一種污泥板框深度脫水技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

姚俊

摘要：隨著城市環(huán)境要求的日益提高，而有限的污泥處置出路給污水處理廠的污泥處理帶來(lái)更多的問(wèn)題。近年來(lái)污泥板框深度脫水技術(shù)在國(guó)內(nèi)污水處理廠大量應(yīng)用，能將污泥脫水至含水率60%，是一種目前滿足污泥填埋要求的技術(shù)措施。但是常規(guī)污泥板框脫水都需要添加石灰，產(chǎn)生污泥增量，且對(duì)污泥泥性產(chǎn)生不利于綜合利用的影響。在上海松江地區(qū)的多座污水處理廠，均采用污泥板框深度脫水處理，探索了新型調(diào)理藥劑工藝，可對(duì)污泥后續(xù)利用帶來(lái)積極影響。

關(guān)鍵詞：污水處理廠，污泥處理處置，污泥板框脫水，新型調(diào)理藥劑

1.引言

上海市松江區(qū)現(xiàn)狀已建污水處理廠7座，其中黃浦江以北4座，黃浦江以南3座。污水處理廠現(xiàn)有合計(jì)設(shè)計(jì)處理規(guī)模48.1萬(wàn)m3/d，2020年規(guī)劃污水量52.7萬(wàn)m3/d。

松江區(qū)現(xiàn)狀污泥處置出路有2處，分別為：①上海松江污水處理廠有限公司的120 T/d污泥好氧發(fā)酵項(xiàng)目，目前運(yùn)行中，服務(wù)上海松江污水處理廠有限公司的污泥。污泥通過(guò)濃縮脫水至80%含水率后，添加一定的輔料進(jìn)行好氧發(fā)酵，堆肥后污泥含水率為45%。②松江區(qū)污泥干化處理處置中心項(xiàng)目，目前剛投產(chǎn)，工藝為污泥與生活垃圾焚燒協(xié)同處置方案，將含水率60%的污泥經(jīng)進(jìn)一步干化至含水率約30%以后，與生活垃圾一同焚燒，一期規(guī)模為240噸/日（含水率60%污泥）。根據(jù)在編的松江區(qū)污水處理及污泥處置規(guī)劃，擬調(diào)整上海松江污水處理廠有限公司好氧發(fā)酵處置線路，松江區(qū)各污水處理廠污泥均采取干化焚燒的處置工藝。在干化焚燒能力不足時(shí)，保留深度脫水后填埋的線路。

2. 污泥板框深度脫水工藝

污水廠剩余污泥經(jīng)濃縮至98%含水率后，進(jìn)入污泥調(diào)理池，加入助凝劑和混凝劑，進(jìn)行充分混凝反應(yīng)調(diào)理泥質(zhì)，然后通過(guò)污泥輸送泵組送入廂式隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水。污泥壓濾系統(tǒng)由隔膜壓濾機(jī)、低壓進(jìn)料螺桿泵、高壓進(jìn)料螺桿泵、清水壓榨泵、壓榨儲(chǔ)水箱、清洗泵、清洗儲(chǔ)水箱等組成。壓濾完畢后進(jìn)行高壓壓榨。脫水后的成品污泥平均含水率在60%左右，通過(guò)成品污泥輸送系統(tǒng)送至污泥堆棚裝車外運(yùn)，完成污泥深度脫水全過(guò)程。脫水后濾液可返回至污水廠原水配水系統(tǒng)。

3. 調(diào)理藥劑的分析選用

通常污泥板框脫水處理是的污泥調(diào)理劑為傳統(tǒng)的生石灰和液體FeCl3，根據(jù)污泥性質(zhì)不同，加藥量也有所不同，一般總加藥量為污泥干重的30%。該類藥劑會(huì)對(duì)污泥處理產(chǎn)生如下結(jié)果：

（1）石灰的投加會(huì)降低污泥燃燒熱值，污泥最終出路為干化焚燒，添加石灰后的污泥品質(zhì)將不適合直接焚燒。

（2）脫水后的污泥產(chǎn)量將增加，污泥干重30%的石灰和FeCl3最終以脫水污泥的形式產(chǎn)生，污泥外運(yùn)量和處置費(fèi)用都將增加。

（3）由于堿性物質(zhì)Ca（OH）2的作用致使污泥中的pH值增高，對(duì)污水廠生物系統(tǒng)有一定影響；

（4）由于反應(yīng)放熱導(dǎo)致污泥溫度升高，干粉生石灰的投加操作環(huán)境較差。

通過(guò)研究與摸索，本文污泥調(diào)理采用的是“陽(yáng)離子PAM乳液+聚鐵鹽”工藝，污泥脫水后的含水率均能達(dá)到60%。

有機(jī)高分子絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)在于它較無(wú)機(jī)高分子絮凝劑具有分子質(zhì)量高、產(chǎn)品穩(wěn)定性好、吸附架橋能力強(qiáng)、具有多個(gè)官能團(tuán)、絮凝效果好、適用范圍廣、投藥量少、產(chǎn)生的污泥量少、形成的絮體過(guò)濾性好等優(yōu)點(diǎn)，因而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。陽(yáng)離子型的PAM可通過(guò)吸附電中和及吸附架橋兩種作用使帶負(fù)電荷的膠體顆粒和其他污染物質(zhì)脫穩(wěn)而得到去除，具有良好的除濁、脫色等功能，采用的PAM乳液母液具有純度高，可溶性好，分散快等特點(diǎn)，特別適用于市政污泥脫水處理。

