火電廠污泥處理系統(tǒng)存在的問題及優(yōu)化措施
技術(shù)支持
火電廠污泥是其水處理過程中的一種附屬產(chǎn)物，主要成分為所處理水體中的懸浮物、部分溶解物質(zhì)及投加的藥劑等形成的聚集體。由于污泥中含有大量的水分，體積龐大，對(duì)污泥的后續(xù)處理和運(yùn)輸造成較大困難；因此，火電廠污泥處理的主要目的就是通過濃縮去除污泥中的大部分水分，再借助離心等方法進(jìn)行強(qiáng)行脫水，以縮小污泥的體積，便于污泥外運(yùn)處理。此外，火電廠污泥處理的好壞，還直接關(guān)系到其廢水的回用率；因此，污泥處理已經(jīng)成為火電廠廢水處理中不可或缺的一部分。
1 污泥處理系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介
1.1 水處理設(shè)備簡(jiǎn)介
某沿江火力發(fā)電廠（以下簡(jiǎn)稱電廠），裝機(jī)容量2×635MW。化學(xué)水源取之長(zhǎng)江，經(jīng)反應(yīng)沉淀、稀土磁砂過濾、超濾、反滲透及離子交換處理后作為補(bǔ)給水供機(jī)組使用。凈水站設(shè)反應(yīng)沉淀池2座，反應(yīng)沉淀池排泥水送至工業(yè)廢水濃縮池，進(jìn)一步濃縮后送脫水機(jī)脫水處理。
1.2 污泥來(lái)源
電廠化學(xué)系統(tǒng)污泥主要來(lái)源于凈水站，主要是原水經(jīng)過混凝、澄清后產(chǎn)生的由大量無(wú)機(jī)物和有機(jī)物混雜在一起的絮凝懸濁液，成分以無(wú)機(jī)物為主。
1.3 主要污泥處理設(shè)備
1.3.1 反應(yīng)沉淀池
凈水站設(shè)有反應(yīng)沉淀池2臺(tái)，單臺(tái)處理能力為400m3/h，反應(yīng)沉淀池分為絮凝區(qū)和沉淀區(qū)，每臺(tái)反應(yīng)沉淀池底部共設(shè)泥斗35個(gè)及排泥閥7個(gè)，配套設(shè)有PAC加藥系統(tǒng)及次氯酸鈉加藥系統(tǒng)各1套。
1.3.2 污泥沉淀池
凈水站設(shè)有污泥沉淀池1座，有效容積1500m3，污泥沉淀池分為沉淀區(qū)、排泥區(qū)和清水區(qū)三個(gè)部分，主要收集反應(yīng)沉淀池排泥水、空擦濾池反洗水及凈水站各水池溢流水。污泥沉淀池設(shè)排泥泵3臺(tái)及排水泵4臺(tái)，污泥通過排泥泵送至工業(yè)廢水濃縮池，清水通過排水泵送至凈水站原水池回用。
1.3.3 污泥濃縮池
工業(yè)廢水設(shè)有直徑為15m的濃縮池1座，配套設(shè)有刮泥機(jī)1臺(tái)、排泥泵2臺(tái)，污泥主要來(lái)源為凈水站反應(yīng)沉淀池產(chǎn)生的污泥。濃縮池上部清水溢流至工業(yè)廢水回用水池，底部泥斗中污泥送至脫水機(jī)進(jìn)行泥水分離處理。
1.3.4 離心脫水機(jī)
工業(yè)廢水設(shè)有兩臺(tái)德國(guó)韋斯伐利亞生產(chǎn)的離心脫水機(jī)，型號(hào)為UCD 305-00-02，配套設(shè)有PAM加藥系統(tǒng)1套、污泥泵2臺(tái)，用于處理濃縮池產(chǎn)生的污泥。
2 污泥處理系統(tǒng)存在的問題
2.1 污泥收集系統(tǒng)存在的問題
原采用污泥沉淀池收集凈水站反應(yīng)沉淀池排泥，泥水在污泥沉淀池內(nèi)沉淀，上部清水回用，底部污泥排至工業(yè)廢水濃縮池。該系統(tǒng)主要存在如下問題。
（1）反應(yīng)沉淀池排泥水和凈水站空擦濾池反洗水混合在一起，未進(jìn)行分質(zhì)回收，梯級(jí)利用。同時(shí)，其它排水混入泥水中無(wú)形中增加了污泥處理的體積，增加了處理難度。
（2）污泥沉淀池運(yùn)行時(shí)在沉淀區(qū)底部沉淀了大量污泥，這部分污泥清理困難，清理時(shí)需消耗大量的工業(yè)水進(jìn)行沖洗，不符合節(jié)水要求，也增加了很多工作量。
