安哥拉地區(qū)中小型水廠污泥處理方式的研究和比較

韓　亮/中國水利水電第十三工程局有限公司

安哥拉地區(qū)中小型水廠污泥處理方式的研究和比較

韓亮/中國水利水電第十三工程局有限公司

對目前安哥拉自來水廠污泥的處理方式及必要性進行了說明，并對污泥處理系統(tǒng)的的組成及其運行管理要求進行較為詳細的分析。

水廠；污泥處理；設(shè)備

一、 國內(nèi)常見的水廠污泥處理方式介紹

（一）水廠污泥處理的必要性

通常城市自來水廠采用地表水作為水源，在生產(chǎn)自來水的過程中產(chǎn)生了大量的污水，污水來自沉淀池的排泥水和濾池的反沖洗廢水。其中包括了濃縮后的懸浮物、有機物和作為藥劑加進去的混凝劑，個別地方還要加入高分子絮凝劑。如果這些污水不經(jīng)過處理直接排放，不但污染了水體，還會造成巨大的水資源浪費。

在國內(nèi)經(jīng)歷過先污染后治理的過程，現(xiàn)在在安哥拉的水廠項目上更需要借鑒這一過程，要做到“干凈的生產(chǎn)過程”，那水廠的污泥處理是必不可少的一環(huán)。

下面我們對幾種污泥脫水的方法做一些比較，通過這幾年在安哥拉水處理項目的實踐，推薦幾種我認為適合這個市場的污泥處理方法給大家。

（二）機械法污泥脫水方式介紹

常用的幾種機械污泥脫水方式有：板框式壓濾機、帶式壓濾機和離心式脫水設(shè)備。

1.板框式污泥脫水機：在密閉的狀態(tài)下，經(jīng)過高壓泵打入的污泥經(jīng)過板框的擠壓，使污泥內(nèi)的水通過濾布排出，達到脫水目的。

2.帶式污泥脫水機：由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層，從一連串有規(guī)律排列的輥壓筒中呈S形經(jīng)過，依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨和剪切力，把污泥層中的毛細水?dāng)D壓出來，從而實現(xiàn)污泥脫水。

3.離心式污泥脫水機：由轉(zhuǎn)載和帶空心轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉(zhuǎn)軸送入轉(zhuǎn)筒，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力下，泥水混合物即被甩入轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)。由于比重不一樣，形成固液分離。污泥在螺旋輸送器的推動下，被輸送到轉(zhuǎn)鼓的錐端由出口連續(xù)排出；液環(huán)層的液體則由堰口連續(xù)“溢流”排至轉(zhuǎn)鼓外靠重力排出。

以上的幾種污泥脫水設(shè)備在國內(nèi)使用的都很廣泛，板框式污泥脫水機和帶式污泥脫水機在國內(nèi)的生產(chǎn)廠家很多，比如景津環(huán)保股份有限公司的板框壓濾機，江蘇一環(huán)、江蘇天雨環(huán)保和無錫通用的帶式污泥脫水機都達到了世界先進水平。離心式污泥脫水機主要的生產(chǎn)廠家還是以歐美進口產(chǎn)品為主，目前主導(dǎo)市場的有Alfa Laval（阿法拉伐）、Flottweg（福樂偉）和Westfalia（韋斯伐里亞）。

（三）自然法污泥脫水方式介紹

利用露天干化場使污泥自熱干化，是污泥處理最經(jīng)濟的方法。但由于自熱干化脫水受場地、環(huán)境等地理條件的限制，僅適用于氣候干燥、相對地域面積較大且用地方便、環(huán)境條件許可及處理規(guī)模較小的地區(qū)。

自熱干化是將污泥排放到砂場上，利用太陽的熱能和風(fēng)的作用使污泥中的水分得到自熱蒸發(fā)，同時部分水通過砂層自熱排走。在雨季時通過給污泥干化床加裝遮蓋物的辦法，減少雨水對干化床的影響。