采用“陽(yáng)離子PAM乳液+聚鐵鹽”新型調(diào)理劑的方案，還具有如下明顯優(yōu)勢(shì)：

1）滿足污泥干化焚燒的要求

采用新型藥劑基本不會(huì)影響污泥燃燒熱值，可滿足干化焚燒要求。

2）泥餅產(chǎn)量減少

PAM藥劑投加形式為乳液，投加量為干泥量的0.8%，投加濃度為5‰；聚鐵鹽的投加形式為10%濃度的溶液，溶液重量比為干泥量的10%。因此本工藝的藥劑增重可基本忽略不計(jì)，較CAO/FeCl3相比，污泥增量大大減少，同時(shí)減少外運(yùn)處置的費(fèi)用。

3）減小污泥脫水濾液的影響

添加生石灰后的板框脫水濾液堿性很強(qiáng)，若直接回流至污水廠，會(huì)對(duì)生物處理系統(tǒng)有所破壞，需要建設(shè)酸堿調(diào)節(jié)池。而新型藥劑的成分基本為中性，濾液可直接回流，減少附屬設(shè)施。

4）現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境大幅度改善

FeCl3液體為強(qiáng)酸強(qiáng)氧化性液體，該液中含有的殘余鹽酸易揮發(fā)且腐蝕性極強(qiáng)。生石灰為強(qiáng)堿強(qiáng)腐蝕性細(xì)粉末固體，其細(xì)顆粒粉塵隨風(fēng)四處飄灑，并易呼吸吸入體內(nèi)，或在皮膚上吸水燒傷皮膚，對(duì)周邊環(huán)境污染，對(duì)員工身心健康，對(duì)設(shè)備安全均有很大影響。采用新型藥劑方案，藥劑母液為桶裝液體，運(yùn)輸、稀釋制備、投加過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生粉塵等次生污染，也不會(huì)造成管路阻塞、結(jié)垢等故障，能夠有效降低設(shè)備設(shè)施的維護(hù)成本。同時(shí)提高了企業(yè)環(huán)境、健康和安全保障。

在脫水機(jī)房?jī)?nèi)部統(tǒng)一布置PAM乳液和聚鐵鹽的稀釋投加系統(tǒng)，便于操作管理。

污泥板框脫水系統(tǒng)采用新型調(diào)理藥劑與傳統(tǒng)藥劑的比較，見(jiàn)下表。

4. 污泥板框深度脫水工藝控制實(shí)現(xiàn)

針對(duì)污泥深度處理系統(tǒng)運(yùn)行方式，在總結(jié)了進(jìn)料、脫水等各環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)之后，設(shè)計(jì)配套了控制系統(tǒng)，并應(yīng)用于污泥深度脫水系統(tǒng)的控制工作。

整套系統(tǒng)由中央控制系統(tǒng)（PLC）進(jìn)行集中控制，系統(tǒng)參數(shù)將根據(jù)實(shí)驗(yàn)及調(diào)試所得數(shù)據(jù)定制。對(duì)于某些重要參數(shù)的監(jiān)控可分級(jí)別的設(shè)定聲/光報(bào)警。控制系統(tǒng)帶有對(duì)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)點(diǎn)、加油點(diǎn)等進(jìn)行自動(dòng)維護(hù)提示的功能。工作人員可以方便地在現(xiàn)場(chǎng)觀察在線儀表的測(cè)量參數(shù)，并且能夠過(guò)將系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)接入污水處理廠控制系統(tǒng)，便于遠(yuǎn)程控制。

污泥脫水系統(tǒng)設(shè)置一套PLC現(xiàn)場(chǎng)控制站和操作員站，負(fù)責(zé)污泥深度脫水工藝過(guò)程中各模擬量、開(kāi)關(guān)量的采集、傳輸以及有關(guān)過(guò)程的自動(dòng)控制。

工藝設(shè)備具有手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制方式。手動(dòng)由就地控制箱上的控制按鈕實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)控制由自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。手動(dòng)-自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換由設(shè)備就地控制箱上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。二種控制方式手動(dòng)優(yōu)先，自動(dòng)次之。

為滿足污泥深度處理生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程控制和監(jiān)測(cè)的要求，根據(jù)污泥深度脫水工藝流程及控制要求設(shè)置必要的流量、壓力、液位、溫度等在線檢測(cè)儀表，儀表選用帶現(xiàn)場(chǎng)顯示變送器的智能化儀表。儀表系統(tǒng)包括超聲波液位計(jì)、污泥濃度計(jì)、電磁流量計(jì)、壓力變送器、液位變送器等。

5. 結(jié)語(yǔ)

在上海市松江區(qū)多座污水處理廠建成的污泥板框深度脫水工程，采用了“陽(yáng)離子PAM乳液+聚鐵鹽”新型調(diào)理劑工藝，對(duì)脫水污泥的后續(xù)處置、改善因藥劑引起的污泥增量問(wèn)題、廠區(qū)生產(chǎn)環(huán)境、地區(qū)生態(tài)環(huán)境等均有較大的益處，對(duì)今后同類項(xiàng)目的建設(shè)有一定的借鑒意義。

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