遼寧省阜新市某污水處理廠包含污水處理工程、再生水處理工程和污泥提標(biāo)改造工程三部分。該廠于2005年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬(wàn)t/d，采用國(guó)內(nèi)外較成熟的A/O工藝，設(shè)計(jì)出水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)[1]，污泥處理系統(tǒng)采用帶式脫水機(jī)脫水，處理后的污泥含水率約80%，脫水后污泥外運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)填埋。

為了提高水資源利用率、保護(hù)地下水資源，該廠于2009年啟動(dòng)再生水項(xiàng)目，主體處理工藝為“混凝沉淀+V型濾池+ClO2消毒”，設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬(wàn)t/d，目前供水規(guī)模為7萬(wàn)t/d左右。

為達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)[2]及《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T23485—2009)中規(guī)定的進(jìn)行衛(wèi)生填埋的脫水后污泥含水率[3]，應(yīng)小于60%的要求該廠于2012年6月啟動(dòng)提標(biāo)改造工程，該工程分兩期建設(shè)。

一期工程:在原污水處理廠區(qū)新建粗格柵及平流沉砂池、碳源投加間及A/O生化池，于2013年9月完成調(diào)試運(yùn)行，出水達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

二期工程:除臭及污泥深度處理，除臭系統(tǒng)采用生物濾池除臭方式，污泥深度處理系統(tǒng)為污泥重力濃縮/化學(xué)調(diào)理/高壓隔膜壓濾機(jī)脫水，污泥深度處理系統(tǒng)于2014年8月完成調(diào)試運(yùn)行。本文主要介紹污泥深度處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試運(yùn)行。

1設(shè)計(jì)規(guī)模

提標(biāo)改造工程一期完成后污水廠產(chǎn)生的污泥主要由三部分構(gòu)成:(1)初沉池污泥，排放量約300m3/d，含水率約97%;(2)污泥回流泵房排除的剩余活性污泥，最大排放量為1300m3/d，含水率約99%;(3)再生水處理工藝的混凝沉淀池排放的化學(xué)污泥，排放量為400m3/d，含水率約99%。綜合計(jì)算上述三部分污泥量，確定設(shè)計(jì)處理污泥量為2000m3/d，含水率約98.7%。

2工藝流程

圖1為污泥深度處理系統(tǒng)工藝流程圖。

該工藝流程為剩余污泥、化學(xué)污泥首先經(jīng)過(guò)濃縮池，濃縮后的污泥與初沉污泥一并進(jìn)入均質(zhì)池，經(jīng)泵提升至調(diào)理池，向調(diào)理池中加入聚丙烯酰胺(PAM)、三氯化鐵(鐵鹽)及石灰藥劑調(diào)理污泥特性，使其易脫水，最后通過(guò)高壓和低壓兩種污泥螺桿泵將調(diào)理后污泥泵入至高壓隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行深度脫水，使污泥含水率降至60%左右，脫水后泥餅可直接外運(yùn)。

3主要建(構(gòu))筑物設(shè)計(jì)

新建污泥深度處理系統(tǒng)位于原廠區(qū)西南角，包括新建2座污泥濃縮池、1座污泥均質(zhì)池及1座污泥深度處理車(chē)間，同時(shí)配套建設(shè)有PAM投加系統(tǒng)、鐵鹽投加系統(tǒng)、石灰投加系統(tǒng)、干泥料倉(cāng)等。污泥深度處理系統(tǒng)與原污泥處理系統(tǒng)切換通過(guò)污泥管道閥門(mén)控制，待污泥深度處理系統(tǒng)正常運(yùn)行后，原污泥處理系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)。