二、 幾種水廠污泥處理方式在安哥拉的使用情況調(diào)查

（一）安哥拉水廠污泥處理的現(xiàn)狀

目前公司在安哥拉在建和完工的水處理廠都建有污泥處理設(shè)備，主要采取自然干化法處理污泥。

其它安哥拉國家供水局管理的老舊水廠也都在陸續(xù)改造水廠的污泥處理設(shè)施，如利用世行貸款進行的UIGE（威熱）老水廠和新水廠改造、Lubango（盧班戈）供水系統(tǒng)改造一期項目、Luena（盧埃納）新建供水系統(tǒng)和Caxito（卡西圖）新建供水系統(tǒng)等多個項目都采用了自然干化法處理污泥。

羅安達供水局新建的羅安達新水廠Q1（250000T/d）項目、Q2（250000T/d）項目采用的是離心脫水法。

（二）業(yè)主對水廠污泥處理的要求

安哥拉地處非洲西海岸，原是葡萄牙殖民地，業(yè)主聘請的監(jiān)理工程師大多來自歐洲和中東地區(qū)，特別是葡萄牙地區(qū)最多。

監(jiān)理工程師在環(huán)保的問題上原則性很強，有些項目上原招標(biāo)文件里沒有污泥處理的要求，在污泥處理上監(jiān)理工程師往往會主動要求增加這一塊的費用。

監(jiān)理工程師對污泥處理的方式和對應(yīng)需要使用的設(shè)備都比較清楚，要求項目部使用機械法污泥脫水處理工藝，并且根據(jù)他們掌握的信息給項目部一些脫水機的介紹資料和產(chǎn)品樣本。

三、 幾種水廠污泥處理方式在安哥拉實用性、經(jīng)濟性和可維護性的比較。

下面結(jié)合安哥拉的實際狀況，從三個方面對各種污泥處理方式做一些比較。

（一）實用性對比

機械法污泥脫水方式是目前國內(nèi)水廠采用最多的污泥處理方式，大小水廠均有大量使用，在安哥拉使用的還不普遍，只有個別新建項目準備采用這種工藝。

自熱法污泥處理方式是目前安哥拉較普遍的水廠污泥處理方式，安哥拉全年分旱、雨兩季，5～9月為旱季，平均氣溫攝氏24度，相對涼爽，潮濕無雨；10～4月（次年）為雨季，氣候炎熱，氣溫高、濕度大。這樣的天氣對采用污泥干化床處理污泥非常有好處，在后期的水廠建設(shè)中，我們在干化床的設(shè)計上增加了雨棚支架，下雨的時候可以帆布雨棚照起來，這樣可以減少雨水對污泥的影響。

2-5WT以下的小水廠每周一次把濃縮池的污泥放到干化床來，一般在旱季的時候2-3天泥漿基本能干，5-10次后需要人工清理一次干化床。

每10000T的水量按照150-200平方米的面積配置干化床，一用一備設(shè)置，水量大的水廠可以多配置幾組輪流使用。一般安哥拉水廠建設(shè)的地點周邊都比較空曠，土質(zhì)是以砂質(zhì)土壤為主，滲水性非常好。通常可以在水廠一角推出一塊空地來，即作為日后污泥儲存的地方，也可以臨時做濃縮池的排放點用。

在安哥拉的小規(guī)模水廠上，自熱法污泥處理方式是非常實用的選擇。相比更復(fù)雜的機械法污泥處理工藝，自然法處理不需要機械設(shè)備、電力保障、藥劑投入，并且當(dāng)?shù)毓と撕芸炀涂梢哉莆詹僮鬟^程。

5WT以上的大水廠推薦采用機械法污泥脫水方式，在三種脫水設(shè)備中推薦采用離心法污泥脫水工藝。主要是因為：

1.歐洲在污泥處理工藝上更多的是采用離心脫水技術(shù)，監(jiān)理和業(yè)主更傾向于這種技術(shù)。

2.離心脫水機歐美的品牌很多，在設(shè)備文件報批、詢價比價容易、采購渠道很多、安裝服務(wù)便捷、備件采購和維修服務(wù)相對要容易一些。如果使用板框脫水機或帶式脫水機，大多數(shù)是國產(chǎn)的產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家的資料文件最多是英語的，很難找到葡語的資料。國產(chǎn)的這些設(shè)備在國內(nèi)的維修還可以，但是賣到了安哥拉來，如果壞了基本就是一堆廢鐵。

