某污水厂浓缩脱水工艺设计

某污水厂浓缩脱水工艺设计

汤志文

中国华西工程设计建设有限公司610031

摘要：为了响应国家节能减排，促进经济可持续发展的号召，国家环保总局对于污泥后续处置提出了新的要求----泥饼含固率40%以上，在经济相对发达或有条件的地区先行施行。然而纵观国内污泥脱水技术，最常见的还是采用带式压滤机、卧螺离心脱水机、碟螺式污泥脱水机、板框压滤机等设备。本文结合实际工程分析污水厂浓缩脱水工艺设计。

关键词：污水厂；浓缩脱水；工艺设计

1污泥浓缩脱水概述

污泥浓缩脱水是污泥处理处置的关键步骤，其目的是使经浓缩或消化之后的污泥进一步减容，使污泥由液态转化成固态，实现污泥的减量和便于运输。

污泥脱水主要分为自然干化脱水和机械脱水两大类。自然干化是将污泥摊置到干化场上，通过蒸发、渗透和上清液溢流等方式实现脱水。这种脱水方式维护管理工作量很大，且产生大范围的恶臭，比较适合小型污水处理厂的污泥处理。机械脱水是利用机械设备进行污泥脱水，因而占地少，与自然干化相比，恶臭影响也较小，但运行维护费用较高。

机械脱水按脱水原理主要可分为真空过滤脱水、压滤脱水和离心脱水三大类。真空过滤脱水是将污泥置于多孔性过滤介质上，在介质另一侧造成真空，将污泥中的水分与污泥分离，从而实现脱水，常用的设备有真空转鼓过滤脱水机。压滤脱水是将污泥置于过滤介质上，通过对污泥施加压力，强行使水分与污泥分离，从而实现脱水，常用的设备有各种形式的带式压滤脱水机和板框（厢式）压滤机。离心脱水是通过水分与污泥颗粒的离心力之差，使之相互分离，从而实现脱水。

2工程概况

某综合污水处理厂总规模为9.0万m3/d，分近期、中期及远期进行建设，各期规模均为3.0万m3/d，本次设计为近期工程，设计规模3.0万m3/d。

污水处理厂处理工艺：污水处理采用水解酸化池＋改良A2/O生物池，出水采用紫外线消毒，污泥采用板框式污泥脱水工艺。管理及辅助生产建筑物：变配电房、维修间及仓库、综合楼等。

3浓缩脱水工艺流程

该污水厂浓缩脱水工艺主要包括污泥浓缩、污泥条例和污泥处置等步骤，其工艺流程图如图1所示。剩余污泥在污泥浓缩池进行浓缩后与稀泥池的惰性污泥一起排入污泥调理池，按一定比例添加调理剂FeCl3、CaO，搅拌均匀，由污泥泵将调理好的污泥泵入隔膜压榨压滤机进行脱水，产出泥饼外运填埋，滤液流至污水提升泵房前的集水井随进厂污水一起处理。

5污泥调理

对污泥进行调理的目的是改善污泥脱水性质，减小水与污泥固体颗粒的结合力，加速污泥脱水。在污泥调理池中加入FeCl3和CaO，混合搅拌使其充分反应，将浓缩污泥中的毛细水和吸附水变为自由水，使污泥的PH和温度升高，破坏微生物的细胞膜，释放细胞内的结合水，提高污泥脱水效果。同时，加入的FeCl3和CaO还有钝化重金属和杀菌除臭的作用。FeCl3溶液由隔膜计量泵投加，CaO储存在生石灰罐中，通过电子称控制投加量。FeCl3的投加量为浓缩污泥量的0.5％～0.7％，CaO的投加量为浓缩污泥量的1％～1.5％，混合反应时间约30min。调理后的污泥放置时间不宜过长，否则会导致过滤性能变差。

6板框压滤

根据《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》（GB/T23485-2009）污泥含水率应小于60%。目前应用较多的带式压滤、板框压滤和离心脱水这三种机械脱水方式中仅板框压滤脱水后的泥饼含水率能满足该要求。该污水厂浓缩脱水工艺设计脱水工艺采用板框压滤。为降低泥饼的含水率，需投加生石灰和三氯化铁进行污泥调理。

设计处理污水量9万m3/d，产生的绝干泥为20t/d。浓缩后的湿泥含水率约97.0%，脱水后泥饼含水率≤60%。根据该污水厂的实际情况，设计采用2台板框压滤机脱水（无备用机组），单台每天工作16h，约8个批次，每批次工作周期约2h，其中进泥约60min，二次挤压和保压合计约40min，反吹卸泥约10min，水冲洗约10min（1~2班冲洗1次），约1~2个月酸洗一次。设计每批次进泥约43m3，原贮泥池总有效容积约50.18m3，分两格；改造为污泥调理池，两格交替工作，一格出料时，另一格进泥调理，调理时间约0.5h；一台板框机进料结束后另一台板框机方开始进料。

污泥深度脱水的核心设备是板框压滤机，包括进泥系统、隔膜压滤系统、吹脱系统和卸料系统。经调理后的污泥通过隔膜泵注入板框压滤机中，快速实现泥水分离，进泥最大压力为0.8MPa，进泥时间一般为1.5～2.5h；停止进泥后，通过立式多级泵加压板框压滤机中的隔膜对污泥进行强力挤压脱水，压滤时间一般为10～20min，压力为0.8～1.2MPa；然后利用0.8MPa的高压空气吹气约1min，吹脱压滤机中心进泥管中的污泥及空腔内的滤液；之后缓慢松开压滤机滤板，排尽剩余滤液；最后卸除压滤机内的泥饼至皮带输送机运出。产出的泥饼含水率可低于60％，固体回收率可达99.9％以上。泥饼硬度较好，便于运输和填埋，且泥饼中粪大肠菌群数为0，没有臭味，比较不会造成二次污染。

7结束语

综上所述，随着我国经济的不断发展，水环境质量却在不断下降。国家投入了大量的财力进行了污水处理厂的建设，污泥处置问题越来越受到国家政府的重视。本文结合某污水厂阐述了浓缩脱水的主要工艺设计，以期能为污水厂浓缩脱水找到了一条较为合理的解决办法，供同类工程参考与借鉴。

参考文献：

[1]仇保兴.加快城镇污水处理．给水排水，2010，36（5）：1~7.

[2]刘峰，万新南，陈希伟．浅谈中国城市污泥的处置．环境科学与管理，2009，34（8）：116~119.