南洲水廠污泥脫水工藝及設(shè)備選型
技術(shù)支持
廣州市南洲水廠供水量100萬m3/d，原水取自順德水道西海段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均日原水濁度為71.5NTU（發(fā)生率80%），經(jīng)測(cè)定及工藝計(jì)算排泥水平均污泥含量為103.6t/d，相當(dāng)含固率為4%的濃縮污泥2590m3/d，污泥中無機(jī)成分含量高，無明顯的親水性。
南洲水廠排泥水處理工程于2005年4月投入試運(yùn)行，采用離心脫水工藝并配套國(guó)產(chǎn)離心脫水設(shè)備，是目前國(guó)內(nèi)凈水廠中規(guī)模 *大的采用離心脫水工藝進(jìn)行污泥脫水的工程實(shí)例。
1 污泥脫水工藝的確定
參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)給水廠污泥脫水工藝資料及國(guó)內(nèi)現(xiàn)有給水廠污泥處理運(yùn)行實(shí)例，污泥脫水以壓濾（帶式壓濾、板框壓濾）和離心工藝為主。
帶式壓濾可連續(xù)生產(chǎn)，管理也比較容易，但自動(dòng)化程度不高。進(jìn)入壓濾機(jī)的污泥要求絮凝體大、密實(shí)、強(qiáng)度高，而出泥的含固率較低，污泥的截留率也較低。壓濾機(jī)機(jī)型不大，占地面積不大，但為敞開式工作，工作環(huán)境較差。濾布容易阻塞，需經(jīng)常沖洗，管理人員勞動(dòng)強(qiáng)度較大。
板框壓濾對(duì)污泥濃度適應(yīng)性強(qiáng)，出泥含固率較高，能耗低。間歇式運(yùn)行，自動(dòng)化程度不高。壓濾機(jī)機(jī)型龐大，附屬設(shè)備多，占地面積大，為敞開式工作，工作環(huán)境較差。濾布容易阻塞，需經(jīng)常沖洗，有時(shí)需人工輔助出泥，管理人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。
離心脫水對(duì)污泥濃度適應(yīng)性強(qiáng)，出泥的含固率高，出泥量大，可連續(xù)運(yùn)行，調(diào)度靈活，自動(dòng)化程度高，管理方便。離心脫水機(jī)機(jī)型小，占地面積小，全封閉式運(yùn)行，環(huán)境衛(wèi)生條件好。但電耗較高、噪音較大。
2001年投產(chǎn)的廣州市西洲水廠污泥脫水工程（干污泥量74t/d），采用了離心脫水工藝，在其成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，南洲水廠污泥脫水工程繼續(xù)采用離心脫水工藝。
2 離心脫水機(jī)的選擇
經(jīng)調(diào)研，在相同生產(chǎn)工況條件下，國(guó)產(chǎn)離心脫水機(jī)和進(jìn)口離心脫水機(jī)均能連續(xù)、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。但在進(jìn)泥含固率出現(xiàn)較大變化或超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，進(jìn)口設(shè)備容易出現(xiàn)堵料現(xiàn)象，故障排除困難且勞動(dòng)強(qiáng)度大，停機(jī)檢修時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2～3d。而國(guó)產(chǎn)設(shè)備在上述情況下仍能正常工作，在破壞性試驗(yàn)中，人為制造堵料故障，只需啟動(dòng)堵料排除程序就可自動(dòng)排沉，15min后即可恢復(fù)正常生產(chǎn)。所以在工況變化的適應(yīng)性及故障排除方面國(guó)產(chǎn)離心脫水機(jī)有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而且裝機(jī)容量小、投資少、技術(shù)支持到位、易損件修復(fù)容易、備品備件供貨期短。
經(jīng)多方面綜合比較，設(shè)計(jì)選用國(guó)產(chǎn)臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)?？紤]到季節(jié)及原水濁度的變化，離心機(jī)組采用大、小機(jī)型級(jí)配設(shè)置。
3 脫水工藝及設(shè)備選型
