一種污泥板框深度脫水技術的實現

姚俊

摘要：隨著城市環境要求的日益提高，而有限的污泥處置出路給污水處理廠的污泥處理帶來更多的問題。近年來污泥板框深度脫水技術在國內污水處理廠大量應用，能將污泥脫水至含水率60%，是一種目前滿足污泥填埋要求的技術措施。但是常規污泥板框脫水都需要添加石灰，產生污泥增量，且對污泥泥性產生不利于綜合利用的影響。在上海松江地區的多座污水處理廠，均采用污泥板框深度脫水處理，探索了新型調理藥劑工藝，可對污泥后續利用帶來積極影響。

關鍵詞：污水處理廠，污泥處理處置，污泥板框脫水，新型調理藥劑

1.引言

上海市松江區現狀已建污水處理廠7座，其中黃浦江以北4座，黃浦江以南3座。污水處理廠現有合計設計處理規模48.1萬m3/d，2020年規劃污水量52.7萬m3/d。

松江區現狀污泥處置出路有2處，分別為：①上海松江污水處理廠有限公司的120 T/d污泥好氧發酵項目，目前運行中，服務上海松江污水處理廠有限公司的污泥。污泥通過濃縮脫水至80%含水率后，添加一定的輔料進行好氧發酵，堆肥后污泥含水率為45%。②松江區污泥干化處理處置中心項目，目前剛投產，工藝為污泥與生活垃圾焚燒協同處置方案，將含水率60%的污泥經進一步干化至含水率約30%以后，與生活垃圾一同焚燒，一期規模為240噸/日（含水率60%污泥）。根據在編的松江區污水處理及污泥處置規劃，擬調整上海松江污水處理廠有限公司好氧發酵處置線路，松江區各污水處理廠污泥均采取干化焚燒的處置工藝。在干化焚燒能力不足時，保留深度脫水后填埋的線路。

2. 污泥板框深度脫水工藝

污水廠剩余污泥經濃縮至98%含水率后，進入污泥調理池，加入助凝劑和混凝劑，進行充分混凝反應調理泥質，然后通過污泥輸送泵組送入廂式隔膜壓濾機進行壓濾脫水。污泥壓濾系統由隔膜壓濾機、低壓進料螺桿泵、高壓進料螺桿泵、清水壓榨泵、壓榨儲水箱、清洗泵、清洗儲水箱等組成。壓濾完畢后進行高壓壓榨。脫水后的成品污泥平均含水率在60%左右，通過成品污泥輸送系統送至污泥堆棚裝車外運，完成污泥深度脫水全過程。脫水后濾液可返回至污水廠原水配水系統。

3. 調理藥劑的分析選用

通常污泥板框脫水處理是的污泥調理劑為傳統的生石灰和液體FeCl3，根據污泥性質不同，加藥量也有所不同，一般總加藥量為污泥干重的30%。該類藥劑會對污泥處理產生如下結果：

（1）石灰的投加會降低污泥燃燒熱值，污泥最終出路為干化焚燒，添加石灰后的污泥品質將不適合直接焚燒。

（2）脫水后的污泥產量將增加，污泥干重30%的石灰和FeCl3最終以脫水污泥的形式產生，污泥外運量和處置費用都將增加。

（3）由于堿性物質Ca（OH）2的作用致使污泥中的pH值增高，對污水廠生物系統有一定影響；

（4）由于反應放熱導致污泥溫度升高，干粉生石灰的投加操作環境較差。

通過研究與摸索，本文污泥調理采用的是“陽離子PAM乳液+聚鐵鹽”工藝，污泥脫水后的含水率均能達到60%。

有機高分子絮凝劑的優點在于它較無機高分子絮凝劑具有分子質量高、產品穩定性好、吸附架橋能力強、具有多個官能團、絮凝效果好、適用范圍廣、投藥量少、產生的污泥量少、形成的絮體過濾性好等優點，因而得到越來越廣泛的應用。陽離子型的PAM可通過吸附電中和及吸附架橋兩種作用使帶負電荷的膠體顆粒和其他污染物質脫穩而得到去除，具有良好的除濁、脫色等功能，采用的PAM乳液母液具有純度高，可溶性好，分散快等特點，特別適用于市政污泥脫水處理。

