孫小燕

（惠州市供水有限公司，廣東 惠州 516001）

0 引言

針對(duì)污泥處理的具體工程進(jìn)行改進(jìn)，提高處理效率的同時(shí)也要保證處理過(guò)后的污泥對(duì)自然環(huán)境的影響降到最低。通過(guò)改進(jìn)污泥的脫水工藝可有效解決該問(wèn)題，可在實(shí)際進(jìn)行脫水處理之前對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，降低污泥的含水量，有利于在后續(xù)處理提高處理效率，提供自來(lái)水廠污泥處理效率與質(zhì)量。

1 自來(lái)水廠污泥處理改造工程方案設(shè)計(jì)

1.1 總體改造方案

采用分層處理的方式，將濾池與沉淀池的處理水進(jìn)行分層操作。整體改造方案具體處理流程如圖1所示。

分析圖1 可知，將濾水池反復(fù)沖洗水送入排水池進(jìn)行處理，處理后流入配水井進(jìn)行二次利用。沉淀池排泥水在流經(jīng)沉淀池的同時(shí)有一部分直接溢流，排出市政管網(wǎng)。而經(jīng)排泥池處理后的排泥水流入濃縮池進(jìn)行濃縮操作，再通過(guò)脫水間機(jī)械脫水的方式進(jìn)行脫水處理，得到無(wú)污染的污泥廢料，最終以溢流的方式排出市政管網(wǎng)。

圖1 改造方案流程圖

1.2 石灰脫水預(yù)處理

在對(duì)污泥直接進(jìn)行脫水之前可先通過(guò)預(yù)處理操作提高污泥過(guò)濾能力，使后續(xù)脫水操作更為容易。預(yù)處理方式一般可分為化學(xué)類(lèi)和物理類(lèi)，其區(qū)別在于進(jìn)行處理時(shí)是否往里加入化學(xué)藥劑。考慮到實(shí)際操作的可行性以及污泥的具體性質(zhì)，此次對(duì)污泥預(yù)處理工藝改進(jìn)采用石灰預(yù)處理的方式，具體步驟如下：

進(jìn)行脫水試驗(yàn)，確定污泥內(nèi)部的實(shí)際水含量以及酸堿值是否滿足石灰預(yù)處理需求。由于石灰堿性較大，需要使用抗堿性高的設(shè)備進(jìn)行預(yù)處理操作。

將生石灰與消石灰按照比例進(jìn)行混合，保證混合后的石灰藥劑酸堿值在8 以下，之后將石灰與污泥進(jìn)行混合，將混合物送入溶解池進(jìn)行溶解，石灰混合物可以有效溶解掉污泥中的酸性對(duì)環(huán)境有影響的化學(xué)物質(zhì)。在溶解后可加入適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)高分子絮凝劑，例如：聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺等，增強(qiáng)污泥的絮凝力，提高脫水性。隨后送入混合池進(jìn)行混合，得到最終預(yù)處理后的污泥。在此基礎(chǔ)上，需要對(duì)預(yù)處理后的污泥進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)計(jì)算污泥去掉水分后的質(zhì)量占原物質(zhì)的含量的比值來(lái)確定預(yù)處理是否達(dá)標(biāo)，污泥在預(yù)處理后內(nèi)部的干濕程度判斷公式具體式如下：

式中：SW表示預(yù)處理前污泥中除水分以外的固體含量；P表示石灰投入量和污泥中原固體含量之間的比值。

根據(jù)以上公式可算出污泥在預(yù)處理后內(nèi)部的干濕程度，如數(shù)值在15%以內(nèi)則證明污泥達(dá)標(biāo)，可進(jìn)行正式脫水處理操作。通過(guò)對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理操作，可提取出污泥內(nèi)部的酸性化學(xué)物質(zhì)，提高脫水性，為后續(xù)的脫水處理提供基礎(chǔ)。

1.3 離心脫水處理

在對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理后得到酸堿度適中的污泥，即可進(jìn)行脫水處理。常規(guī)的污泥脫水處理工藝采用自然干化的方式，效率較低且脫水不徹底，處理后的污泥內(nèi)部還是存在大量摻雜著化學(xué)物質(zhì)的水分，投放后會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生污染。由于離心脫水機(jī)具有成本較低、附屬設(shè)備較少的優(yōu)點(diǎn)，操作起來(lái)難度較低，同時(shí)通過(guò)離心的方式可以最大限度地將污泥內(nèi)部的水分甩干，因此改進(jìn)后的工藝采用機(jī)械脫水的方式，利用離心脫水機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理，可有效提高工作效率，同時(shí)降低污泥含固量，改進(jìn)后的具體步驟。

引進(jìn)2臺(tái)進(jìn)泥量在15～20 m3/hr的離心脫水機(jī)，將預(yù)處理后的污泥分批次加入離心脫水機(jī)的送泥端口，將顆粒較大的固體進(jìn)行沉降，將沉降后得到的污泥送入離心脫水機(jī)過(guò)濾完的污泥，再將污泥傳送至螺旋狀導(dǎo)流輸送器中進(jìn)行壓縮，將污泥壓縮成扁平型的片狀，其壓縮出的上清液以溢流的形式排出管道，片狀污泥在進(jìn)行二次脫水后也以固體的形式排出，如此循環(huán)往復(fù)，直到將所有的污泥都處理完成。在進(jìn)行離心脫水的過(guò)程中，需要在每次送泥后停留10-15 s的時(shí)間，待離心機(jī)內(nèi)部污泥全部脫水成功后再繼續(xù)送泥，避免因送入的污泥含水量不同而導(dǎo)致最終排出的固體廢物成分有差異。同時(shí)機(jī)器停止運(yùn)作時(shí)用清水對(duì)機(jī)器轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁進(jìn)行沖刷，將內(nèi)壁上殘余的固狀物清除干凈，方便后續(xù)的脫水操作。

