大型污水處理廠污泥處理改進(jìn)設(shè)計(jì)
技術(shù)支持
1 污泥處理工藝現(xiàn)狀及存在問題
污水處理廠內(nèi)污泥處理的主要目的是提高污泥含固率，減少污泥量，為污泥外運(yùn)及處置節(jié)省資源，減少污泥占地面積，其處理包括污泥濃縮，消化，脫水等環(huán)節(jié)。在我國，隨著環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的日益提高，人們對節(jié)能減排意識(shí)的加強(qiáng)，大部分污水處理廠需要除磷、脫氮。有的污水處理廠常采用低負(fù)荷，長泥齡的延時(shí)曝氣法，并且取消了初沉池，因此剩余污泥成為待處理污泥的主體部分。因?yàn)槭Ｓ辔勰嘤袡C(jī)物含量不高，已經(jīng)得到初步穩(wěn)定，故目前絕大部分污水處理廠取消了消化環(huán)節(jié)，將污泥直接濃縮脫水，已經(jīng)取得較好的處理效果。剩余污泥含水率多在99.1%～99.6%，泥量約為進(jìn)廠水量的1.5%～3%，在大型污水處理廠中，相對于濃縮脫水而言，此量已經(jīng)較大，如果單獨(dú)采用占地大，效率低且會(huì)再次放磷的重力濃縮池，或者購置費(fèi)用高，運(yùn)轉(zhuǎn)能耗高的機(jī)械濃縮設(shè)備都不太理想，因此工程上常在濃縮機(jī)前設(shè)置污泥預(yù)濃縮池（或稱污泥均質(zhì)池，均質(zhì)池，調(diào)節(jié)池等），池內(nèi)一般均配備濃縮機(jī)，以期通過重力預(yù)濃縮減少進(jìn)入機(jī)械濃縮機(jī)的泥量，降低工程造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用。
大型污水處理廠污泥處理典型工藝流程為：污泥→預(yù)濃縮池→機(jī)械濃縮→機(jī)械脫水→泥餅。此處理流程綜合了重力濃縮與機(jī)械濃縮兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，用于大型污水處理廠的污泥處理是恰當(dāng)?shù)摹?/span>
鞍鋼西區(qū)的高爐瓦斯泥處理工藝和上述工藝相似，不過預(yù)濃縮池的設(shè)計(jì)還存在一些不足，具體如下：
1.1 預(yù)濃縮池過大
調(diào)研表明，目前國內(nèi)預(yù)濃縮吃體積較大，污泥在其內(nèi)停留時(shí)間較長，有些甚至比傳統(tǒng)重力濃縮池停留時(shí)間還長，如華北市某開發(fā)區(qū)污水處理廠預(yù)濃縮池的水力停留時(shí)間為48h，剩余污泥經(jīng)48h沉降后才進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓濃縮機(jī)與帶式一體化污泥脫水機(jī)；西南市某城市污水處理廠預(yù)濃縮池的水力停留時(shí)間為7d（168h），剩余污泥在池內(nèi)經(jīng)交替間歇曝氣間歇濃縮后，再進(jìn)入帶式濃縮機(jī)和帶式脫水機(jī)。如此一來，預(yù)濃縮池較傳統(tǒng)重力濃縮池占地面積更大，并且也存在傳統(tǒng)重力濃縮池存在的缺點(diǎn)。
1.2 預(yù)濃縮池內(nèi)污泥濃縮效率低
工程實(shí)踐及有關(guān)資料表明：在沒有外界供氧的條件下，剩余污泥將在1～3h內(nèi)進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài)，之后不僅會(huì)出現(xiàn)磷的再次釋放，而且還會(huì)有氮?dú)馍踔良淄榈葰怏w逸出。若不改變這種狀況，預(yù)濃縮池內(nèi)不僅有磷進(jìn)入上清液，同時(shí)還會(huì)由于氣體的釋放而降低污泥的濃縮效率，因此目前大多數(shù)的預(yù)濃縮池均設(shè)有曝氣裝置，在污泥的沉降過程中進(jìn)行間歇曝氣，這種方法雖然改變了污泥的厭氧狀態(tài)，但曝氣的干擾也嚴(yán)重地影響了污泥的沉降進(jìn)程，降低了濃縮效率。