3.離心脫水工藝的自動化程度很高，從配置PAM到離心機開機、進泥、泥的外運、停止進泥后的沖洗到整個系統(tǒng)停下來，基本是全自動控制的。在現(xiàn)場操作的當(dāng)?shù)毓と藦膸讐K液位儀和流量儀上就可以判斷出是不是需要開機和停機了。如果采用板框脫水機它的濾框給料口在平時運行的時候很容易出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，相應(yīng)的濾餅很不好取出。濾布也經(jīng)常需要人工清理；如果采用帶機它是利用濾帶使固液分離，為防止濾帶堵塞，需高壓水不斷沖刷，多數(shù)時間還需要人工進行清理作業(yè)，這些都給日后的運營帶來不穩(wěn)定因數(shù)。

（二）經(jīng)濟性對比

2-5WT以下的小水廠，如果采用機械法污泥處理工藝最少需要600-900W人民幣的設(shè)備綜合費用（含國內(nèi)采購、海運、安哥拉清關(guān)、現(xiàn)場安裝調(diào)試），如果采用自然法基本不用花錢。

5WT以上的大水廠，從一次性投資算：采用機械法污泥處理工藝最便宜的是帶機、其次是壓濾機、最貴是離心機，根據(jù)測算假設(shè)帶機是1，壓濾機最少要1.5倍的費用、離心機最少要2～2.5倍的費用。

從2年的維護運營算（在安哥拉通常需要建設(shè)方運營1～2年，考慮到業(yè)主用各種理由推遲驗收的時間，項目部最少要考慮2年的運營時間）：離心機花費是最少的，在這段時間內(nèi)幾乎沒有需要更換的設(shè)備；帶機壓濾機都有備件需要更換或維修。

（三）可維護性對比

離心機易損件為軸承和密封件，卸料螺旋推料器的維修周期一般在3年以上，進口名牌軸承和密封件可保證設(shè)備長時間高強度運行，正常的保養(yǎng)后可大大延長維修周期；而帶機易損件軸承數(shù)量比離心機多數(shù)倍外，濾帶也需更換，價格昂貴，沖洗泵，空壓機，污泥調(diào)理器也需要常維護，勞動強度大。

板框式壓濾機是通過板框的擠壓，使污泥內(nèi)的水通過濾布排出，達到脫水目的。它主要由凹式濾板、框架、自動-氣動閉合系統(tǒng)、側(cè)板懸掛系統(tǒng)、濾板震動系統(tǒng)、空氣壓縮裝置、高壓液壓系統(tǒng)、濾布高壓沖洗裝置及機身一側(cè)光電保護裝置等構(gòu)成。設(shè)備復(fù)雜內(nèi)部工藝連鎖多，當(dāng)?shù)毓と撕茈y在短時間內(nèi)掌握，加上工人的流動性大，維護成本增加。

四、 Luena（盧埃納）供水項目在污泥脫水技術(shù)上的選擇

Luena（盧埃納）水廠設(shè)計規(guī)模13200T/d，是公司以EPC方式承建的一個供水項目，采用的污泥脫水技術(shù)是板框式污泥脫水工藝。

項目部準備采用景津環(huán)保股份有限公司的板框式壓濾機，預(yù)計設(shè)備綜合費用在700W人民幣左右（含國內(nèi)采購、海運、安哥拉清關(guān)、現(xiàn)場安裝調(diào)試），當(dāng)時圖紙已報監(jiān)理工程師批準，設(shè)備還沒有報批。項目部在多次參觀國內(nèi)的水廠后，發(fā)現(xiàn)該種設(shè)備非常復(fù)雜，有水路、氣路、油路還有電路需要控制。維修的備件多、維修的工藝不好掌握，景津公司在安哥拉沒有辦事處和售后網(wǎng)點，靠項目部的技工很難完成2年的維修期運行保障工作。

