動(dòng)小，分離效果變好，固相沉渣在干燥區(qū)的停留時(shí)間延長(zhǎng)，固相含水率降低，但固相排渣能力下降，易產(chǎn)生堵料；反之差轉(zhuǎn)速大，螺旋對(duì)流體的擾動(dòng)加大，分離效果變差，固相沉降在轉(zhuǎn)鼓中停留時(shí)間較少，固相沉渣的含水率升高，但固相排渣能力增加[3]。差轉(zhuǎn)速一般是根據(jù)進(jìn)料的含固率大小來(lái)確定，含固率較大應(yīng)選用較大的差速，含固率較小則選用較小的差轉(zhuǎn)速，因此LW530差轉(zhuǎn)速使用范圍在3～5 r/min內(nèi)，LW400使用范圍在 5～6 r/min內(nèi)，分離效果理想。

2.4 臥螺離心機(jī)PAM投加量

絮凝劑PAM按0.2%濃度配制后，由加藥泵控制投加量，一般干泥藥耗≤2～3 kg /t·d，根據(jù)離心機(jī)的進(jìn)料量，LW530型離心機(jī)PAM投加量為1.1 m3/h，LW400型離心機(jī)PAM投加量為0.5 m3/h，PAM進(jìn)入脫水主機(jī)與待處理污泥混合后，使小顆粒絮凝成大顆粒，有效提高泥水的分離效果[4]。因此臥螺離心機(jī)參數(shù)基本設(shè)置如表1所示。

在表1參數(shù)中提高離心機(jī)轉(zhuǎn)速（如表2所示），發(fā)現(xiàn)LW530型提高轉(zhuǎn)速后，扭矩和泥渣的含固率沒(méi)有太大改變；而LW400型提高轉(zhuǎn)速后，扭矩和泥渣含固率都有所升高，但是提高轉(zhuǎn)速后兩型號(hào)離心機(jī)振動(dòng)開(kāi)始變大，不利于設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行，因此LW530型選擇最佳轉(zhuǎn)速1 700 r/min，LW400型選擇最佳轉(zhuǎn)速 2 200 r/min。

3 回收水水質(zhì)情況

通過(guò)不定時(shí)對(duì)濃縮池上清液、上清液集水池上清液、前臭氧接觸池原水、出廠水的水質(zhì)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，經(jīng)過(guò)污泥系統(tǒng)處理后的工藝流程回收水的水質(zhì)基本正常，出廠水符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果如表3所示。

表1 離心機(jī)參數(shù)表Tab.1 Parameter of Centrifugal Hydroextractor

表2 測(cè)試的參數(shù)記錄Tab.2 Test Results of Centrifugal Hydroextractor

表3 回收水水質(zhì)情況表Tab.3 Recycle Water Quality(a)1,2次檢測(cè)水質(zhì)情況

4 高濁水時(shí)污泥處理系統(tǒng)管理

由于該水廠位于南方地區(qū)，夏季如遇上洪峰，河水濁度急劇上升，濃縮池負(fù)荷加大，上清液會(huì)出現(xiàn)濁度較高的現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，在濃縮池配水池進(jìn)水管處增加了PAM的投加點(diǎn)，加快淤泥沉降，提高泥水分離效率，并且在配水井處增加在線濁度儀，監(jiān)測(cè)回收水的濁度情況，便于運(yùn)行人員根據(jù)濁度及時(shí)調(diào)整混凝劑的投加量，確保水質(zhì)。

該廠根據(jù)高濁水處理經(jīng)驗(yàn)制定了污泥處理系統(tǒng)高濁水管理措施，具體如下：

(b)3,4次檢測(cè)水質(zhì)情況3項(xiàng) 目 濃縮池上清液集水池上清液4（已混合回收水） 出廠水 濃縮池上清液前臭原水渾濁度/NTU pH錳/（mg·L-1）總鐵/（mg·L-1）鋁/（mg·L-1）氨氮/（mg·L-1）亞硝酸鹽氮/（mg·L-1）硝酸鹽氮/（mg·L-1）耗氧量/（mg·L-1）菌落總數(shù)/（CFU·mL-1）1.38 7.1＜0.05 0.43 0.023 0.03 0.009 2.2 1.8 6 800 10.50 7.2＜0.05 0.31 0.220 0.04 0.006 2.2 2.5 5 200 11.80 7.1＜0.05＜0.05 0.079 0.05 0.020 2.1 1.8 1 600集水池上清液前臭原水（已混合回收水） 出廠水0.09 7.2＜0.05＜0.05 0.036 0.02＜0.001 2.2 0.7 0 41.10 7.1＜0.05 0.74 0.022 0.05 0.015 1.8 0.8 1.5×105 43.60 7.2＜0.05 1.38 0.060 0.04 0.021 2.0 4.0 1.1×105 56.00 7.2＜0.05 2.08 0.082 0.03 0.145 2.1 2.7 9 600 0.07 7.3＜0.05＜0.05 0.040＜0.02＜0.001 1.8 0.7 0(c)5,6次檢測(cè)水質(zhì)情況5項(xiàng) 目 濃縮池上清液集水池上清液6（已混合回收水） 出廠水 濃縮池上清液前臭原水渾濁度/NTU pH錳/（mg·L-1）總鐵/（mg·L-1）鋁/（mg·L-1）氨氮/（mg·L-1）亞硝酸鹽氮/（mg·L-1）硝酸鹽氮/（mg·L-1）耗氧量/（mg·L-1）菌落總數(shù)/（CFU·mL-1）6.72 7.0 0.05 0.09 0.094 0.39 0.017 1.4 1.0 5 400 47.80 7.3 0.08 0.05 0.980 0.06 0.010 1.2 2.0 6 900 38.00 7.0＜0.05 0.64 0.111 0.06 0.006 0.9 1.7 2 600集水池上清液前臭原水（已混合回收水） 出廠水0.07 7.3＜0.05＜0.05 0.05＜0.02＜0.001 1.6 0.6 0 5.86 7.2＜0.05 0.19 0.064 0.17 0.015 1.4 1.4 1.2×105 59.10 7.8＜0.05 1.24 1.360＜0.02 0.010 1.5 2.2 8 600 99.60 7.3＜0.05 2.60 0.168 0.02＜0.001 1.4 3.1 760 0.05 7.3＜0.05＜0.05 0.048＜0.02＜0.001 1.5 0.7 0

