污水处理厂污泥深度处理技术的应用

前言

近几年来，安徽省合肥市中心城区污水处理规模逐步扩大，预计到２０２０年，合肥市中心城区污水处理规模将达到２５３．５万ｍ３/ｄ，中心城区污泥产量将达到１３６０ｔ/ｄ。合肥市排水管理办公室组织编制了《合肥市近期污泥处理处置专项规划（２０１８－２０２１）》，根据该规划要求，各污水处理厂将结合自身实际情况，将污泥干化、协同焚烧、高干脱水与建材利用并行的手段作为近期主要处理处置方案，同时将土地简易堆肥作为应急补充手段，减少污水处理厂外运污泥量，以期应对当前合肥市“污泥围城”的现象。

污泥深度脱水技术的大规模普及与使用是在２０世纪６０年代，较传统的带式脱水机和离心脱水机而言，含水率可以控制到６０％甚至更低，同时还具有设备费用低、能耗低、序批式运行等特点。合肥经济技术开发区污水处理厂一、二、三期处理总规模３０万ｍ３/ｄ，污水处理采用ＡＡＯ氧化沟工艺，污泥处理采用带式浓缩脱水＋离心脱水，脱水后污泥含水率８０％，泥饼大多采用好氧堆肥、园林绿化、热电厂焚烧等处置途径。经开区污水处理厂为达到污泥减量化的需要，减少污水处理厂外运污泥量，２０１９年底建成并投产高干污泥脱水车间１座，占地面积１６８４．８ｍ２，采用带式浓缩＋调理改性＋板框压滤机工艺，设计产泥量１５０ｔ/ｄ，含水率６０％。

板框压滤脱水系统介绍

板框压滤系统由进泥螺杆泵、ＰＡＭ配药系统、带式浓缩机、调理池、板框压滤机、隔膜压榨系统、回用水系统、皮带输送机等组成。２板框压滤系统各工段介绍及运行现状２．１储泥池及浓缩机系统储泥池通过原一期回流泵旁通及二、三期剩余泵将剩余污泥送至储泥池，通过电动阀门切换调节进泥，保证进泥浓度最优化。５台浓缩机从储泥池底部取泥，通过各自对应螺杆泵进泥，进泥含固率约为１％～２％，加ＰＡＭ溶液经重力沉降区浓缩后，通过管道进入调理池，含固率达到３％～５％。

配药系统

配药系统分为浓缩段与调理池两部分，浓缩段加药为ＰＡＭ，采用２台三槽式ＰＡＭ制备装置，制备能力４０００Ｌ/ｈ，药剂浓度为０．２％。调理池加药为ＰＡＭ、ＰＡＣ，采用２台三槽式ＰＡＭ制备装置，制备能力１２００Ｌ/ｈ，ＰＡＭ溶液浓度为０．２％，ＰＡＣ溶液浓度为１０％。２．３调理池系统调理池共４座，分别安装有进泥阀与出泥阀，单池有效容积２７３ｍ３，进泥时通过安装在池顶观察口处的超声波液位计实时数据控制调理池泥位从１．５ｍ升至４．５ｍ，进泥量约为１３６ｍ３，螺杆泵投加０．２％ＰＡＭ溶液１２ｍｉｎ（流量１５ｍ３/ｈ），搅拌２０ｍｉｎ，离心泵投加１０％ＰＡＣ溶液３．５ｍｉｎ（流量１０ｍ３/ｈ），经充分调理后进入板框压滤系统。

隔膜式板框压滤机系统

隔膜式板框压滤机运行原理及设计参数隔膜式板框压滤机进泥完成后，通过压榨水泵向滤板的隔膜中注入高压水，通过隔膜膨胀产生张力对污泥进行挤压，滤液透过滤布渗出，经过滤板四周的导流槽排出，剩余的泥饼附着在滤布上，卸泥时滤板松开后，受重力自然脱落至输送机，装车外运。

隔膜式板框压滤机滤布选型

板框压滤机的滤布主要通过比较过滤物质的理化性质进行选择，即物料的剥离性、化学性和物理性、过滤后泥饼的干燥性。第一，滤渣的剥离性能会直接影响压滤机设备的工作效率，滤渣表面光滑无黏粘性，滤液就会迅速从滤布中析出，过滤时间短，过滤效率高。反之，黏粘性越强，过滤效率就越低。第二，根据滤后液的ｐＨ等化学性质来选择，不同酸碱程度选择适合自己的滤布种类。第三，通过观察滤渣的形状、颗粒是否均匀、是否坚硬，进而决定滤布的耐磨性。第四，滤后液温度也会对滤布使用周期和过滤效果造成影响。根据过滤液的温度、酸碱度、滤布材质的耐磨性、再生性等多方面进行选型，选用１ｋＰａ大气压下透气度为５００Ｌ/（ｍｉｎ·ｍ２）的滤布型号。滤布材质为锦纶＋网格布材质，锦纶层为过滤层，网格布的作用是压榨过程中通过张力保护锦纶层的保护层。该滤布过滤速度快，截留性能好，使用寿命长（８０００ｈ左右），滤布表面经过砑光处理，使得污泥对滤布的粘附力减小，泥饼剥离性好，容易清洗。

隔膜式板框压滤机过滤板选型

过滤板尺寸为２０００ｍｍ×２０００ｍｍ，滤板为隔膜板结构形式，压缩板采用增强聚丙烯材料，隔膜采用热塑性弹性体，质量轻强度高，防腐性能好。滤板结构采用大直径中心进料，使滤液在进料泵的输送快速进入密封滤室形成泥饼，中间吹风，两侧排液，能够使得物料均匀分布同时使得滤板两侧的压力平衡，确保了过滤效果。

隔膜式板框压滤机运行参数的摸索

以单一调理池进泥为例，调整药剂投加、压榨压力、压榨时间等参数，控制变量的方法，寻找含水率与参数的关系。不难看出，ＰＡＣ投加量、压榨时间、压榨压力对含水率影响较大，含水率受ＰＡＭ投加量、进泥时间影响不明显。此外板框滤布每运行超过４８～７２ｈ后，通过自动清洗装置使用中水回用进行滤布的反洗，反洗后板框进泥量增加明显，泥饼厚度增加，含水率有所下降。板框压滤机系统运行流程分为：“进料、压榨、正吹、反吹、放空、卸料、清洗”七个操作步骤。进料时间１６０ｍｉｎ，压榨时间６０ｍｉｎ，正吹时间４５ｓ，反吹４５ｓ，放空１５ｍｉｎ，卸泥４５ｍｉｎ。调试期运行至今，通过对隔膜式板框压滤机核心参数的摸索与探究，已经掌握了一套调节和控制泥饼含水率的方法。通过对泥饼含水率的实时检测，及时调整各项参数，保证含水率稳定达标。

结语

通过隔膜式板框压滤机在合肥经开区污水处理厂污泥深度处理项目中的应用，配合ＰＡＭ与ＰＡＣ两种药剂进行调理，ＰＡＭ投加量为２．６３ｋｇ/ｔＤＳ，ＰＡＣ投加量为２７６ｋｇ/ｔＤＳ，出泥含水率＜６０％。满足了《合肥市近期污泥处理处置专项规划（２０１８－２０２１）》对污泥含水率的基本要求，减少了污泥外运量，也一定程度上填补了合肥市污泥处置能力不足的缺口。吨干泥成本低于同行业参考值，该项目可为有类似需求的污水处理厂提供技术参考。

作者：陈教授