大型污水處理廠污泥處理工程需注意的若干技術(shù)問(wèn)題
行業(yè)動(dòng)態(tài)
上海市白龍港城市污水處理廠污泥處理工程的處理對(duì)象為120×104m3/d污水升級(jí)改造工程產(chǎn)生的化學(xué)污泥、初沉污泥、剩余污泥及80×104m3/d污水?dāng)U建工程產(chǎn)生的初沉、剩余污泥。
污泥處理工程污泥濃縮、脫水系統(tǒng)投運(yùn)于2008年6月，成功配合了120×104m3/d污水處理廠升級(jí)改造工程以及規(guī)模為80×104m3/d擴(kuò)建工程的投產(chǎn)運(yùn)行。
污泥處理工程污泥消化系統(tǒng)在2010年10月建成后，于2011年4月12日實(shí)現(xiàn)全部8座污泥消化池順利投泥，并進(jìn)入調(diào)試運(yùn)行。2011年4月20日8座污泥消化池均全部產(chǎn)出合格達(dá)標(biāo)沼氣，其后啟動(dòng)沼氣處理利用系統(tǒng)，脫硫后沼氣供給污泥消化及污泥干化系統(tǒng)。污泥干化處理系統(tǒng)利用污泥消化處理產(chǎn)生的沼氣順利完成了調(diào)試，并通過(guò)了功能測(cè)試，系統(tǒng)各項(xiàng)性能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
1 污泥處理工程需注意的若干技術(shù)問(wèn)題
（1）需注重污泥處理工藝與污水處理工藝的銜接。
初沉污泥既具備降解性好于其他污泥的特性，同時(shí)在產(chǎn)沼氣方面顯示了優(yōu)良的性能，因此，結(jié)合污泥干化耗能需求，宜將初沉污泥全部納入污泥消化處理系統(tǒng)。剩余污泥可根據(jù)污泥消化處理系統(tǒng)的工藝實(shí)際需要進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)節(jié)。
考慮到污泥中的含硫量及經(jīng)消化處理后沼氣中的硫化氫濃度較高的問(wèn)題，污水處理工段的高效沉淀工藝在使用硫酸鋁產(chǎn)生的化學(xué)污泥不宜進(jìn)入消化系統(tǒng)，以便有效地保護(hù)后續(xù)沼氣使用設(shè)備。而在改變藥劑（如更換為聚鋁）后所產(chǎn)生化學(xué)污泥則可以納入污泥消化系統(tǒng)處理?；瘜W(xué)污泥的有機(jī)物含量及其可降解性均高于剩余污泥，因此，在污泥消化處理系統(tǒng)的運(yùn)行使用上，這類化學(xué)污泥的使用應(yīng)優(yōu)先于剩余污泥，即在排除了硫酸鋁的負(fù)面影響后的化學(xué)污泥可以全部納入污泥消化處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。
（2）需高度重視浮渣對(duì)污泥消化池正常運(yùn)行可能產(chǎn)生的負(fù)面影響，需充分發(fā)揮污水處理中粗、細(xì)格柵及沉砂池的作用。
按污泥消化處理系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行情況，污泥消化處理系統(tǒng)從2010年10月26日開始向1#和3#消化池投泥以來(lái)，逐步發(fā)現(xiàn)進(jìn)入消化池的污泥中含有大量浮渣，尤其是在進(jìn)行消化池接種并逐步擴(kuò)展到8座消化池都進(jìn)入調(diào)試運(yùn)行以來(lái)，隨著進(jìn)泥量的增加，大量浮渣進(jìn)入到消化池內(nèi)，在消化池泥面逐步形成厚實(shí)浮渣層，使得沼氣在浮渣層下積聚，隨著氣量增加，其會(huì)在某個(gè)瞬間沖破浮渣層，其壓力超過(guò)了消化池安全閥限額。
針對(duì)該問(wèn)題，應(yīng)在污水處理工段盡量去除渣、砂，以改善污水處理產(chǎn)生的各類污泥的性狀。污泥處理工段中的除渣工藝相對(duì)污水處理工段，其處理難度較大，且其投資也較大，如可在污泥處理前端增設(shè)細(xì)格柵，在勻質(zhì)池、初沉污泥進(jìn)泥管上增設(shè)污泥切割機(jī)，在剩余污泥濃縮機(jī)房旁預(yù)留區(qū)設(shè)置污泥過(guò)濾機(jī)房，在消化池污泥循環(huán)泵前端增設(shè)污泥切割機(jī)。
（3）保證污泥濃縮處理效果，確保消化系統(tǒng)進(jìn)泥質(zhì)量。
