1項目背景

貴州某污水 處理廠設計 總規模為4萬m3/d。出水符合GB18918—2002《城鎮污水處理廠 污染 物 排 放 標準》中的一級A標準。該污水處理廠設計進出水水質，見表1。

該工程 分 為 預 處 理、二 級 生 化 處 理、深 度 處 理、消毒系統、污泥 系統等。預處 理包括粗格 柵及進水泵 站、細 格 柵 及 曝 氣 沉 砂 池 等；二 級 生 化 處 理 包 括A/A/O生物池、二沉池及集、配水井；深度處理包括深床濾池、接觸 池；消 毒 系 統 包 括 投 藥、消 毒 間；污 泥 系 統 包 括 進 泥緩沖池、濃縮污泥存儲池、調理池及脫水機房等。該工程污泥系統進泥主要為來自A/A/O生物池的剩余污泥。進入污泥脫水系統的污泥干物質總量為8.0t/d，污泥含水率以99.3%計，污泥體積約為1 200m3/d。2工藝選擇污泥處理、處置的目的是實現污泥的減量化、無害化及資源化。結合當地 的特點及經 濟、環境等條 件，該項 目 最 終 確 定 的 污 泥 處 理 技 術 方 案 為 污 泥 經 濃 縮、化學調理、深度脫水減量后進行衛生填埋。為使脫水污泥的 抗 壓 強 度 和 剪 切 力 滿 足 填 埋 要 求，對 進 入 填 埋 場 的脫水污泥含水率進行了限定。根據GB/T 23485—2009《城鎮污水處理廠污泥處置 混合填埋用泥質》對填埋污泥含水率的基本要求（污泥含 水率不大于60%），確定該項目的污泥處理工藝路線如圖1所示。

污泥處 理 系 統 包 括 污 泥 濃 縮、污 泥 調 理、污 泥 脫水3大系統。污泥濃縮系統主要包括進泥緩沖池、帶式濃縮機、濃縮 污泥存儲池、PAM投加系統；污 泥 調 理 系統 主要包括污 泥調理池、生石灰（CaO）投加系 統、鐵 鹽（FeCl3）投加系 統；污 泥 脫 水 系 統 主 要 包 括 脫 水 機 房、污泥儲運間、板框壓濾機、帶式輸送機等。

2.1污泥濃縮系統污泥中所含水分主要分為孔隙水、毛細水、顆粒吸附水及顆粒內部水，其中孔隙水占污泥總水分的70%，這部分水分是污泥濃縮系統的主要去除對象，因此，濃縮是污泥減容的重要環節。污泥濃縮可分為重力濃縮、氣浮濃縮、機械濃縮3種。該項目采用帶式濃縮機對污泥進行濃縮。與重力濃縮池和氣浮濃縮機相比，帶式濃縮機具有以下優點：1）停 留時 間 較 短，可 避 免 富 磷 污 泥 中 磷 的 二 次 釋放。GB50014—2006《室外排水設計規范》（2014年版）第7.2.3條提到“當采用生物除磷工藝進行污水處理時，不應采用重 力濃縮。”該 項目采用A/A/O工藝，屬于生物除磷工藝，因此不應采用重力濃縮池。重力濃縮池中污泥停留時間較長，容易導致污泥中磷的二次釋放，富含 磷 的 壓 濾 液 又 回 到 污 水 處 理 系 統 中，導 致 生 物 除 磷效率的下降。2）可有效降低后續調理投藥量及污泥脫水機的工作負荷、降低運行成本。使用帶式濃縮機可將污泥含水率降低到96%以下，再添加少量的PAM（絮凝劑），可以取得更高的脫水率。而經重力濃縮后的污泥最低含水率只能達到97%，在相同進泥量的情況下，重力濃縮后的污泥體積至少是帶式濃縮機濃縮后污泥體積的1.3倍。3）經濟性 好。將 含 水 率99.3 %的剩余 污 泥 濃 縮至 含 水 率 為95%～97 %，帶式濃 縮 機 能 耗 為20～120kW·h/tTDS，氣浮濃縮機能耗為100～240 kW·h/tTDS[2]。如果重力濃縮池只設置濃縮刮泥機，則其功率較小，相比 帶 式 濃 縮 機 節 省 電 耗，但 目 前 為 降 低 重 力 濃 縮 池 出泥 含 水 率，通 常 在 重 力 濃 縮 池 中 投 加 絮 凝 劑，這 也 將縮小重力濃縮池與帶式濃縮機的能耗差距。