（1）嚴(yán)密監(jiān)測(cè)污泥系統(tǒng)濃縮池及上清液集水池的回用水水質(zhì)情況，評(píng)估對(duì)生產(chǎn)的影響，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)。

（2）當(dāng)反應(yīng)池快速排泥閥和沉淀池排泥車(chē)需要加強(qiáng)排泥時(shí)，應(yīng)在加強(qiáng)排泥前手動(dòng)開(kāi)啟污泥排泥池4臺(tái)潛污泵，在加強(qiáng)排泥的過(guò)程中運(yùn)行人員嚴(yán)格控制排泥池液位小于3.3 m，以防止泥水溢流。

（3）高濁水期間，為加快濃縮池內(nèi)水體的泥水分離，應(yīng)增加濃縮池進(jìn)水管PAM的投加量。原水濁度在300 NTU左右時(shí)，PAM投加量控制在1.0 mg/L；原水濁度在500 NTU左右時(shí)，PAM投加量控制在1.5 mg/L。

PAM 瞬時(shí)投加體積（L /h）=

PAM 投加量（mg/L）×日平均排泥水量（dam3）÷24 h÷聚丙配制濃度

例如，聚丙投加量為1.0 mg/L，日平均排泥水量為18 dam3，PAM配制濃度2‰，則

PAM 瞬時(shí)投加體積=1.0×18÷24÷0.002=375 L /h。

當(dāng)原水濁度大于100 NTU時(shí)，將排水池池底立式排污泵運(yùn)行程序由平時(shí)每臺(tái)泵每2小時(shí)運(yùn)行20 min調(diào)整為每小時(shí)運(yùn)行20 min，確保排水池運(yùn)行正常。

（4）高濁水期間，運(yùn)行人員應(yīng)保持脫水機(jī)房4臺(tái)脫水機(jī)24 h連續(xù)運(yùn)行，且調(diào)節(jié)4臺(tái)脫水機(jī)的處理泥水量為最大量，由于泥水含固率升高，應(yīng)升高脫水機(jī)液壓，降低離心機(jī)轉(zhuǎn)速，使差轉(zhuǎn)速升高，控制脫水機(jī)扭矩小于70 N·m，防止脫水機(jī)堵料。

（5）在高濁水期間，污泥系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)污泥系統(tǒng)巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和隱患。

5 結(jié)論

污泥處理系統(tǒng)離心機(jī)參數(shù)選定后基本能滿足生產(chǎn)排放水的日常處理要求，根據(jù)處理要求尋找離心機(jī)的最佳參數(shù)，使設(shè)備可以連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，降低故障率，確保泥渣含固率維持在30%～35%左右，回收水的水質(zhì)基本正常。通過(guò)一系列的應(yīng)對(duì)措施，確保污泥處理系統(tǒng)能正常運(yùn)行，達(dá)到預(yù)期處理效果。生產(chǎn)排放水的回收利用可以緩解水資源緊缺的矛盾，降低水廠遠(yuǎn)距離取水的取水成本，避免生產(chǎn)排放水直接排入江河污染水體，淤積抬高河床。通過(guò)不斷完善自來(lái)水廠生產(chǎn)排放水的回收處理技術(shù)，既節(jié)約輸水電耗，又可以有效改善我們的水環(huán)境。

［1］薛紅梅.污泥離心脫水機(jī)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) [J].中國(guó)給水排水,2009,25(6):90-92.

［2］徐紅海,秦虎.簡(jiǎn)述臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與處理能力的關(guān)系[J].黑龍江科技信息,2008(28):2.

［3］馮海軍,劉曉亮,徐淼.鋼廠污泥處理系統(tǒng)中離心脫水機(jī)的調(diào)試研究[J].中國(guó)給水排水,2013,29(13):79-82.

［4］李欣,蔡偉民.污泥調(diào)理劑與有機(jī)高分子絮凝劑聯(lián)合作用對(duì)污泥脫水性能影響的研究[J].凈水技術(shù),2009,28(3):40-44.