安哥拉地區中小型水廠污泥處理方式的研究和比較

韓　亮/中國水利水電第十三工程局有限公司

安哥拉地區中小型水廠污泥處理方式的研究和比較

韓亮/中國水利水電第十三工程局有限公司

對目前安哥拉自來水廠污泥的處理方式及必要性進行了說明，并對污泥處理系統的的組成及其運行管理要求進行較為詳細的分析。

水廠；污泥處理；設備

一、 國內常見的水廠污泥處理方式介紹

（一）水廠污泥處理的必要性

通常城市自來水廠采用地表水作為水源，在生產自來水的過程中產生了大量的污水，污水來自沉淀池的排泥水和濾池的反沖洗廢水。其中包括了濃縮后的懸浮物、有機物和作為藥劑加進去的混凝劑，個別地方還要加入高分子絮凝劑。如果這些污水不經過處理直接排放，不但污染了水體，還會造成巨大的水資源浪費。

在國內經歷過先污染后治理的過程，現在在安哥拉的水廠項目上更需要借鑒這一過程，要做到“干凈的生產過程”，那水廠的污泥處理是必不可少的一環。

下面我們對幾種污泥脫水的方法做一些比較，通過這幾年在安哥拉水處理項目的實踐，推薦幾種我認為適合這個市場的污泥處理方法給大家。

（二）機械法污泥脫水方式介紹

常用的幾種機械污泥脫水方式有：板框式壓濾機、帶式壓濾機和離心式脫水設備。

1.板框式污泥脫水機：在密閉的狀態下，經過高壓泵打入的污泥經過板框的擠壓，使污泥內的水通過濾布排出，達到脫水目的。

2.帶式污泥脫水機：由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層，從一連串有規律排列的輥壓筒中呈S形經過，依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨和剪切力，把污泥層中的毛細水擠壓出來，從而實現污泥脫水。

3.離心式污泥脫水機：由轉載和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉軸送入轉筒，在高速旋轉產生的離心力下，泥水混合物即被甩入轉鼓腔內。由于比重不一樣，形成固液分離。污泥在螺旋輸送器的推動下，被輸送到轉鼓的錐端由出口連續排出；液環層的液體則由堰口連續“溢流”排至轉鼓外靠重力排出。

以上的幾種污泥脫水設備在國內使用的都很廣泛，板框式污泥脫水機和帶式污泥脫水機在國內的生產廠家很多，比如景津環保股份有限公司的板框壓濾機，江蘇一環、江蘇天雨環保和無錫通用的帶式污泥脫水機都達到了世界先進水平。離心式污泥脫水機主要的生產廠家還是以歐美進口產品為主，目前主導市場的有Alfa Laval（阿法拉伐）、Flottweg（福樂偉）和Westfalia（韋斯伐里亞）。

（三）自然法污泥脫水方式介紹

利用露天干化場使污泥自熱干化，是污泥處理最經濟的方法。但由于自熱干化脫水受場地、環境等地理條件的限制，僅適用于氣候干燥、相對地域面積較大且用地方便、環境條件許可及處理規模較小的地區。

自熱干化是將污泥排放到砂場上，利用太陽的熱能和風的作用使污泥中的水分得到自熱蒸發，同時部分水通過砂層自熱排走。在雨季時通過給污泥干化床加裝遮蓋物的辦法，減少雨水對干化床的影響。

二、 幾種水廠污泥處理方式在安哥拉的使用情況調查

（一）安哥拉水廠污泥處理的現狀

目前公司在安哥拉在建和完工的水處理廠都建有污泥處理設備，主要采取自然干化法處理污泥。

其它安哥拉國家供水局管理的老舊水廠也都在陸續改造水廠的污泥處理設施，如利用世行貸款進行的UIGE（威熱）老水廠和新水廠改造、Lubango（盧班戈）供水系統改造一期項目、Luena（盧埃納）新建供水系統和Caxito（卡西圖）新建供水系統等多個項目都采用了自然干化法處理污泥。