采用“陽離子PAM乳液+聚鐵鹽”新型調理劑的方案，還具有如下明顯優勢：

1）滿足污泥干化焚燒的要求

采用新型藥劑基本不會影響污泥燃燒熱值，可滿足干化焚燒要求。

2）泥餅產量減少

PAM藥劑投加形式為乳液，投加量為干泥量的0.8%，投加濃度為5‰；聚鐵鹽的投加形式為10%濃度的溶液，溶液重量比為干泥量的10%。因此本工藝的藥劑增重可基本忽略不計，較CAO/FeCl3相比，污泥增量大大減少，同時減少外運處置的費用。

3）減小污泥脫水濾液的影響

添加生石灰后的板框脫水濾液堿性很強，若直接回流至污水廠，會對生物處理系統有所破壞，需要建設酸堿調節池。而新型藥劑的成分基本為中性，濾液可直接回流，減少附屬設施。

4）現場操作環境大幅度改善

FeCl3液體為強酸強氧化性液體，該液中含有的殘余鹽酸易揮發且腐蝕性極強。生石灰為強堿強腐蝕性細粉末固體，其細顆粒粉塵隨風四處飄灑，并易呼吸吸入體內，或在皮膚上吸水燒傷皮膚，對周邊環境污染，對員工身心健康，對設備安全均有很大影響。采用新型藥劑方案，藥劑母液為桶裝液體，運輸、稀釋制備、投加過程中不會產生粉塵等次生污染，也不會造成管路阻塞、結垢等故障，能夠有效降低設備設施的維護成本。同時提高了企業環境、健康和安全保障。

在脫水機房內部統一布置PAM乳液和聚鐵鹽的稀釋投加系統，便于操作管理。

污泥板框脫水系統采用新型調理藥劑與傳統藥劑的比較，見下表。

4. 污泥板框深度脫水工藝控制實現

針對污泥深度處理系統運行方式，在總結了進料、脫水等各環節的工藝參數之后，設計配套了控制系統，并應用于污泥深度脫水系統的控制工作。

整套系統由中央控制系統（PLC）進行集中控制，系統參數將根據實驗及調試所得數據定制。對于某些重要參數的監控可分級別的設定聲/光報警。控制系統帶有對設備的運行維護點、加油點等進行自動維護提示的功能。工作人員可以方便地在現場觀察在線儀表的測量參數，并且能夠過將系統運行數據接入污水處理廠控制系統，便于遠程控制。

污泥脫水系統設置一套PLC現場控制站和操作員站，負責污泥深度脫水工藝過程中各模擬量、開關量的采集、傳輸以及有關過程的自動控制。

工藝設備具有手動、自動兩種控制方式。手動由就地控制箱上的控制按鈕實現。自動控制由自動控制系統實現。手動-自動控制轉換由設備就地控制箱上的轉換開關實現。二種控制方式手動優先，自動次之。

為滿足污泥深度處理生產運行過程控制和監測的要求，根據污泥深度脫水工藝流程及控制要求設置必要的流量、壓力、液位、溫度等在線檢測儀表，儀表選用帶現場顯示變送器的智能化儀表。儀表系統包括超聲波液位計、污泥濃度計、電磁流量計、壓力變送器、液位變送器等。

5. 結語

在上海市松江區多座污水處理廠建成的污泥板框深度脫水工程，采用了“陽離子PAM乳液+聚鐵鹽”新型調理劑工藝，對脫水污泥的后續處置、改善因藥劑引起的污泥增量問題、廠區生產環境、地區生態環境等均有較大的益處，對今后同類項目的建設有一定的借鑒意義。

參考文獻

1、 孟維舉，李軍，張靜慧，胡俊，甘一萍. 基于板框壓濾強化脫水工藝的污泥化學調理研究. 中國給水排水， 2015，31（9）：125—128

2、 相寧，靳長青. 板框式污泥脫水系統在寧波毛家坪水廠的應用. 甘肅科技縱橫， 2014，43（6）：39—42

3、 上海市松江區污水處理系統及污泥處理處置專業規劃（在編）. 上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，

4、 上海松江西部水環境凈化有限公司污泥脫水系統改造工程？設計施工圖. 上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，2012endprint