3.1 工藝設(shè)計(jì)條件
脫水污泥量2590m3/d；待脫水污泥含固率3%～5%（按4%計(jì)算）；干污泥量103.6t/d；脫水泥餅含固率30%～35%；固相平均回收率≥95%；脫水機(jī)24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。
3.2 工藝流程
脫水工藝由進(jìn)料、投藥、脫水、污泥收集和供壓力水等五部分組成。
（1）進(jìn)料。主要由帶變頻裝置的螺桿泵及電磁流量計(jì)組成。按設(shè)定，螺桿泵可根據(jù)儲(chǔ)泥池待脫水污泥濃度自動(dòng)調(diào)速改變流量大小。
（2）投藥。主要由負(fù)壓裝置、儲(chǔ)粉罐、螺旋送粉器、混合斗、攪拌桶、儲(chǔ)藥罐、帶變頻裝置的投藥螺桿泵、流量計(jì)、混合器等組成。儲(chǔ)粉罐內(nèi)的粉劑PAM通過螺旋送粉器計(jì)量送進(jìn)混合斗，與壓力水混合后通過水射器送進(jìn)攪拌桶，充分?jǐn)嚢枞芙獬少|(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3%的PAM溶液并被送進(jìn)儲(chǔ)藥罐備用。螺桿泵根據(jù)投加量大小從儲(chǔ)藥罐抽吸PAM溶液送進(jìn)離心脫水機(jī)。為了保證藥液的良好流淌性，在投加管上計(jì)量加注壓力水稀釋藥液。
（3）脫水。主要由臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)及配套的機(jī)旁液壓站組成。
（4）污泥收集。由全密封型無軸螺旋輸送器及水平雙向輸送物料的皮帶運(yùn)輸機(jī)組成。
（5）供壓力水。由DN15～150鍍鋅鋼管組成。為溶解稀釋PAM、清洗進(jìn)料螺桿泵及離心機(jī)提供壓力水，并為離心機(jī)的液壓站提供冷卻水。
進(jìn)料螺桿泵從儲(chǔ)泥池抽吸污泥計(jì)量送至離心機(jī)，與此同時(shí)，投藥螺桿泵亦把調(diào)好的PAM溶液計(jì)量送至離心機(jī)，兩者在離心機(jī)進(jìn)口處混合并進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)內(nèi)，在離心力的作用下實(shí)現(xiàn)泥、水分離。脫水泥餅從離心機(jī)的固相排口排出，通過無軸螺旋輸送器送到脫水機(jī)房外的污泥堆場(chǎng)外運(yùn)填埋處理。
4 運(yùn)行情況
（1）2005年4月調(diào)試完畢投入試運(yùn)行，脫水成套設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常、穩(wěn)定，各項(xiàng)生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)達(dá)到或優(yōu)于工藝設(shè)計(jì)要求。
（2）主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)與生產(chǎn)試運(yùn)行參數(shù)對(duì)比見下表所示：
項(xiàng)目 | 工藝設(shè)計(jì)參數(shù) | 試運(yùn)行參數(shù) | ||
LW530×2270NY | LW400×1750NY | LW530×2270NY | LW400×1750NY | |
污泥含固率/% | 3～5 | 3～5 | 4.38 | 4.38 |
單機(jī) *大泥水處理量/m3/h | 15～40 | 6～14 | 35.1 | 12 |
單機(jī) *大干污泥排量/t/h | 1.5 | 0.5 | 1.537 | 0.525 |
單機(jī)運(yùn)行時(shí)間/h/d | 24 | 24 | 24 | 24 |
脫水泥餅含固率/% | 30～35 | 30～35 | 36.3 | 39.2 |
平均固相回收率/% | ＞95 | ＞95 | 98.8 | 98.6 |
絮凝劑投加量/kg/t | 2～3 | 2～3 | 1.87 | 2.17 |
5 結(jié)語(yǔ)
污泥切割粉碎、進(jìn)料、脫水、排泥、輸送、絮凝劑投放以及運(yùn)行均有PLC實(shí)施監(jiān)控，從而使整個(gè)系統(tǒng)成為全自動(dòng)污泥脫水成套單元。且生產(chǎn)過程全密封，文明生產(chǎn)。機(jī)房隔音消聲設(shè)計(jì)，注重噪音治理及環(huán)境保護(hù)。