3.1污泥濃縮池

原污泥處理系統(tǒng)未設(shè)污泥濃縮池，水廠產(chǎn)生的初沉污泥、二沉池剩余污泥和再生水化學(xué)污泥通過(guò)泵提升進(jìn)入污泥儲(chǔ)泥池內(nèi)，再由污泥泵打入脫水機(jī)房?jī)?nèi)帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理。為此，提標(biāo)改造工程新建輻流式污泥濃縮池兩座，進(jìn)一步對(duì)污泥體積進(jìn)行減量[4]，濃縮池直徑為14m，池深為5.0m，污泥固體負(fù)荷為48.72kg/m2˙d，濃縮時(shí)間為16h，池內(nèi)設(shè)直徑為14m的中心傳動(dòng)污泥濃縮機(jī)。

3.2污泥均質(zhì)池

經(jīng)濃縮后的剩余污泥和化學(xué)污泥與初沉池污泥進(jìn)入均質(zhì)池進(jìn)行混合調(diào)勻，通過(guò)潛污泵提升進(jìn)入調(diào)理池。本工程新建污泥均質(zhì)池1座，尺寸為10m×7m×4.8m，有效容積為294m3，池內(nèi)設(shè)置污泥提升泵2臺(tái)，單臺(tái)流量為150m3/h，揚(yáng)程為8m，功率為5.9kW，潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，葉輪直徑為369mm，功率為2.5kW。

3.3污泥深度處理車(chē)間

污泥深度處理車(chē)間包括加藥間、調(diào)理車(chē)間、壓濾車(chē)間、設(shè)備間，總平面為21m×72.36m。

(1)加藥間

加藥間主要設(shè)置PAM投加系統(tǒng)、鐵鹽投加系統(tǒng)、石灰投加系統(tǒng)。PAM投加系統(tǒng)采用PAM自動(dòng)配藥裝置，投加濃度為0.1%～0.2%，配備2臺(tái)螺桿泵，單臺(tái)參數(shù):Q=0.8～4m3/h、H=0.3MPa、n=324r/min，N=1.5kW。鐵鹽投加系統(tǒng)包括鐵鹽儲(chǔ)藥池2座，單座容積為10m3。

配備攪拌機(jī)2臺(tái)，N=3kW;隔膜泵2臺(tái)，單臺(tái)參數(shù):Q=6.3m3/h、H=20m、N=1.5kW。石灰投加系統(tǒng)采用一體化石灰投加系統(tǒng)，包含上料風(fēng)機(jī)、拆包機(jī)、石灰料倉(cāng)、給料機(jī)及螺旋輸送機(jī)等，料倉(cāng)容積為6m3。

(2)調(diào)理車(chē)間

在污泥調(diào)理池投加調(diào)理劑，改善污泥脫水性能，經(jīng)調(diào)理后的污泥經(jīng)高低壓螺桿泵輸送至高壓隔膜壓濾機(jī)。調(diào)理池2座，配備多層漿葉式攪拌機(jī)2臺(tái)，N=22kW，單池尺寸為6.5m×6.5m×4.8m;低壓螺桿變頻泵2臺(tái)，規(guī)格:Q=100m3/h、P=0.6MPa;高壓螺桿變頻泵2臺(tái)，規(guī)格:Q=25m3/h、P=1.2MPa。

(3)壓濾車(chē)間

在壓濾車(chē)間內(nèi)設(shè)污泥深度處理系統(tǒng)核心設(shè)備———高壓隔膜壓濾機(jī)2臺(tái)，兩端進(jìn)泥，壓濾機(jī)最大濾室為11.7m3，最大液壓保護(hù)壓力為29MPa，最高液壓工作壓力20～25MPa，最高過(guò)濾工作壓力1.2MPa，最高壓榨工作壓力2.0MPa。壓濾機(jī)主要由止推板、油缸座、油缸、液壓站、主梁、主梁支撐、自動(dòng)拉板機(jī)械手、隔膜板、過(guò)濾板、翻板、翻板液壓站等組成。同時(shí)壓濾車(chē)間配套有皮帶輸送機(jī)3臺(tái)(2臺(tái)水平輸送機(jī)、1臺(tái)傾斜輸送機(jī))。(4)設(shè)備間壓榨儲(chǔ)水箱1座、壓榨泵2臺(tái)、反洗水箱1座、反洗柱塞泵2臺(tái)、空壓機(jī)2臺(tái)、吹脫儲(chǔ)氣罐2套、儀表儲(chǔ)氣罐1套。