根據(jù)污泥消化處理系統(tǒng)及沼氣脫硫處理裝置2個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行調(diào)試情況，在污水處理工段工藝運(yùn)行穩(wěn)定的情況下，初沉污泥全部納入污泥消化處理系統(tǒng)，并盡可能采取均勻輸送；有必要確保進(jìn)入污泥消化處理系統(tǒng)的污泥含固率達(dá)到設(shè)計(jì)要求的5%，通過(guò)優(yōu)化重力濃縮和離心濃縮機(jī)的運(yùn)行，以及勻質(zhì)池的攪拌來(lái)保證污泥消化處理系統(tǒng)的進(jìn)泥質(zhì)量。
（4）強(qiáng)化污泥消化處理工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)，確保消化處理系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。
污泥消化處理系統(tǒng)及沼氣處理系統(tǒng)功能保證測(cè)試運(yùn)行情況表明，在充分發(fā)揮污水預(yù)處理功能的同時(shí)，需強(qiáng)化污泥消化處理工藝的運(yùn)行調(diào)節(jié)，抑制浮渣對(duì)污泥消化處理產(chǎn)生的負(fù)面影響，盡力減少浮渣在消化池液面上的集聚層積，促使浮渣中部分有機(jī)物在消化池中得到有效降解，以逐步實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)排浮渣時(shí)間，抑制減少已進(jìn)入消化池的浮渣對(duì)污泥消化系統(tǒng)的沖擊影響。加強(qiáng)對(duì)污泥消化系統(tǒng)中砂粒和消化工藝的觀察，實(shí)際運(yùn)行中需更多地通過(guò)工藝管道對(duì)消化池進(jìn)行排砂作業(yè)，使得部分無(wú)機(jī)物砂粒盡可能排出消化池。
（5）在確保沼氣脫硫處理效果的基礎(chǔ)上降低沼氣脫硫設(shè)施的運(yùn)行成本。
沼氣脫硫處理系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試發(fā)現(xiàn)，在沼氣中H2S含量＜4000mg/L時(shí)，濕式脫硫裝置能夠滿足系統(tǒng)對(duì)沼氣脫硫的要求。因此，為盡可能降低沼氣脫硫運(yùn)行成本，較大限度地延長(zhǎng)干式脫硫塔中脫硫劑的使用壽命，延長(zhǎng)更換脫硫劑的周期，可以采取超越干式脫硫塔的運(yùn)行模式。在沼氣中硫化氫濃度較低的情況下，可僅使用一套濕式脫硫裝置（即停用一套濕式脫硫裝置）。
（6）統(tǒng)籌考慮污泥處理，充分發(fā)揮污泥液處理系統(tǒng)的功能。
污泥液先排入調(diào)節(jié)池，再由水泵提升經(jīng)混凝反應(yīng)后，通過(guò)高效沉淀池去除其中的磷，出水排至污水處理區(qū)。因污泥液來(lái)源主要為重力濃縮池、剩余污泥濃縮機(jī)房、污泥脫水機(jī)房，按剩余污泥濃縮機(jī)和脫水機(jī)95%的固體回收率要求及重力濃縮池90%的固體回收率要求，設(shè)計(jì)理論污泥液進(jìn)水SS濃度約為1800mg/L，處理目標(biāo)SS＜200mg/L、TP＜10mg/L?；炷齽┚酆下然X投加量約為200mg/L。
污泥液進(jìn)入處理裝置是SS、TP濃度的波動(dòng)變化范圍很大。在運(yùn)行調(diào)試期間，所檢測(cè)到的SS值為200～18800mg/L，呈現(xiàn)無(wú)規(guī)律性；進(jìn)水SS平均值約為2000～3000mg/L。結(jié)合調(diào)試期間檢測(cè)數(shù)據(jù)可看出，污泥液進(jìn)水總磷濃度也呈現(xiàn)不規(guī)律的波動(dòng)，其變化范圍也很大（5.5～94mg/L）。
結(jié)合調(diào)試運(yùn)行情況，污泥液處理系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的建議如下：
①加強(qiáng)對(duì)污泥液源頭的監(jiān)控，盡可能避免對(duì)污泥液處理系統(tǒng)的沖擊性負(fù)荷。重力濃縮池、離心濃縮機(jī)和離心脫水機(jī)的溫度運(yùn)行及其固體回收率情況對(duì)污泥液處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行十分重要。
②盡量減少8座污泥消化池的排渣頻率。即使需要排浮渣，也盡量錯(cuò)峰排渣，既要安排在濃縮、脫水運(yùn)行工況都穩(wěn)定的條件下實(shí)施，也要交叉進(jìn)行，由此切實(shí)避免污泥消化池排浮渣對(duì)污泥液處理系統(tǒng)形成的沖擊負(fù)荷，保障污泥液處理裝置的正常運(yùn)行。
