氧化溝工藝污泥脫水系統(tǒng)改造及調(diào)試運行
技術(shù)支持
1 改造前污水處理廠污泥脫水系統(tǒng)現(xiàn)狀
1.1 基本流程
原有污泥脫水系統(tǒng)剩余污泥來源于污泥回流池，經(jīng)剩余污泥泵抽吸污泥回流池中污泥至污泥儲存池作臨時儲存，儲存池深5m，地面超高0.5m，池中配有攪拌器，對剩余污泥進行連續(xù)攪拌、均質(zhì)。儲存池中剩余污泥經(jīng)螺桿污泥泵抽吸至帶式脫水機絮凝反應(yīng)器與熟化好的濃度為1‰左右的絮凝劑進行反應(yīng)，形成的污泥絮體進入污泥預(yù)濃縮轉(zhuǎn)筒進行預(yù)濃縮，預(yù)濃縮后的污泥再進入帶式脫水機進行脫水。
原有污泥脫水系統(tǒng)主要設(shè)備有2臺帶式壓濾脫水機、3臺污泥螺桿進料泵、3臺絮凝劑螺桿進料泵和2臺絮凝劑配制機。
1.2 存在問題
原有污泥脫水系統(tǒng)主要存在以下問題：
①污泥螺桿進料泵入口處為負壓，污泥螺桿泵長時間運行時泵體容易出現(xiàn)高溫報警，需經(jīng)常交替使用不同污泥螺桿泵，才能緩解泵體高溫問題，人工現(xiàn)場監(jiān)視強度大。
②污泥儲存池未有濃縮污泥功能，進入帶式脫水機的污泥濃度一般為6～8g/L，污泥脫水效率不高。
③帶式脫水機已使用超過8年，無法滿足污水處理廠日漸增多剩余污泥脫水需求，加之進水中氯離子濃度較高，帶式壓濾脫水機腐蝕嚴重，亟待更換。
2 污泥脫水系統(tǒng)改造方案
2.1 改造污泥儲存池
原有污泥儲存池尺寸為7m×7m×5.5m，池中配有攪拌器1臺，結(jié)合原有污泥儲存池的特點，作如下改造：
（1）制作4個鋼筋混凝土空心四棱臺預(yù)制件作為污泥濃縮斗，棱臺上四邊邊長為3.4m，棱臺下四邊邊長為0.5m，棱臺側(cè)面與水平面為50°，棱臺高為1.8m，棱臺共有4個梯形鋼筋混凝土側(cè)面，上下兩面空著。4個預(yù)制件污泥濃縮斗制作好后，整體吊至儲存池底部并用混凝土固定好，改造后池體底部可實現(xiàn)污泥重力濃縮。
（2）剩余污泥排入污泥儲存池的位置調(diào)至池體中心，以實現(xiàn)對4個污泥濃縮斗均勻配泥，并增設(shè)1個直徑0.9m、高1.2m不銹鋼緩沖空心圓筒，剩余污泥管套在不銹鋼緩沖空心圓筒中，并與池面垂直，末端設(shè)有緩沖環(huán)狀板，以降低排泥時對水體的擾動。
（3）4個濃縮斗中沿著側(cè)面敷設(shè)4條對稱的濃縮污泥排放明管，匯總為一條濃縮污泥排放總管接至污泥螺桿進料泵，經(jīng)其抽入離心機進行脫水處理。儲存池頂部四邊處增設(shè)上清液出水堰板。上清液經(jīng)堰板溢流匯入上清液收集總管，上清液可自流重新回到進水泵站。
（4）4條濃縮污泥排放明管均設(shè)開關(guān)，可控制排放不同濃縮斗中的濃縮污泥；且4條濃縮污泥排放明管中配有反沖洗氣體入口和控制開關(guān)，當(dāng)濃縮污泥排放明管發(fā)生堵塞時，使用空壓機鼓入高壓氣體，利用高壓氣體反向疏通底部管道污物，操作簡便。
2.2 新增臥式螺旋離心機
2.2.1 離心機選型
