某污水處理廠污泥機械脫水性能優(yōu)化措施
行業(yè)動態(tài)
隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展趨于成熟，城市環(huán)境問題日益突出，人口的增加帶來了污水處理規(guī)模的擴大，污泥處理量持續(xù)增多，污泥處理處置要求愈發(fā)嚴(yán)格。在污水廠日常運行管理中，污泥脫水是污泥減量化的主要手段，因此研究污泥脫水性能和優(yōu)化工藝調(diào)控方式，對污水處理廠確保污泥穩(wěn)定脫水、控制運行成本、避免二次污染等方面具有重要意義。
1 某污水處理廠污泥脫水現(xiàn)狀
某城鎮(zhèn)污水處理廠位于太湖流域，主要處理生活污水，日處理規(guī)模15萬t，污泥脫水工藝采用帶式濃縮壓濾一體機，泥餅含水率低于80%。由于主要處理剩余污泥，有機物含量較高，污泥穩(wěn)定脫水較為困難，運行成本較高。
2 污泥脫水性能影響因素研究
2.1 研究方法
污泥化學(xué)調(diào)理已有許多研究與實踐，如無機絮凝劑的絮凝效果差，城市污泥呈負(fù)電性陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）的調(diào)理效果較好，因此本研究所選用的調(diào)理藥劑為CPAM。
污泥比阻（SRF）是評價污泥脫水性能的重要指標(biāo)，表示一定壓力下，單位過濾面積中污泥單位質(zhì)量的阻力，污泥比阻越小，脫水性越好，SRF＞1.0×109s2/g時，脫水性差；SRF處于0.5～0.9×109s2/g之間時，脫水性一般；SRF＜0.4×109s2/g時，脫水性好。一般而言，市政污泥的比阻約在1.0×109s2/g左右。本研究以SRF為污泥脫水性能的判斷指標(biāo)，分析污泥調(diào)理藥劑和進泥含水率的變化對污泥脫水性能的影響，從而指導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)備改造和工藝調(diào)控。
2.2 調(diào)理藥劑對污泥脫水性能的影響
2.2.1 CPAM藥劑質(zhì)量控制
陽離子聚丙烯酰胺是高分子有機物，通過吸附電中和以及高分子鏈的架橋作用將污泥顆粒絮凝成團，有利于后續(xù)機械脫水。分子量越高，脫水效果越好。通過藥劑比選發(fā)現(xiàn)，分子量在800萬～1000萬，陽離子度在30%～50%范圍內(nèi)，SRF值均低于0.1×109s2/g，污泥脫水性能較好。
2.2.2 藥劑配制要求
由于藥劑運輸和儲存條件影響，某廠選用袋裝粉劑PAM通過投藥裝置，按一定濃度進行現(xiàn)場配制，藥劑溶解用水為廠區(qū)經(jīng)深度處理的回用水。為研究回用水和自來水的水質(zhì)對比，根據(jù)試驗結(jié)果，回用水和自來水配制的藥劑，SRF值并無顯著差異，但由于回用水水質(zhì)不穩(wěn)定，并且消毒效果不如自來水，不利于長時間存放，尤其溫度較高時易水解腐敗導(dǎo)致藥劑失效，因此為保證藥劑的穩(wěn)定，宜采用自來水進行配制，并且現(xiàn)用現(xiàn)配。
2.2.3 投加量對脫水性能的影響
調(diào)理藥劑的投加量是影響其架橋作用的一個重要因素，投藥量較低時，絮凝劑只能跟部分膠體顆?；驊腋∥⒘Ｗ饔眯纬尚躞w，絮凝效率較差；投藥量過高時，分子鏈會包裹水中膠體顆?；驊腋∥⒘＃鄠€分子間容易相互纏繞而形成阻力，無法有效實現(xiàn)吸附架橋作用。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)藥劑濃度在1‰～3‰范圍內(nèi)時，隨著藥泥投加比控制在10%以內(nèi)，可獲得較低的SRF值，但濃度過高時粘度增大，反而不利于藥泥混合絮凝，并且如反應(yīng)不徹底，帶有粘度的濾液會導(dǎo)致濾布堵塞，因此該廠藥劑濃度控制在1.5‰～2‰為宜。
2.2.4 進泥含水率對污泥脫水性能的影響