③統(tǒng)籌考慮污泥濃縮、脫水處理設(shè)施運(yùn)行及該系統(tǒng)運(yùn)行，以穩(wěn)定進(jìn)入系統(tǒng)污泥液的水量水質(zhì)，減少水量及水質(zhì)變化產(chǎn)生的沖擊負(fù)荷。盡量做到連續(xù)運(yùn)行以減少水力負(fù)荷，有助于提高處理效果。
④污泥液處理系統(tǒng)的調(diào)試、運(yùn)行需統(tǒng)籌考慮進(jìn)行污染物量、聚合氯化鋁加藥量及排泥量，并根據(jù)進(jìn)水污染物量及時(shí)相應(yīng)調(diào)整聚合氯化鋁加藥量及系統(tǒng)排泥量，確保系統(tǒng)的污染物處理效果。調(diào)試期間的投藥量低于設(shè)計(jì)值，需根據(jù)水質(zhì)情況加大投藥量，并相應(yīng)加大排泥量（排至儲(chǔ)泥池）。
⑤鑒于加藥系統(tǒng)處理的原液為污泥液，其流量變化大，且其磷、SS等污染物濃度變化大，結(jié)合國(guó)內(nèi)眾多類似工程聚合氯化鋁的應(yīng)用情況，現(xiàn)場(chǎng)如何根據(jù)原液水質(zhì)、水量變化實(shí)時(shí)確定合適投加量，僅通過(guò)儀表控制采用全自動(dòng)配藥方案不利于合適藥劑量的投加及其穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，因此，系統(tǒng)的日常運(yùn)行需加強(qiáng)進(jìn)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)，合理投加藥劑量，以在確保處理效果的同時(shí)，降低藥劑投加量，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。
（7）根據(jù)污泥干化處理系統(tǒng)要求，相應(yīng)運(yùn)行干化冷卻水處理系統(tǒng)。
干化冷卻水處理系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)混凝劑投加量和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，運(yùn)行結(jié)果均滿足要求。結(jié)合干化冷卻水處理系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試情況，運(yùn)行測(cè)試期間，干化冷卻水的取水量為100m3/h，進(jìn)水水質(zhì)SS維持在30～60mg/L，處理后出水SS＜5mg/L。鑒于污泥干化處理系統(tǒng)對(duì)冷卻水水質(zhì)要求不高，考慮到節(jié)約成本，系統(tǒng)運(yùn)行可在確保污泥干化處理系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件下，適當(dāng)調(diào)整聚合氯化鋁、PAM的投加量，通過(guò)適當(dāng)投加二氧化氯以抑制冷卻水中生物膜的生長(zhǎng)，并通過(guò)過(guò)濾工藝降低冷卻水中的SS及濁度。
（8）維護(hù)保養(yǎng)各類安全設(shè)施，確保污泥處理工程安全可靠運(yùn)行。
在污泥處理工程的日常運(yùn)行中，需加強(qiáng)各類實(shí)施、設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)，確保污泥處理工程安全可靠運(yùn)行，其中部分需注意事項(xiàng)如下：
①污泥消化處理區(qū)及沼氣處理儲(chǔ)存區(qū)的爆炸性氣體環(huán)境區(qū)域有消化池頂部、東管線樓、沼氣管管溝、沼氣濕式脫硫及干式脫硫區(qū)域、沼氣柜區(qū)域、沼氣增壓風(fēng)機(jī)房等。污泥干化處理區(qū)爆炸性粉塵環(huán)境有干污泥料倉(cāng)卸料口區(qū)域。鑒于上述爆炸性環(huán)境的存在，工程運(yùn)行維護(hù)需執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程》（CJJ60-2011）。
②兩鍋爐房?jī)?nèi)于合適位置設(shè)置性能可靠的甲烷濃度檢測(cè)報(bào)警器及沼氣進(jìn)氣管沼氣緊急自動(dòng)切斷閥。報(bào)警器應(yīng)能滿足當(dāng)沼氣泄漏濃度達(dá)到爆炸下限的一定濃度時(shí)報(bào)警，并通過(guò)連鎖緊急自動(dòng)切斷閥自動(dòng)切斷進(jìn)氣。緊急自動(dòng)切斷閥設(shè)置于室外，為自動(dòng)關(guān)閉、現(xiàn)場(chǎng)人工開啟型，避免出現(xiàn)誤動(dòng)作或不動(dòng)作。上述系統(tǒng)與鍋爐房屋頂防爆風(fēng)機(jī)連鎖，排風(fēng)機(jī)運(yùn)行后該緊急自動(dòng)切斷閥才可打開使用沼氣，風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)緊急自動(dòng)切斷閥應(yīng)自動(dòng)切斷氣源。