2.2污泥調理系統作 為 污 泥 脫 水 的 預 處 理，污 泥 調 理 主 要 是 向 濃 縮后 的 污 泥 中 投 加 化 學 藥 劑，達 到 降 低 污 泥 比 阻 和 毛 細吸 水 時 間，改 善 污 泥 脫 水 性 能，提 高 機 械 脫 水 效 果 的目的。該項目選用的混凝劑為鐵鹽（FeCl3），助凝劑為生石灰（CaO）。FeCl3對污泥 脫水效果的 影響與凝聚 機理有關。有研究認為通過多核羥基絡合物的摻鏈作用，生成 羥 基 絡 合 鐵，發 揮 卷 掃 作 用，破 壞 膠 體 穩 定 性，生 成大塊 絮 凝 體。也有研 究 認 為 是 由 于 水 合 絡 合 物 吸 附帶 負 電 荷 的 膠 體 粒 子，通 過 藥 劑 壓 縮 雙 電 層 中 和 等 使膠體脫 穩，從而改 善 污 泥 的 沉 降 性 能。另外，有研 究表明CaO作為助凝劑加入污泥中，可利用CaO的水解作 用 提 高 污 泥 的pH值，破壞污 泥 中 微 生 物 的 細 胞 結構，使 大 分 子 胞 外 聚 合 物 溶 出，污 泥 內 部 結 合 水 釋 放變成表 面吸附水，有 利 于 進 一 步 脫 水。另外“鐵鹽＋生石灰”的組合方式還具有以下優點：1）剩余污 泥 絮 體 較 為 分 散，生 石 灰 可 提 供 較 大 的絮 體 骨 架，改 善 污 泥 顆 粒 的 結 構，從 而 提 高 混 凝 劑 的混凝效果。2）CaO和Fe3+與污泥中 的磷酸 鹽 反 應 均 可 生 成 化學沉淀，可降低回流壓濾液中磷的含量。3）CaO的強堿性還具有殺菌除臭的作用。2.3污泥脫水系統污泥脫水系統是對濃縮、調理后的污泥進行處理，以進一步降低污泥含水率，減小污泥體積，實現污泥的減 量 化。常 用 的 機 械 脫 水 機 有 帶 式 壓 濾 機、板 框 壓 濾機、離心脫水機，三者的機械性能對比見表2。

該工程要求出泥含水率 不大于60%，因此選用全自 動 隔 膜 板 框 壓 濾 機 進 行 脫 水。另 外，從 表2可以看出，全自動隔膜板框壓濾機還具有綜合能耗較小、自動化程度高、現場環境較好、安全性能好等優點。

3工程設計

3.1進泥緩沖池剩 余 污 泥 經2根DN150 mm的剩余 污 泥 管 進 入緩 沖 池，緩 沖 池 的 設 置 可 以 保 證 帶 式 濃 縮 機 的 連 續 運行。緩沖池平面尺寸為7.0 m×5.2 m，有效深度為3.75 m，緩沖池 內 設 有2臺潛水 攪 拌 器（功 率3.75 kW，直徑0.4 m）以防止污 泥沉淀。緩沖 池出泥通 過2臺螺桿泵（單泵流量20m3/h，揚程20m，功率7.5kW，變頻調節）分別打入2臺帶式濃縮機（流量50m3/h，功率2.2kW）。

3.2濃縮污泥存儲池污泥濃縮系統配有1臺PAM制備裝置（制備能力2 000L/h，功率3.2kW），2臺PAM投加泵（螺 桿 泵，流量2m3/h，揚程20m，功率1.5 kW）。在污 泥 進 入 帶 式濃 縮 機 前，通 過 管 道 混 合 器 投 加PAM絮凝劑（濃 度 為1 %～2%），投加 量 為 每 噸 干 污 泥 量 的0.3 %～0.5 %，具體數值以運行后的實際投加量為準。帶式濃縮機設置在 濃 縮 污 泥 存 儲 池 上 部，污 泥 經 帶 式 濃 縮 機 濃 縮 后 進入 濃 縮 污 泥 存 儲 池，此 時 污 泥 含 水 率 降 低 至 約96 %。濃縮污 泥存儲池平 面尺寸為7.0m×6.0m，有效深 度 為3.75 m。另外，污泥濃 縮機配有2臺濃縮沖洗泵（離 心泵，流 量8 m3/h，揚程73 m，功率3 kW）和1個濃縮 沖洗水箱（體積5 m3，配套液位控制器）。