羅安達供水局新建的羅安達新水廠Q1（250000T/d）項目、Q2（250000T/d）項目采用的是離心脫水法。

（二）業主對水廠污泥處理的要求

安哥拉地處非洲西海岸，原是葡萄牙殖民地，業主聘請的監理工程師大多來自歐洲和中東地區，特別是葡萄牙地區最多。

監理工程師在環保的問題上原則性很強，有些項目上原招標文件里沒有污泥處理的要求，在污泥處理上監理工程師往往會主動要求增加這一塊的費用。

監理工程師對污泥處理的方式和對應需要使用的設備都比較清楚，要求項目部使用機械法污泥脫水處理工藝，并且根據他們掌握的信息給項目部一些脫水機的介紹資料和產品樣本。

三、 幾種水廠污泥處理方式在安哥拉實用性、經濟性和可維護性的比較。

下面結合安哥拉的實際狀況，從三個方面對各種污泥處理方式做一些比較。

（一）實用性對比

機械法污泥脫水方式是目前國內水廠采用最多的污泥處理方式，大小水廠均有大量使用，在安哥拉使用的還不普遍，只有個別新建項目準備采用這種工藝。

自熱法污泥處理方式是目前安哥拉較普遍的水廠污泥處理方式，安哥拉全年分旱、雨兩季，5～9月為旱季，平均氣溫攝氏24度，相對涼爽，潮濕無雨；10～4月（次年）為雨季，氣候炎熱，氣溫高、濕度大。這樣的天氣對采用污泥干化床處理污泥非常有好處，在后期的水廠建設中，我們在干化床的設計上增加了雨棚支架，下雨的時候可以帆布雨棚照起來，這樣可以減少雨水對污泥的影響。

2-5WT以下的小水廠每周一次把濃縮池的污泥放到干化床來，一般在旱季的時候2-3天泥漿基本能干，5-10次后需要人工清理一次干化床。

每10000T的水量按照150-200平方米的面積配置干化床，一用一備設置，水量大的水廠可以多配置幾組輪流使用。一般安哥拉水廠建設的地點周邊都比較空曠，土質是以砂質土壤為主，滲水性非常好。通常可以在水廠一角推出一塊空地來，即作為日后污泥儲存的地方，也可以臨時做濃縮池的排放點用。

在安哥拉的小規模水廠上，自熱法污泥處理方式是非常實用的選擇。相比更復雜的機械法污泥處理工藝，自然法處理不需要機械設備、電力保障、藥劑投入，并且當地工人很快就可以掌握操作過程。

5WT以上的大水廠推薦采用機械法污泥脫水方式，在三種脫水設備中推薦采用離心法污泥脫水工藝。主要是因為：

1.歐洲在污泥處理工藝上更多的是采用離心脫水技術，監理和業主更傾向于這種技術。

2.離心脫水機歐美的品牌很多，在設備文件報批、詢價比價容易、采購渠道很多、安裝服務便捷、備件采購和維修服務相對要容易一些。如果使用板框脫水機或帶式脫水機，大多數是國產的產品，生產廠家的資料文件最多是英語的，很難找到葡語的資料。國產的這些設備在國內的維修還可以，但是賣到了安哥拉來，如果壞了基本就是一堆廢鐵。

3.離心脫水工藝的自動化程度很高，從配置PAM到離心機開機、進泥、泥的外運、停止進泥后的沖洗到整個系統停下來，基本是全自動控制的。在現場操作的當地工人從幾塊液位儀和流量儀上就可以判斷出是不是需要開機和停機了。如果采用板框脫水機它的濾框給料口在平時運行的時候很容易出現堵塞的現象，相應的濾餅很不好取出。濾布也經常需要人工清理；如果采用帶機它是利用濾帶使固液分離，為防止濾帶堵塞，需高壓水不斷沖刷，多數時間還需要人工進行清理作業，這些都給日后的運營帶來不穩定因數。

（二）經濟性對比

2-5WT以下的小水廠，如果采用機械法污泥處理工藝最少需要600-900W人民幣的設備綜合費用（含國內采購、海運、安哥拉清關、現場安裝調試），如果采用自然法基本不用花錢。

5WT以上的大水廠，從一次性投資算：采用機械法污泥處理工藝最便宜的是帶機、其次是壓濾機、最貴是離心機，根據測算假設帶機是1，壓濾機最少要1.5倍的費用、離心機最少要2～2.5倍的費用。

從2年的維護運營算（在安哥拉通常需要建設方運營1～2年，考慮到業主用各種理由推遲驗收的時間，項目部最少要考慮2年的運營時間）：離心機花費是最少的，在這段時間內幾乎沒有需要更換的設備；帶機壓濾機都有備件需要更換或維修。

（三）可維護性對比

離心機易損件為軸承和密封件，卸料螺旋推料器的維修周期一般在3年以上，進口名牌軸承和密封件可保證設備長時間高強度運行，正常的保養后可大大延長維修周期；而帶機易損件軸承數量比離心機多數倍外，濾帶也需更換，價格昂貴，沖洗泵，空壓機，污泥調理器也需要常維護，勞動強度大。