2 改進(jìn)設(shè)計(jì)
2.1 在污泥進(jìn)預(yù)濃縮池前充氧
生物池排出的含氧混合液一般需在無氧供給的二沉池（或同樣功能構(gòu)筑物）內(nèi)沉淀2～3h之后排出，排出的剩余污泥一般在1h后進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài)，因此可以近似認(rèn)為：好氧剩余污泥在無外界供氧的條件下3～4h（兩處時(shí)間之和）之后才會(huì)進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài)，也就是說，在預(yù)濃縮前對污泥恰當(dāng)充氧可以使其進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài)的時(shí)間延長2～3h。對于大多數(shù)的污水處理廠，剩余污泥需要經(jīng)過提升才能進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)，因此在污泥泵房內(nèi)稍加改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)對剩余污泥的可調(diào)節(jié)充氧，剩余污泥的含氧量應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)（1～2mg/L），避免過度曝氣（難沉降）或含氧不足（沉降時(shí)間短）。
2.2 減小預(yù)濃縮池規(guī)模
如前所述，污泥在預(yù)濃縮池內(nèi)停留時(shí)間過長不可避免地干擾了污泥的沉降過程，降低了濃縮效率，甚至比較短時(shí)間的預(yù)濃縮效果更差。如西南市某城市污水處理廠，其預(yù)濃縮池的水力停留時(shí)間為168h，但沉降后剩余污泥含固率僅由進(jìn)池前的0.7%～0.85%提高到1.5%，相對于較大的池容，較長的濃縮時(shí)間而言，污泥減容效果不明顯。而華南市某城市污水處理廠的預(yù)濃縮水力停留時(shí)間僅為2～3h，池內(nèi)無曝氣設(shè)施，剩余污泥含固率由進(jìn)池前的0.6%提高到出池時(shí)的2.0%，不僅預(yù)濃縮工程造價(jià)大大降低，減容效果也十分明顯。因此，設(shè)計(jì)時(shí)宜采用污泥不進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài)的延續(xù)時(shí)間作為預(yù)濃縮時(shí)間才比較合理。如2.1節(jié)所述，在進(jìn)入預(yù)濃縮池前對剩余污泥進(jìn)行了充氧的條件下，一般可取3～4h作為預(yù)濃縮時(shí)間。在此時(shí)段內(nèi)污泥不存在放氣或充氧的不利影響而一直沉降濃縮，濃縮效率更高，效果反而比長時(shí)間的預(yù)濃縮更好，一般出泥含固率可達(dá)到1.5%～2.5%，改進(jìn)后的污泥處理流程為：污泥→可調(diào)節(jié)充氧→預(yù)濃縮池→機(jī)械濃縮→機(jī)械脫水→泥餅。
3 結(jié)語
預(yù)濃縮+機(jī)械濃縮脫水的污泥處理工藝有機(jī)地結(jié)合了重力濃縮與機(jī)械濃縮脫水兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，對于大型城市污水處理廠污泥處理是經(jīng)濟(jì)、恰當(dāng)?shù)摹?/span>
在剩余污泥進(jìn)入預(yù)濃縮池前對其進(jìn)行可調(diào)節(jié)充氧，可使污泥在3～4h內(nèi)不進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài)。預(yù)濃縮池的停留時(shí)間可以縮短至3～4h，減小預(yù)濃縮池的占地，污泥在此時(shí)段內(nèi)不需要曝氣補(bǔ)氧，濃縮效率較高，出泥含固率一般可達(dá)到1.5%～2.5%，工程投資及運(yùn)行費(fèi)用也大為減少。