2.2 污泥輸送系統(tǒng)存在的問題
污泥輸送系統(tǒng)原采用無(wú)密封自吸泵將泥水送至工業(yè)廢水濃縮池，該系統(tǒng)主要存在如下問題。
（1）由于自吸泵轉(zhuǎn)速較高，污泥在泵體內(nèi)被高速旋轉(zhuǎn)的葉輪打碎，不利于在濃縮池中濃縮沉淀。
（2）自吸泵入口易被污泥堵塞。
2.3 污泥脫水系統(tǒng)存在的問題
原污泥脫水系統(tǒng)直接將濃縮池底部污泥送入離心脫水機(jī)進(jìn)行泥水分離，該系統(tǒng)主要存在以下問題。
（1）送入脫水機(jī)的污泥濃度隨著濃縮池泥位高低而變化，運(yùn)行調(diào)整困難。
（2）濃縮池泥位高時(shí)，進(jìn)入脫水機(jī)污泥濃度太高，導(dǎo)致脫水機(jī)出力偏低，且脫水機(jī)易因扭矩過高而跳閘。
3 污泥處理系統(tǒng)的優(yōu)化措施及效果
3.1 污泥收集系統(tǒng)
3.1.1 優(yōu)化措施
（1）污泥收集系統(tǒng)本次優(yōu)化主要在反應(yīng)沉淀池旁增加1個(gè)圓形污泥池，實(shí)現(xiàn)將反應(yīng)沉淀池排泥水與空擦濾池反洗水分開收集的目的。污泥池專門收集反應(yīng)沉淀池的排泥水，污泥池采用圓形設(shè)計(jì)，為地下砼結(jié)構(gòu)，容積為150m3，可滿足反應(yīng)沉淀池兩次排泥需求。
（2）在污泥池中安裝攪拌器，在污泥攪拌器的作用下污泥和水一起流動(dòng)，使污泥不易在污泥水池中沉積。污泥池中泥水通過泵送至工業(yè)廢水濃縮池進(jìn)行濃縮。
3.1.2 系統(tǒng)優(yōu)化后主要優(yōu)點(diǎn)
（1）泥水專門收集，不與其它水混合，便于廢水梯級(jí)利用。
（2）污泥池中設(shè)有攪拌器，污泥不會(huì)在池中沉積，不需要進(jìn)行定期清污，節(jié)約了大量人力和工業(yè)用水。
3.2 污泥輸送系統(tǒng)
3.2.1 優(yōu)化措施
污泥輸送系統(tǒng)主要采用低轉(zhuǎn)速的凸輪轉(zhuǎn)子泵代替原無(wú)密封自吸泵。凸輪泵由兩個(gè)平行的軸驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)軸在同步齒輪的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子和泵殼之間不斷形成小的腔體，填充在腔體內(nèi)的介質(zhì)不斷被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子由進(jìn)口端推到出口端，介質(zhì)不斷地從進(jìn)口流向出口，泵對(duì)介質(zhì)的擠壓和剪切極小。
3.2.2 凸輪泵輸送污泥主要優(yōu)點(diǎn)
（1）凸輪泵屬于低轉(zhuǎn)速容積式泵，絮凝產(chǎn)生的污泥不易被打碎，不影響污泥在后續(xù)設(shè)備中的濃縮效果。
（2）凸輪泵具有較高的自吸能力，垂直高度可達(dá)到8m，相比于同樣低轉(zhuǎn)速運(yùn)行的螺桿泵，凸輪泵無(wú)需自灌式吸水，無(wú)需建立地下泵房。
（3）凸輪泵的凸輪轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)持續(xù)地清刷泵殼，因此顆粒通過能力強(qiáng)，污泥無(wú)法沉淀在泵內(nèi)，不易造成堵塞。
（4）凸輪泵對(duì)輸送的污泥濃度適應(yīng)性強(qiáng)，只要介質(zhì)具有流動(dòng)性即可達(dá)到輸送效果而不堵塞，凸輪泵還可長(zhǎng)時(shí)間空泵運(yùn)行而不損壞泵本體。
3.3 污泥脫水系統(tǒng)
3.3.1 優(yōu)化措施
