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中山市污水處理有限公司凈水二廠位于中山市火炬開發(fā)區(qū)濠四村，分三期建設(shè)，污水處理規(guī)模為35×10⁴m3/d，已建成一期工程處理規(guī)模為10×10⁴m3/d，于2009年3月開始正式投產(chǎn)。工程采用A2/O工藝，處理居民生活污水，暫不接納工業(yè)廢水。

凈水二廠使用阿法拉伐G2-60型臥螺沉降離心機(jī)對剩余污泥進(jìn)行脫水，脫水過程中需要投加絮凝劑。該廠每年耗用近4600kg的絮凝劑，絮凝劑價(jià)格按42.00元/kg計(jì)算，則每年的絮凝劑投入成本約為19萬元。為節(jié)省絮凝劑用量，節(jié)約運(yùn)行成本，凈水二廠開展了離心脫水機(jī)的絮凝劑耗用量調(diào)試研究。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)用污泥與絮凝劑

試驗(yàn)污泥采用凈水二廠的剩余污泥。凈水二廠日常接納的污水COD約為92mg/L，BOD約為55mg/L，SS約為45mg/L，經(jīng)對比，凈水二廠的剩余污泥顏色偏黑，有機(jī)質(zhì)含量為35%～39%，比一般的褐黃色污泥的有機(jī)質(zhì)含量（30%～36%）略高。

試驗(yàn)用絮凝劑選用該廠日常生產(chǎn)用的絮凝劑，包括兩種進(jìn)口的（型號分別為7650、7652）和一種國產(chǎn)的。

1.2 臥螺沉降離心機(jī)

凈水二廠有兩臺污泥脫水用臥螺沉降離心機(jī)，其處理量為45m3/h，轉(zhuǎn)速為3250r/min，主電機(jī)功率為55kW，變頻電機(jī)功率為15kW。工作時(shí)，剩余污泥與絮凝劑混合液從空心的螺旋輸送器中央的進(jìn)料管直通到機(jī)器轉(zhuǎn)鼓圓錐體和圓柱體的交匯部分。物料在進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓后，其中的液體分布在轉(zhuǎn)鼓中形成內(nèi)層水環(huán)，并平穩(wěn)地加速到全轉(zhuǎn)速。固相物在離心力的作用下被沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。螺旋輸送器連續(xù)地將固體從轉(zhuǎn)鼓的圓柱體部分通過圓錐體部分輸送到圓錐體小端，形成泥餅排出。固液分離發(fā)生在轉(zhuǎn)鼓的整個(gè)圓柱部分，在轉(zhuǎn)鼓的大端有4塊可更換/可調(diào)節(jié)的堰板，澄清的上清液通過堰板在轉(zhuǎn)鼓的大端溢出。

1.3 試驗(yàn)方案

影響絮凝劑耗用量的因素有污泥特性、脫水設(shè)備類型及運(yùn)行參數(shù)、絮凝劑調(diào)配濃度等。針對上述影響因素，在2010年6月10日-8月初開展了如下試驗(yàn)：

（1）配制不同濃度（0.16%～0.2%）的進(jìn)口7650型絮凝劑2kg，測定不同絮凝劑濃度下的污泥處理量、出泥含水率、上清液含水率，以此來確定絮凝劑的較佳配制濃度。

（2）在相同的絮凝劑配制濃度、污泥處理量、絮凝劑投配率下，測定不同的離心機(jī)轉(zhuǎn)速下的出泥含水率、上清液含水率，以此來確定較佳轉(zhuǎn)速。

（3）換用國產(chǎn)絮凝劑，配制2kg，測定其在不同濃度、不同轉(zhuǎn)速下的污泥處理量、出泥含水率、上清液含水率。

（4）換用進(jìn)口7652型絮凝劑，配制2kg，測定其在不同濃度、不同轉(zhuǎn)速下的污泥處理量、出泥含水率、上清液含水率。

（5）更換離心機(jī)出水堰板，配制2kg絮凝劑，測定不同出水堰板下的污泥處理量、出泥含水率、上清液含水率。

（6）在選定較佳絮凝劑和配制濃度、較佳出水堰板后，改變污泥處理量，調(diào)整絮凝劑投加泵速率，測定2kg絮凝劑的污泥處理量。

（7）在設(shè)定較佳絮凝劑和配制濃度、較佳出水堰板和較佳污泥處理量參數(shù)后，每日處理300m3污泥，測定出泥含水率、上清液含水率、每噸干污泥的絮凝劑耗用量。