離心脫水機體積小，運轉(zhuǎn)可靠，車間臭氣少，環(huán)境衛(wèi)生，自動化操作程度高，管理簡便，生產(chǎn)能力大，為不少污水處理廠污泥脫水系統(tǒng)升級改造的首選設(shè)備之一。離心機的選型必須結(jié)合污水處理廠自身的污泥性狀來選擇，對于無初沉池的，且活性污泥有機成分比例大于60%、污泥泥齡較長的污水處理廠需要選擇轉(zhuǎn)速較高的離心機，具體選型時需綜合考慮離心機的進料流量、絕干固體進料量、固體回收率、泥餅含固率、主電機和副電機功率、核心部件材質(zhì)、轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑、長徑比及自動控制程度等。
2.2.2 認識離心機性能參數(shù)
對離心機性能參數(shù)的正確認識是順利完成污泥離心脫水的關(guān)鍵，生產(chǎn)操作人員上崗操作之前必須接受離心機運行操作培訓(xùn)，熟悉離心機各項性能參數(shù)。主機轉(zhuǎn)速決定了污泥在離心機內(nèi)部受到離心力的大小，越高的主機轉(zhuǎn)速，排出離心機的泥餅越干，可處理污泥量也隨之上升。差速越低，泥餅被螺旋推出離心機的速度越慢，泥餅在離心機內(nèi)部停留時間相對變長，產(chǎn)生的泥餅越干，泥餅含固率越高，但分離液會比較混濁，固體回收率降低；反之亦然。泥餅含固率和分離液的清澈度是相互矛盾的，調(diào)試離心機時需找出兼顧兩者平衡點的差速。離心機參數(shù)的調(diào)試經(jīng)驗可參考相關(guān)文獻，本文不作贅述。
2.2.3 合理選擇絮凝劑
選擇適用于污水處理廠污泥的絮凝劑對離心機調(diào)試成敗起著關(guān)鍵作用，必須經(jīng)過嚴格篩選才能長期穩(wěn)定使用。在絮凝劑篩選過程中需觀察絮凝劑與污泥的反應(yīng)速度、形成污泥絮體的結(jié)實程度等等，絮凝劑選型工作應(yīng)由絮凝劑供應(yīng)商、離心機廠家以及污水處理廠工作人員共同完成，綜合各方意見后才能確定脫水效果較佳的絮凝劑。
絮凝劑篩選的具體步驟是：燒杯試驗、實驗室離心機試驗和上機試驗。燒杯試驗的主要目的是識別適用于所在污水處理廠活性污泥脫水用的可能的絮凝劑種類，主要是通過查看燒杯試驗過程中形成污泥絮體的反應(yīng)速度、污泥絮體體積大小及其結(jié)實程度，這些關(guān)注點在燒杯試驗過程中科觀測到，通常以形成污泥絮體時燒杯之間相互傾倒的次數(shù)來量化反應(yīng)時間快慢，以污泥絮體破碎時燒杯之間相互傾倒的次數(shù)來衡量污泥絮體的結(jié)實程度。但是由于燒杯試驗的操作條件與污泥脫水離心機的工況差別較大，燒杯試驗識別出來效果理想的絮凝劑若直接上機調(diào)試的話，離心機運行效果包括分離液渾濁度、固體回收率、離心機處理能力等未必一定理想。
為模擬離心機的離心分離效果，確保絮凝劑選型正確， 提出使用實驗室小型離心機對污泥絮體進行離心分離以篩選適用絮凝劑。通過實驗室小型離心機模擬污泥絮體在真正離心機內(nèi)所承受的分離因素和分離作用時間，經(jīng)分離作用后觀察添加不同絮凝劑形成的泥餅的密實程度，并用力搖晃分離瓶一次，進一步觀察泥餅被打散難易程度及散開的污泥絮體大小，泥餅不易散開且散開部分污泥絮體較小來判斷適用的絮凝劑，經(jīng)過實驗室離心機比選確定適用絮凝劑再進行上機試驗。上機調(diào)試結(jié)果表明，燒杯試驗結(jié)合實驗室離心機試驗可更有效篩選出適用的絮凝劑，離心機分離液清澈度較為理想，固體回收率可穩(wěn)定高達98%以上。