污泥脫水系統(tǒng)優(yōu)化主要是在濃縮池旁增加有效容積30m3污泥平衡池1臺(tái)，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入脫水機(jī)的污泥濃度，保證進(jìn)入脫水機(jī)的污泥濃度穩(wěn)定；平衡池安裝攪拌器1臺(tái)，污泥濃度計(jì)1臺(tái)。系統(tǒng)調(diào)試后運(yùn)行步驟如下。
（1）系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)先開啟濃縮池兩個(gè)排泥閥向平衡池排泥，同時(shí)啟動(dòng)平衡池?cái)嚢杵?，根?jù)平衡池液位自動(dòng)關(guān)閉排泥閥，液位可手動(dòng)設(shè)置。
（2）排泥閥關(guān)閉后，打開原濃縮池底部工業(yè)水進(jìn)水閥，向平衡池進(jìn)水，根據(jù)平衡池濃度和設(shè)置的液位自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水閥，濃度和液位可手動(dòng)設(shè)置。
（3）平衡池濃度達(dá)到要求后，手動(dòng)啟動(dòng)脫水機(jī)及相應(yīng)加藥設(shè)備；達(dá)到進(jìn)泥條件后，打開平衡池出口閥，啟動(dòng)排泥泵向脫水機(jī)進(jìn)泥，微開回流閥，調(diào)節(jié)脫水機(jī)進(jìn)泥流量在要求的范圍內(nèi)。
3.3.2 系統(tǒng)改造后主要優(yōu)點(diǎn)
（1）可將脫水機(jī)進(jìn)泥濃度調(diào)整至較佳值，保證脫泥效率較高。改造后離心脫水機(jī)運(yùn)行情況記錄見下表：
污泥濃度/% | 進(jìn)泥量/m3/h | 扭矩/% | 差速/r/min | 運(yùn)行時(shí)間 | 運(yùn)行結(jié)果 |
＞50 | 1.5 | ≈60 | 5 | 10s | 跳機(jī) |
40 | 1.5 | ≈13 | 12 | 10min | 調(diào)節(jié)狀態(tài) |
40 | 1.6 | ≈19 | 11.5 | 10min | 調(diào)節(jié)狀態(tài) |
40 | 1.7 | ≈22 | 11 | 40min | 穩(wěn)定運(yùn)行 |
40 | 1.8 | ≈30 | 10.3 | 110min | 穩(wěn)定運(yùn)行 |
40 | 1.9 | ≈30 | 10.2 | 50min | 穩(wěn)定運(yùn)行 |
40 | 2.0 | ≈35 | 10.0 | 150min | 穩(wěn)定運(yùn)行 |
從上表中可以看出改造后較佳運(yùn)行狀態(tài)為污泥濃度40%、進(jìn)泥量2.0m3/h、扭矩達(dá)到35%、差速10.8r/min。
（2）脫水機(jī)進(jìn)泥濃度穩(wěn)定，不受濃縮池泥位高低的影響，脫水機(jī)也不會(huì)因?yàn)檫M(jìn)泥濃度過高而跳閘，脫水機(jī)可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。
4 結(jié)語(yǔ)
（1）為達(dá)到廢水分類收集及梯級(jí)利用的目標(biāo)，火電廠凈水站污泥收集系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，不應(yīng)與其他排水共用收集系統(tǒng)。
（2）為保證污泥不堵塞，污泥絮凝物不破碎而影響后續(xù)濃縮，污泥長(zhǎng)距離輸送應(yīng)優(yōu)先選擇凸輪泵或螺桿泵等低轉(zhuǎn)速的容積式泵。
（3）為保證污泥離心脫水機(jī)正常運(yùn)行，應(yīng)調(diào)節(jié)脫水機(jī)進(jìn)泥濃度在合適的范圍內(nèi)，較佳運(yùn)行濃度由試驗(yàn)確定，濃度過高易造成脫水機(jī)扭矩偏高而跳閘。