項目部在實際調(diào)查了KUITO 水廠后，考慮將機械法污泥脫水工藝改成自然法污泥脫水工藝。項目部一方面組織國內(nèi)設(shè)計單位重新出計算和出污泥干化床的圖紙，一方面組織兩者的對比文件。

在和監(jiān)理的交涉中，我們把詳細的板框脫水工藝流程圖、設(shè)備配置表、配電柜和PLC控制系統(tǒng)圖紙給監(jiān)理看；把在國內(nèi)水廠使用中出現(xiàn)問題的照片也拍攝下來發(fā)給監(jiān)理；并且?guī)ПO(jiān)理去看了KUITO水廠的干化床實例，逐漸讓監(jiān)理改變了想法，最終同意我們更換污泥處理工藝。

原脫水泵房建議改成倉庫使用，前面的污泥處理工藝得到保留，污泥從污泥池提升到濃縮池；濃縮池進過勻質(zhì)池后利用自然高差排到干化床，從勻質(zhì)池增加一根到臨時排放場的應(yīng)急排放管。

總體上來看，一方面為公司節(jié)省了100W美元的費用；另一方面沒有了復(fù)雜的機械污泥脫水系統(tǒng)后，2年的運行比較順利，同時也為后期的移交奠定了條件。

五、 集團公司日后在海外給水項目污泥處理上的意見和建議

隨著國家一帶一路戰(zhàn)略的實施，目前集團公司在海外的給水項目越來越多?，F(xiàn)在非洲和其它第三世界國家的給水項目和80-90年代時候又有很大的不同，從僅僅決解有水喝的問題，逐步發(fā)展到要求工藝先進、自動化程度高和更高的環(huán)保要求。

安哥拉給水市場經(jīng)驗看，非洲的小水廠在污泥處理工藝上建議采用：從排泥池污泥匯集——濃縮池污泥沉淀——干化床自然干化的流程。

大水廠或者是業(yè)主監(jiān)理堅持用機械法污泥處理的水廠，在污泥處理工藝上建議：從排泥池污泥匯集——濃縮池污泥沉淀——儲泥池污泥儲存——離心脫水機污泥脫水的流程。

在離心機系統(tǒng)的設(shè)備采購上建議：離心機系統(tǒng)主機采購歐美品牌在國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品：如Alfa Laval（阿法拉伐）在昆山生產(chǎn)的產(chǎn)品、ANDRITZ （安德里茨）在佛山生產(chǎn)的產(chǎn)品。輔助設(shè)備螺桿泵采購歐洲品牌在國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品：如NETZSCH（耐馳）在蘭州生產(chǎn)的產(chǎn)品、MONO（莫諾）在上海生產(chǎn)的產(chǎn)品；PAM溶解裝置采購歐洲品牌在國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品：如GRUNGFOD（格蘭富）在蘇州生產(chǎn)的產(chǎn)品、Prominent(普羅名特）在大連生產(chǎn)的產(chǎn)品。

以上這些設(shè)備都有完整的中、英、法、葡、西語的資料、質(zhì)量證明文件和說明書。在價格上面，經(jīng)過國內(nèi)市場的充分競爭后價格比在歐洲采購便宜很多，在交貨期上也比歐洲有競爭力。

六、結(jié)束語

目前，安哥拉自來水廠排泥水處理尚屬于起步階段，不僅有關(guān)的理論和生產(chǎn)實踐研究尚未深入，運行管理方面也缺乏經(jīng)驗，還有大量的工作要做。 水廠排泥水處理的實施，雖然增加了自來水的運行成本，但是環(huán)境工程的實施有利于水資源的綜合利用，有利于走可持續(xù)發(fā)展的道路，有利于水環(huán)境質(zhì)量的提高，可以減少排泥水直接排入水體所造成對水環(huán)境的負面影響。從長遠觀點來看，有利于水質(zhì)的進一步提高，并能帶來潛在的社會效益和環(huán)境放益。