板框式壓濾機是通過板框的擠壓，使污泥內的水通過濾布排出，達到脫水目的。它主要由凹式濾板、框架、自動-氣動閉合系統、側板懸掛系統、濾板震動系統、空氣壓縮裝置、高壓液壓系統、濾布高壓沖洗裝置及機身一側光電保護裝置等構成。設備復雜內部工藝連鎖多，當地工人很難在短時間內掌握，加上工人的流動性大，維護成本增加。

四、 Luena（盧埃納）供水項目在污泥脫水技術上的選擇

Luena（盧埃納）水廠設計規模13200T/d，是公司以EPC方式承建的一個供水項目，采用的污泥脫水技術是板框式污泥脫水工藝。

項目部準備采用景津環保股份有限公司的板框式壓濾機，預計設備綜合費用在700W人民幣左右（含國內采購、海運、安哥拉清關、現場安裝調試），當時圖紙已報監理工程師批準，設備還沒有報批。項目部在多次參觀國內的水廠后，發現該種設備非常復雜，有水路、氣路、油路還有電路需要控制。維修的備件多、維修的工藝不好掌握，景津公司在安哥拉沒有辦事處和售后網點，靠項目部的技工很難完成2年的維修期運行保障工作。

項目部在實際調查了KUITO 水廠后，考慮將機械法污泥脫水工藝改成自然法污泥脫水工藝。項目部一方面組織國內設計單位重新出計算和出污泥干化床的圖紙，一方面組織兩者的對比文件。

在和監理的交涉中，我們把詳細的板框脫水工藝流程圖、設備配置表、配電柜和PLC控制系統圖紙給監理看；把在國內水廠使用中出現問題的照片也拍攝下來發給監理；并且帶監理去看了KUITO水廠的干化床實例，逐漸讓監理改變了想法，最終同意我們更換污泥處理工藝。

原脫水泵房建議改成倉庫使用，前面的污泥處理工藝得到保留，污泥從污泥池提升到濃縮池；濃縮池進過勻質池后利用自然高差排到干化床，從勻質池增加一根到臨時排放場的應急排放管。

總體上來看，一方面為公司節省了100W美元的費用；另一方面沒有了復雜的機械污泥脫水系統后，2年的運行比較順利，同時也為后期的移交奠定了條件。

五、 集團公司日后在海外給水項目污泥處理上的意見和建議

隨著國家一帶一路戰略的實施，目前集團公司在海外的給水項目越來越多。現在非洲和其它第三世界國家的給水項目和80-90年代時候又有很大的不同，從僅僅決解有水喝的問題，逐步發展到要求工藝先進、自動化程度高和更高的環保要求。

安哥拉給水市場經驗看，非洲的小水廠在污泥處理工藝上建議采用：從排泥池污泥匯集——濃縮池污泥沉淀——干化床自然干化的流程。

大水廠或者是業主監理堅持用機械法污泥處理的水廠，在污泥處理工藝上建議：從排泥池污泥匯集——濃縮池污泥沉淀——儲泥池污泥儲存——離心脫水機污泥脫水的流程。

在離心機系統的設備采購上建議：離心機系統主機采購歐美品牌在國內生產的產品：如Alfa Laval（阿法拉伐）在昆山生產的產品、ANDRITZ （安德里茨）在佛山生產的產品。輔助設備螺桿泵采購歐洲品牌在國內生產的產品：如NETZSCH（耐馳）在蘭州生產的產品、MONO（莫諾）在上海生產的產品；PAM溶解裝置采購歐洲品牌在國內生產的產品：如GRUNGFOD（格蘭富）在蘇州生產的產品、Prominent(普羅名特）在大連生產的產品。

以上這些設備都有完整的中、英、法、葡、西語的資料、質量證明文件和說明書。在價格上面，經過國內市場的充分競爭后價格比在歐洲采購便宜很多，在交貨期上也比歐洲有競爭力。

六、結束語

目前，安哥拉自來水廠排泥水處理尚屬于起步階段，不僅有關的理論和生產實踐研究尚未深入，運行管理方面也缺乏經驗，還有大量的工作要做。 水廠排泥水處理的實施，雖然增加了自來水的運行成本，但是環境工程的實施有利于水資源的綜合利用，有利于走可持續發展的道路，有利于水環境質量的提高，可以減少排泥水直接排入水體所造成對水環境的負面影響。從長遠觀點來看，有利于水質的進一步提高，并能帶來潛在的社會效益和環境放益。