4工藝調(diào)試運(yùn)行

4.1調(diào)試運(yùn)行總體要求

系統(tǒng)調(diào)試遵循以下過(guò)程:系統(tǒng)單機(jī)試車(chē)，清水聯(lián)動(dòng)試車(chē)，帶負(fù)荷調(diào)試，滿負(fù)荷調(diào)試。在單機(jī)調(diào)試前須檢查各設(shè)備安裝是否滿足要求，包括相關(guān)電氣設(shè)備安裝、控制箱、管道閥門(mén)等設(shè)施是否符合要求，并填寫(xiě)相關(guān)驗(yàn)收記錄。經(jīng)驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行單機(jī)無(wú)負(fù)荷點(diǎn)動(dòng)試車(chē)。所有設(shè)備點(diǎn)動(dòng)試車(chē)合格后進(jìn)行清水調(diào)試。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)找出原因，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整。

清水聯(lián)動(dòng)調(diào)試是污泥深度處理系統(tǒng)進(jìn)泥調(diào)試之前的最后一次測(cè)試，若進(jìn)泥后導(dǎo)致設(shè)備、管路出現(xiàn)問(wèn)題，再進(jìn)行維修將非常復(fù)雜、危險(xiǎn)，耗費(fèi)大量財(cái)力，因此按照進(jìn)泥路線分別對(duì)污泥濃縮池的進(jìn)泥路線、出泥路線、均質(zhì)池的進(jìn)出泥路線、調(diào)理池的出泥路線及高低壓污泥螺桿泵的出泥路線的管道和閥門(mén)進(jìn)行全面清水調(diào)試，確保聯(lián)動(dòng)運(yùn)行時(shí)所有設(shè)備可以帶負(fù)荷正常運(yùn)行，工藝管道與閥門(mén)及設(shè)備接口的密封，自控儀表、設(shè)備聯(lián)鎖運(yùn)行狀況達(dá)到設(shè)計(jì)及廠家的要求等。

清水聯(lián)動(dòng)測(cè)試合格后，向新建污泥濃縮池連續(xù)進(jìn)泥，同時(shí)，為確保污水廠產(chǎn)生的污泥在調(diào)試期間能正常處理，原污泥處理系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)入新建污泥濃縮池的污泥量進(jìn)行調(diào)整運(yùn)行。

待污泥深度處理系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行成功后，新系統(tǒng)逐步增加進(jìn)泥量，直到滿負(fù)荷運(yùn)行。整個(gè)調(diào)試階段落實(shí)各方(建設(shè)、設(shè)計(jì)單位、設(shè)備廠家、調(diào)試人員、施工、監(jiān)理單位)責(zé)任，保質(zhì)保量完成調(diào)試工作。

4.2調(diào)試運(yùn)行參數(shù)及過(guò)程

濃縮:將含水率為98.7%～99.8%的剩余污泥提升至重力濃縮池，濃縮時(shí)間為16h，濃縮池排泥方式為間歇排泥，初步設(shè)為每隔2～3h排一次，每次10min，濃縮后污泥含水率為95%～98%，分離的上清液回流至污水處理系統(tǒng)。