2 調(diào)試結(jié)果

2.1 絮凝劑配制濃度

絮凝劑配制濃度越高，越容易達(dá)到出水清、出泥干的效果；但是當(dāng)絮凝劑配制濃度過高時(shí)，絮凝劑和水完全混合所需時(shí)間很長，且達(dá)不到節(jié)省絮凝劑用量的目的。而絮凝劑配制濃度較低時(shí)，即使加大投配率，也較難達(dá)到良好的出水和出泥效果。經(jīng)多次調(diào)試，發(fā)現(xiàn)絮凝劑濃度在0.2%時(shí)處理效果較好。

2.2 離心機(jī)轉(zhuǎn)速

實(shí)際生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)速下降至1800r/min時(shí)離心機(jī)振動較大，不適合穩(wěn)定處理污泥。當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)速固定時(shí)，為使出水、出泥效果好，通過調(diào)節(jié)處理前污泥濃度、污泥處理量、絮凝劑投配率、離心機(jī)差速等參數(shù)，得到不同轉(zhuǎn)速下的出泥含水率。可以看出，當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)速為2100～2300r/min時(shí)有較好的出泥效果。

2.3 絮凝劑型號

在相同的條件下，不同型號絮凝劑的污泥處理量會有所不同。在離心機(jī)出水堰板半徑為130mm、轉(zhuǎn)速為2200r/min、污泥處理量為25m3/h的條件下，當(dāng)保證上清液含水率為99.98%、出泥含水率為82%～83%時(shí)，國產(chǎn)型、進(jìn)口7650和7652型絮凝劑的污泥處理量分別為50、41和62m3/kg，單位干污泥的絮凝劑耗用量分別為（4.4～6.3）、3.8、2.85kg/t?？梢钥闯觯M(jìn)口7652型絮凝劑的污泥處理能力較強(qiáng)。

2.4 出水堰板的半徑

選用一定半徑的出水堰板對絮凝劑耗用量和污泥處理量至關(guān)重要。使用進(jìn)口7652型絮凝劑，設(shè)定離心機(jī)轉(zhuǎn)速為2200r/min、污泥處理量為25m3/h，在保證上清液含水率為99.98%、出泥含水率為82%～83%的條件下，當(dāng)出水堰板半徑分別為132、130、128mm時(shí)，單位干污泥的絮凝劑耗用量分別為43、62、88m3/kg。可以看出，出水堰板半徑越小，則單位干污泥的絮凝劑耗用量越少，絮凝劑的污泥處理量越多。

2.5 污泥處理量

選用半徑為128mm的出水堰板，配制2kg進(jìn)口7652型絮凝劑，改變污泥處理量和絮凝劑投配率，因該廠污泥輸送泵不能相互供料，受污泥輸送泵、絮凝劑投加泵本身輸送能力的限制，該廠污泥輸送流量約為35m3/h；另外，受污泥脫水系統(tǒng)高程的影響，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)絮凝劑投配率需高于30%才有絮凝劑泵入。在保證上清液含水率為99.98%、出泥含水率為82%～83%時(shí)，采用不同的污泥輸送流量，對污泥的總處理量也不同，當(dāng)污泥輸送流量為25m3/h、絮凝劑投配率為35%時(shí)，絮凝劑的污泥處理量為108m3/kg，單位干污泥的絮凝劑耗用量為1.65kg/t；而當(dāng)污泥輸送流量為35m3/h、絮凝劑投配率為65%時(shí)，絮凝劑的污泥處理量為64m3/kg，單位干污泥的絮凝劑耗用量為2.91kg/t。

2.6 較佳生產(chǎn)參數(shù)下的處理效果

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，確定凈水二廠污泥脫水系統(tǒng)的較佳參數(shù)如下：進(jìn)口7652型絮凝劑、絮凝劑投配率為35%～45%、離心機(jī)出水堰板半徑為128mm、污泥處理量為25m3/h，在離心機(jī)污泥處理量約為300m3/d的條件下，測定單位干污泥的絮凝劑耗用量及出泥含水率。結(jié)果表明，在較佳運(yùn)行參數(shù)下，該廠單位干污泥的絮凝劑耗用量可降至2.23kg/t，與調(diào)試之前相比有大幅度下降；另外，通過調(diào)節(jié)離心機(jī)轉(zhuǎn)速和差速可達(dá)到上清液含水率為99.98%、出泥含水率為82%～83%的處理效果。

3 分析與討論

3.1 出水堰板半徑的影響

該臥螺沉降離心機(jī)分離后的上清液通過轉(zhuǎn)鼓大端的圓周分布的四個(gè)圓形出水孔流出，每個(gè)出水孔外裝有出水堰板，以出水堰板凹邊式圓弧半徑作為出水堰板的半徑，該離心機(jī)配有半徑為126～180mm的出水堰板。