結(jié)合燒杯試驗、實驗室離心機試驗和上機試驗，可在非常短的時間內(nèi)完成適用絮凝劑的選型工作，可大大縮短離心機調(diào)試時間，實踐表明是非常有效的方法，可供同行參考借鑒。
2.2.4 絮凝劑的投加位置
絮凝劑的不同投加位置會對絮凝劑的適用性和絮凝劑用量有較大影響，一般而言與污泥絮凝反應(yīng)快的絮凝劑投加位置應(yīng)越靠近離心機內(nèi)部，新型離心機其絮凝劑的投加點設(shè)計在離心機內(nèi)部，絮凝劑與污泥迅速反應(yīng)形成絮體，經(jīng)離心力作用可立即完成泥水分離。實踐表明，在相同進料情況下，在離心機內(nèi)部投加絮凝劑的離心機，其絮凝劑的用量比在外部投加絮凝劑的離心機絮凝劑用量有所減少，分析認為主要是減少了污泥絮體在未進入轉(zhuǎn)鼓前因污泥輸送發(fā)生的絮體破碎，且大大提高了絮凝劑的有效使用率，從而減少了絮凝劑的使用量。離心機的絮凝劑投加點位于離心機外部時，則適宜選用絮凝反應(yīng)時間稍慢一點且實驗室離心機試驗效果較好的絮凝劑。經(jīng)過多次比選，確認愛森公司SNF4240（雨季時）和4290（旱季時）這兩種絮凝劑比較適合該污水處理廠使用，南方地區(qū)其他水質(zhì)類似的污水處理廠污泥離心脫水也可以參考使用上述絮凝劑，節(jié)省絮凝劑的選型時間。
3 改造后污泥脫水系統(tǒng)運行效果
經(jīng)改造的污泥儲存池成為污泥濃縮池，通過設(shè)置合理的剩余污泥排放和沉淀周期，經(jīng)重力濃縮后污泥濃度一般可達25～35g/L，且生產(chǎn)時可連續(xù)同步進泥，排出上清液及排出濃縮污泥，大大提高了污泥脫水效率。其次，改造后污泥儲存池液面高度高于污泥螺桿泵安裝高度，污泥螺桿進料泵入口處變?yōu)檎龎海勰嗦輻U泵長時間運行時也不會出現(xiàn)高溫報警問題。再次，當(dāng)濃縮污泥排放管發(fā)生堵塞時，生產(chǎn)人員可自行使用空壓機鼓入高壓氣體進行疏通。改造后的污泥儲存池可實現(xiàn)正常穩(wěn)定運行，節(jié)省了污泥濃縮設(shè)備的購置和運行成本。
經(jīng)重力濃縮后的濃縮污泥可確保臥式螺旋離心機穩(wěn)定運行，離心脫水泥餅不會出現(xiàn)突然變稀的情況。采用燒杯試驗+實驗室離心機試驗+上機試驗方法篩選出來的絮凝劑適用于該污水處理廠污泥。在臥式螺旋離心機運行過程中，泥餅含固率和固體回收率指標均較為理想。
4 結(jié)語
污水處理廠污泥脫水系統(tǒng)經(jīng)長期使用，其處理能力和工況將有所下降，運營人員可根據(jù)污泥脫水系統(tǒng)自身特點進行優(yōu)化改造，或選用離心機代替帶式壓濾脫水機，本文介紹的污泥脫水系統(tǒng)改造和調(diào)試經(jīng)驗可供同行參考借鑒。