3.3調理池濃縮污泥存儲池出泥經過2臺提升泵（螺桿泵，流量60m3/h，揚程20m，功率11kW，變頻調 速）分 別 提升至2格污泥調理池，單格平面尺寸為5.0m×5.0m，有效深度為2.3 m。污泥調理系統配有FeCl3和CaO投加系統，投 加 量 分 別 為5 %和20 %～25%，具體數 值 以運行后的實際投加量為準。2格調理池可以同時工作，污 泥 調 理 時 間 為4h，每個調 理 池 內 設 有 攪 拌 機（功 率11kW，直徑3.0m），可使污泥與絮凝劑更充分地接觸，進而提高調理效果。調理過程與后續污泥壓濾同步進行。

3.4脫水機房經過調理后的污泥通過4臺高低壓進泥泵（低壓：流量60m3/h，揚程40m，功率15kW；高壓：流量18m3/h，揚程80m，功率7.5kW）進泥，低壓 泵 先 工 作，低 壓 泵停 止 工 作 后 高 壓 泵 開 始 工 作。污 泥 打 入2臺位于 脫水 機 房（平 面 尺 寸25 m×12 m，頂板高11.4 m）內二層混 凝 土 平 臺 上 的 板 框 壓 濾 機（單 機 固 體 負 荷1 290～1 350 kg/（臺·批），功率13kW）內。每臺板框壓濾機每個工作周期為4h，每臺每日可運行4批次，2臺板框壓濾 機可同時工 作。板框壓 濾機出泥經 落料破碎后 進入2臺皮帶 輸 送 機，通 過 皮 帶 輸 送 機（B=1m，L=18 m，水平傾斜一體機）送入污泥儲運間（平面尺寸10m×12m，頂板高4.8m），由卡車外運進行處置。壓榨系統：板框壓濾機壓緊之后開始壓榨脫水，啟動壓榨泵（離心泵，流量14m3/h，揚程160m，功率11kW），壓榨 水 直 接 輸 入 密 閉 的 隔 膜 板 中，隨 著 壓 榨 水 充 滿 隔膜 板，泥 餅 中 的 水 被 擠 壓 流 出，直 至 擠 壓 壓 力 達 到 設定 值（1.2～1.5 MPa），關閉 壓 榨 泵，整 個 過 程 約1 h；然后打開壓榨回流閥，把隔膜板中的水回流至水箱，同時打開壓縮空氣正向吹風閥，將泥餅和濾布吹脫開，以便于 泥 餅 卸 料，該 過 程 約3～5 s，也可多 吹 幾 次，有 利 于泥餅脫落。清 洗 系 統：泥 餅 卸 載 完 畢 后，關 閉 濾 液 出 水 閥、污泥 回 流 閥，打 開 清 洗 水 泵（離 心 泵，流 量24m3/h，揚程196 m，功率22kW），清洗水從進料 管注入壓濾 機腔室內，待 系 統 壓 力 達 到 設 定 值（0.5 MPa可調）時，關閉加 藥 泵，系 統 保 壓，清 洗 水 在 壓 濾 機 腔 室 內 一 段 時 間（0.5～2 h可調）或壓力下降 后，清洗水 泵重新開啟，同時 清 洗 放 空 閥 打 開 放 空，濾 布 在 水 流 的 帶 動 下 進 行 清洗，10min（可調）后停 泵，清 洗 放 空 閥 延 時 關 閉，清 洗程序結束。

3.5其他設計帶 式 濃 縮 機 濃 縮 上 清 液、反 沖 洗 廢 水，板 框 壓 濾機 壓 濾 液、反 沖 洗 廢 水 以 及 空 壓 機 冷 凝 水 排 至 廠 區 排水管道，并回流至污水處理系統前端的曝氣沉砂池。壓榨水、反沖洗水取自廠區自來水。

4結語該項 目 工 藝 方 案 設 計 合 理，技 術 成 熟。選 擇 帶 式濃 縮 機 濃 縮＋鐵鹽加 生 石 灰 化 學 調 理＋板框壓 濾 機脫 水 的 組 合 技 術 方 案 可 將 剩 余 污 泥 脫 水 至 含 水 率 低于60%，減量后 污 泥 含 水 率 完 全 符 合 衛 生 填 埋 要 求。而 且 該 工 藝 方 案 的 選 擇，有 效 避 免 了 污 泥 中 磷 的 二 次釋放，減小了對生物除磷工藝的影響。整個系統能耗較低，且 具 有 較 好 的 緩 沖 能 力。該 項 目 污 泥 處 理 系 統 的設計可供類似工程參考借鑒。

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