出水堰板半徑的大小控制了轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部水層的厚度，進(jìn)而影響出水、出泥效果。半徑越小，即出水堰板遮擋出水口的面積越大，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的水層厚度就越大；半徑越大，即出水堰板遮擋出水口的面積越小，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的水層厚度就越小。待處理污泥的特性不同，則所需要的較佳出水堰板半徑也不同。設(shè)備調(diào)試時(shí)可分別采用不同半徑的出水堰板處理污泥，觀察出水、出泥效果以獲得適用半徑。

3.2 離心機(jī)其他參數(shù)的影響

轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器是兩個(gè)單獨(dú)的動平衡單元，前者的轉(zhuǎn)速高于后者的，兩者的轉(zhuǎn)速之差叫做差速。差速是離心脫水機(jī)的一個(gè)重要操作參數(shù)，差速大則排泥速度快，差速小則排泥速度慢，其大小也會影響離心脫水機(jī)出泥的干度和上清液的澄清度。離心脫水機(jī)的污泥處理量受污泥投加系統(tǒng)的控制，污泥投加系統(tǒng)的處理量才是離心脫水機(jī)的實(shí)際處理量，當(dāng)然其污泥投加量不得超過離心機(jī)的處理量。

3.3 待處理污泥含水率的影響

行業(yè)內(nèi)常用每噸干污泥的絮凝劑耗用量對比各污水處理廠的污泥脫水成本。每噸干污泥的絮凝劑耗用量通過以下公式計(jì)算：每噸干污泥的絮凝劑耗用量=每噸待處理污泥的絮凝劑耗用量/（1-污泥含水率），可知，污泥含水率對每噸干污泥的絮凝劑耗用量影響很大。例如，測得某污水廠4、5、6三個(gè)月的污泥含水率分別為≥99.6%、（99.4%～99.5%）、（99.1%～99.3%），而其單位干污泥的絮凝劑耗用量分別為＞3、2、1.5kg/t。

3.4 絮凝劑配制操作的影響

操作人員在配制絮凝劑時(shí)的工作態(tài)度也十分重要。因凈水二廠的絮凝劑配制系統(tǒng)是分為四格攪拌、貯存的，其濃度由出粉速率和出水流量來控制，在配制絮凝劑過程中出粉機(jī)與出水是同步運(yùn)行的，待出粉完結(jié)后需馬上停止出粉與出水，否則會出現(xiàn)絮凝劑濃度過稀且分布不均勻的情況，直接影響污泥處理效果。所以，在配制絮凝劑時(shí)，操作人員需要密切關(guān)注出粉情況。

4 經(jīng)濟(jì)效益

凈水二廠在2010年下半年的實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用了上述試驗(yàn)得出的較佳生產(chǎn)條件。2010年全年凈水二廠的污泥處理情況見下表：

由上表可知，2010年上半年凈水二廠單位干污泥的絮凝劑耗用量平均為4.49kg/t，下半年采用較佳運(yùn)行參數(shù)后，單位干污泥的絮凝劑耗用量平均值降為2.98kg/t。凈水二廠在2010年上半年共處理95927m3污泥，共耗用絮凝劑為2301kg，單位污泥的絮凝劑耗用量為0.024kg/m3，按這一比例計(jì)算，下半年共處理68901.56m3污泥，則需耗用絮凝劑為1652.74kg；而采用較佳運(yùn)行參數(shù)后，該廠下半年實(shí)際的絮凝劑耗用量為992.45kg，節(jié)省了660kg絮凝劑，共節(jié)省絮凝劑成本為27732元。

5 結(jié)論

從污泥脫水耗用絮凝劑量大的生產(chǎn)運(yùn)營實(shí)際出發(fā)，通過調(diào)整離心機(jī)參數(shù)、絮凝劑型號及配制濃度、離心機(jī)出水堰板半徑等，發(fā)現(xiàn)離心機(jī)的出水堰板半徑對污泥脫水耗用絮凝劑量有十分重要的影響。通過試驗(yàn)確定凈水二廠污泥脫水系統(tǒng)的較佳參數(shù)如下：進(jìn)口7652型絮凝劑、絮凝劑投配率為35%～45%、出水堰板半徑為128mm、污泥處理量為25m3/h，將此結(jié)果運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，在2010年下半年共減少絮凝劑耗用量為660kg，節(jié)約絮凝劑成本為27732元，經(jīng)濟(jì)效益可觀?？梢姡瑥奈鬯畯S自身設(shè)備入手開展調(diào)試研究，并把試驗(yàn)成果應(yīng)用到生產(chǎn)運(yùn)營中，以運(yùn)營效果來驗(yàn)證試驗(yàn)成果，對污水廠改善污泥脫水效果、節(jié)約運(yùn)營成本具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。