進泥含水率表征污泥濃度，研究表明污泥濃度與粘度正相關(guān)，而污泥粘度過大會影響脫水性能。試驗發(fā)現(xiàn)，對于相同濃度的藥劑，進泥含水率較低時，藥劑的投加量較大，可能是因為低含水率的污泥本身粘度較大，與藥劑無法混合均勻，需要降低藥劑濃度，以利于藥泥混合，同時避免濾液粘度過高。
3 生產(chǎn)過程脫水工藝優(yōu)化控制
3.1 生產(chǎn)設(shè)備改造
污泥比阻值可作為污泥脫水性能的指標(biāo)參考，但實際脫水效果需要結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備和工藝調(diào)控。該廠污泥脫水工藝流程為水處理段剩余污泥排入污泥均質(zhì)池，經(jīng)攪拌混合均勻后，通過污泥螺桿泵進入混合罐與藥劑混合反應(yīng)，再通過帶式濃縮壓濾一體機進行脫水。根據(jù)對該廠脫水設(shè)備運行情況跟蹤檢測發(fā)現(xiàn)，前端均質(zhì)池攪拌效果不佳，導(dǎo)致進泥含水率不穩(wěn)定，在94%～98%范圍內(nèi)波動，因此無法準(zhǔn)確控制藥劑的投加量，不僅影響出泥效果，也使藥耗偏高。
根據(jù)上述原因分析，該廠對均質(zhì)池攪拌器進行了更換和改造，并增加變頻器，同時將藥劑溶解水從回用水改為自來水，確保藥劑質(zhì)量。改造后進泥含水率控制在97%左右，藥劑配制濃度為2‰，污泥脫水情況有了明顯改善，出泥含水率可穩(wěn)定控制在80%以內(nèi)，每噸干泥藥耗從5～7kg降至4kg左右，大幅降低了生產(chǎn)成本。同時，試驗發(fā)現(xiàn)固體回收率與藥耗呈現(xiàn)一定的相關(guān)性，即固體回收率越高，藥耗越低，因此實際生產(chǎn)中，可觀察壓濾過程漏泥情況和濾液渾濁度推測污泥的脫水效果。
3.2 生產(chǎn)工藝質(zhì)量控制
目前關(guān)于污水廠污泥的化學(xué)調(diào)理和機械脫水性能的研究不少，理論研究對提高脫水性能的工藝改進具有重要意義，而在實際生產(chǎn)中，還需要根據(jù)污泥性質(zhì)，結(jié)合工藝和設(shè)備的運行情況，摸索污泥脫水過程的質(zhì)量控制點，才能保證穩(wěn)定的污泥脫水效率和運行成本。本研究通過小試試驗找出影響該廠脫水性能的主要因素，一方面結(jié)合實際設(shè)備情況進行改造，另一方面將影響因素結(jié)合實際生產(chǎn)情況，將正常運行狀態(tài)下的進泥含水率、絮凝劑濃度控制在一定范圍內(nèi)，并定期開展小試試驗，跟蹤污泥脫水性能和藥劑調(diào)理情況，同時根據(jù)絮體情況、出泥量、有無漏泥等情況調(diào)節(jié)壓濾機進泥量、張緊壓力和帶速等運行參數(shù)。日常運行管理中需要記錄進出泥含水率、藥劑用量和產(chǎn)泥量，及時掌握藥耗情況；每批次絮凝藥劑應(yīng)檢測分子量和陽離子度，有效控制藥劑質(zhì)量；脫水效率異常時，可通過小試試驗測定SRF值或通過藥泥混合后的絮團大小和強度初步判斷影響脫水性能的原因，有針對性地進行調(diào)控。
4 結(jié)論
（1）通過小試試驗，得出影響該廠污泥脫水性能的影響因素主要為進泥含水率波動過大，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確控制藥劑濃度，造成泥餅無法穩(wěn)定脫水，藥耗過高。
（2）盡管試驗期間回用水和自來水溶解藥劑的污泥比阻時相差不大，但由于自來水水質(zhì)較穩(wěn)定，實際生產(chǎn)中建議采用自來水配制絮凝藥劑。
（3）根據(jù)小試結(jié)果，該廠對均質(zhì)池攪拌機進行了改造，并將藥劑溶解用水改為自來水，改造后污泥脫水效果得到了明顯改善，泥餅含水率可穩(wěn)定控制在80%以下，藥耗也大幅降低，有效控制了運行成本。
（4）污泥脫水效果不僅需要理論和試驗研究，更需要根據(jù)實際工藝和設(shè)備情況進行調(diào)控，摸索各自的質(zhì)量控制點，并納入日常運行管理中，通過精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理手段，提高污泥脫水效率，降低運行成本。