③鍋爐運(yùn)行屬壓力容器的操作，存在因操作不當(dāng)發(fā)生燒壞、爆炸等危險(xiǎn)，因此在鍋爐房日常運(yùn)行中，需加強(qiáng)對(duì)鍋爐及其附屬設(shè)備的保養(yǎng)、維護(hù)和檢查。鍋爐的運(yùn)行管理、安全操作、維護(hù)保養(yǎng)要求須遵循CJJ60-2011中的相關(guān)規(guī)定。
④為確保工程防雷裝置的長(zhǎng)期安全使用，要求防雷設(shè)施要落實(shí)專人（部門）負(fù)責(zé)保養(yǎng)，以保證完善有效；項(xiàng)目交付使用一年后，由專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)實(shí)施年度檢測(cè)；如遇雷擊事故，應(yīng)及時(shí)上報(bào)氣象局突發(fā)氣象災(zāi)害應(yīng)急處置辦公室等。
（9）增加易故障污泥處理設(shè)備的備品、備件數(shù)量。
結(jié)合污泥處理工程的實(shí)際運(yùn)行情況，宜針對(duì)性地增加易故障污泥處理設(shè)備（如勻質(zhì)池?cái)嚢杵?、消化池進(jìn)泥泵、消化池污泥循環(huán)泵、脫水污泥輸送柱塞泵等）的備品、備件數(shù)量。如結(jié)合當(dāng)前消化池進(jìn)泥泵磨損較嚴(yán)重的實(shí)際，盡早準(zhǔn)備消化池進(jìn)泥螺桿泵定子、轉(zhuǎn)子、萬(wàn)向節(jié)和特種潤(rùn)滑油脂等備品備件，以確保污泥處理工程的平穩(wěn)可靠運(yùn)行。
（10）研究應(yīng)用國(guó)內(nèi)外污泥處理新工藝，注重污泥處理領(lǐng)域新動(dòng)向。
作為亞洲較大的污泥消化處理工程，在日后運(yùn)行中可廣泛吸取國(guó)內(nèi)外污泥處理的成功經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步了解、應(yīng)用國(guó)外 成熟工藝，例如，增強(qiáng)污泥消化處理有機(jī)物降解能力，從而增加消化處理沼氣產(chǎn)量的SONIX污泥消化預(yù)處理技術(shù)；用于對(duì)污泥液進(jìn)行氨氮處理的ARP工藝等；去除污泥中的纖維/顆粒等物質(zhì)，從而減輕污泥管路及污泥處理設(shè)備中產(chǎn)生堵塞、纏繞、磨損現(xiàn)象的SRTAINPRESS污泥過(guò)濾技術(shù)等。
作為發(fā)展中 ，我國(guó)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的能源需求及溫室氣體排放量不可避免地還將繼續(xù)增長(zhǎng)。本項(xiàng)目作為上海乃至全國(guó)污泥處理行業(yè)的一個(gè)重要環(huán)保項(xiàng)目，宜研究參與國(guó)際CDM清潔開發(fā)機(jī)制項(xiàng)目的合作事宜，積極參與國(guó)際碳市場(chǎng)，以獲得一定的資金收益及國(guó)際 的環(huán)境友好技術(shù)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。
2 結(jié)論
在污水處理廠中，污水處理設(shè)施與污泥處理設(shè)施是一個(gè)有機(jī)的整體，在大型污水處理廠的污泥深度處理工程中，尤其應(yīng)該重視兩者之間的良好銜接。需高度重視污水除渣、除砂預(yù)處理效果對(duì)污泥處理的顯著影響，同時(shí)也需要重視污泥液的處理以減輕污泥液回流對(duì)污水處理工藝的水質(zhì)沖擊。國(guó)內(nèi)眾多污泥消化工程運(yùn)行狀況普遍不佳，除了對(duì)污水預(yù)處理重視度不足以外，在污泥處理工藝環(huán)節(jié)還應(yīng)注重污泥消化前端的濃縮處理效果，確保消化系統(tǒng)進(jìn)泥質(zhì)量，同時(shí)必須強(qiáng)化污泥消化處理工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)，確保沼氣脫硫效果。