調(diào)理:根據(jù)廠家經(jīng)驗(yàn)值確定初次投藥量，藥劑投加順序?yàn)槿然F、石灰、PAM。為使三氯化鐵與污泥充分反應(yīng)，在調(diào)理池進(jìn)泥的同時(shí)投加三氯化鐵，每批次污泥(污泥量約170m3)投加濃度為38%的三氯化鐵0.5～0.7m3，待鐵鹽投加完畢及污泥液面達(dá)到設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)石灰投加系統(tǒng)，每批次污泥石灰投加量為0.8～0.9t，停止投加石灰5min后，啟動(dòng)PAM投加系統(tǒng)，每批次PAM投加量為0.1%～0.2%PAM溶液2m3，投加完P(guān)AM后繼續(xù)攪拌10min，停止攪拌或調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速至5r/min。

4.3調(diào)試運(yùn)行結(jié)果

污泥深度脫水工程于2014年7月開(kāi)始單機(jī)調(diào)試，2014年8月正式進(jìn)入聯(lián)動(dòng)調(diào)試運(yùn)行階段，調(diào)試期間污泥處理情況如表1所示。

由表1可知調(diào)試期間，除降雨外(2014.08.16降雨導(dǎo)致均質(zhì)池污泥含水率達(dá)到98.6%)，脫水污泥含水率略高于60%(即62.03%)，其他批次脫水污泥含水率均低于60%(47.1%～60%)，最小含水率甚至低于50%，說(shuō)明達(dá)到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)脫水后污泥性狀，發(fā)現(xiàn)當(dāng)PAM投加量較多(1kg/批次)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致脫水污泥黏度增加，污泥含水率增加。當(dāng)石灰投加量較少(450kg/批次)時(shí)，不足以改善污泥脫水性能。為此，建議正常運(yùn)行時(shí)PAM投加量為0.5kg/批次左右，鐵鹽投加量為700kg/批次左右，石灰投加量為900kg/批次左右。

4.4運(yùn)行中存在的問(wèn)題及解決對(duì)策

(1)設(shè)計(jì)時(shí)未考慮高低壓螺桿泵及進(jìn)泥管道的沖洗;若污泥深度處理系統(tǒng)單體或設(shè)備出現(xiàn)故障維修，高低壓螺桿泵長(zhǎng)時(shí)間不能運(yùn)行時(shí)，由于調(diào)理池后的污泥含有氧化鈣，長(zhǎng)時(shí)間在螺桿泵及進(jìn)泥管道內(nèi)沉積，最終將導(dǎo)致泵及管道被石灰堵塞。為此，在后期增設(shè)泵及管道的沖洗設(shè)施。

(2)皮帶輸送機(jī)滴泥，有時(shí)壓榨后的污泥存在一些濕污泥并形成泥漿，在皮帶輸送過(guò)程中會(huì)粘在皮帶上，待皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)到與地面相對(duì)的一側(cè)時(shí)，泥漿掉落在地上，污染工作環(huán)境。為此，在輸送機(jī)皮帶上靠近滾筒電機(jī)、從動(dòng)滾筒附近增加刮泥板、接泥板，將泥漿收集到接泥板上，同時(shí)在皮帶輸送機(jī)兩側(cè)地面上設(shè)置排泥溝，運(yùn)行一段時(shí)間后將泥漿沖刷到排泥溝，通過(guò)排泥溝排到污水處理系統(tǒng)。

5結(jié)語(yǔ)

遼寧省阜新市某污水處理廠污泥深度脫水處理工程設(shè)計(jì)采用重力濃縮，經(jīng)均質(zhì)池調(diào)蓄后，順序投加鐵鹽、石灰和PAM進(jìn)行污泥調(diào)質(zhì)，最后經(jīng)過(guò)高壓隔膜壓濾機(jī)脫水。經(jīng)過(guò)調(diào)試運(yùn)行階段，表明污泥深度處理系統(tǒng)能滿足脫水后污泥含水率小于60%的要求，達(dá)到設(shè)計(jì)目的。該工程設(shè)計(jì)參數(shù)及調(diào)試經(jīng)驗(yàn)將為采用重力濃縮/化學(xué)調(diào)理/高壓隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行污泥深度脫水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及調(diào)試運(yùn)行提供經(jīng)驗(yàn)。