通過(guò)以上步驟即可完成對(duì)污泥的脫水處理操作，最終處理后的污泥含水率≤80%，產(chǎn)生的污泥將進(jìn)一步外運(yùn)處理。

至此，對(duì)自來(lái)水廠污泥處理改造方案設(shè)計(jì)完成。

2 試驗(yàn)驗(yàn)證

為了更好地說(shuō)明提出的污泥處理改造工程方案的優(yōu)越性，在理論的部分設(shè)計(jì)完成后，構(gòu)建實(shí)際應(yīng)用測(cè)試環(huán)節(jié)，對(duì)此處理方法的實(shí)際效果進(jìn)行分析。

2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境描述

此次實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為某一自來(lái)水廠，選用的自來(lái)水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為3萬(wàn)m3/d，每日處理水量為1.35萬(wàn)m3/d，每日所處理的污泥主要包括沉淀池污泥、濾池污泥以及其他廢水三種類(lèi)型。通過(guò)用傳統(tǒng)的污泥處理技術(shù)和改進(jìn)后的污泥處理方案分別對(duì)該自來(lái)水廠同等量的污泥進(jìn)行處理，比較最終處理后污泥的含水率≤80%，含水率越低代表該方法越有效，更能實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥進(jìn)行有效處理的目的。

待設(shè)備調(diào)試穩(wěn)定后即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，此次實(shí)驗(yàn)將自來(lái)水廠每天需要處理的污泥體積進(jìn)行平分，保證兩種處理方法的在初期得到的原始污泥成分含量是一致的，再進(jìn)行后續(xù)的脫水處理操作，同時(shí)，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，將實(shí)驗(yàn)時(shí)間設(shè)置為十天，比較每天污泥處理后的含水量變化。

為了減少溫度等其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果產(chǎn)生影響，選擇在晝夜溫差較小的時(shí)間段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)之前需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行關(guān)停3-5 h，再重新啟動(dòng)，避免運(yùn)行過(guò)載導(dǎo)致設(shè)備性能下降。同時(shí)對(duì)于運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致溫度上升過(guò)高的設(shè)備進(jìn)行制冷降溫操作，采用人工制冷水澆灌的方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行降溫，待設(shè)備溫度降低下來(lái)之后方可繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)之前對(duì)自來(lái)水廠的設(shè)備進(jìn)行全面檢測(cè)與消毒處理，尤其是攪拌設(shè)備和進(jìn)水泵等排出污泥的設(shè)備，需要使用化學(xué)清潔劑對(duì)殘留物質(zhì)進(jìn)行清除，防止部分相關(guān)設(shè)備因攜帶殘留的化學(xué)物質(zhì)而在實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中引起其他化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生差異。對(duì)每天自來(lái)水廠生產(chǎn)的污泥的成分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并做好記錄，包括污泥內(nèi)部含水量、酸堿值、含固量、粉塵含量等。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，該自來(lái)水廠需處理的污泥初始含水率在100%，經(jīng)傳統(tǒng)脫水方法處理后，含水率降到≤80%；而改造后的污泥處理方案可將污泥的含水率下降到20%以下，這是由于改造后的污泥處理方案在工藝上增添了對(duì)污泥的預(yù)處理，提高了脫水性，同時(shí)離心脫水的方式也有利于減少污泥內(nèi)部水分含量，從而使處理后的污泥含水率保持在一個(gè)較低的范圍內(nèi)。脫水后污泥量對(duì)比如圖2所示。

圖2 脫水后污泥量對(duì)比圖

分析圖2中的結(jié)果可知，改進(jìn)后的污泥處理方案與傳統(tǒng)污泥處理方案均可以使脫水后污泥量有所下降，而與傳統(tǒng)污泥處理方案相比，傳統(tǒng)污泥處理方案脫水后污泥量下降幅度較大，說(shuō)明該方案的處理效果更好。

在此基礎(chǔ)上，比較改進(jìn)后的污泥處理方案與傳統(tǒng)污泥處理方案的總成本，具體結(jié)果如表1所示。

表1 污泥處理方案的成本比較結(jié)果表

分析表1中的數(shù)據(jù)可知，改進(jìn)后的污泥處理方案的總成本比傳統(tǒng)污泥處理方案的成本降低了0.099元/t污水，說(shuō)明改進(jìn)后的污泥處理方案成本更低，可以有效提升自來(lái)水廠污泥處理的經(jīng)濟(jì)效益，可以在自來(lái)水廠污泥處理改造工程中得到廣泛應(yīng)用。

基于以上實(shí)驗(yàn)，可說(shuō)明改造后的處理方案在處理效果上優(yōu)于傳統(tǒng)的處理方案，有利于提高污泥處理質(zhì)量。

4 結(jié)論

文章所提出的自來(lái)水廠污泥處理改造工程方案設(shè)計(jì)及應(yīng)用對(duì)污泥處理過(guò)程中的排泥水處理工藝、污泥預(yù)處理工藝和污泥脫水處理工藝都進(jìn)行了改進(jìn)，極大地提高了對(duì)污泥的處理效率，可有效節(jié)省工作時(shí)間，通過(guò)比較各種工藝優(yōu)缺點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，最終改進(jìn)出一套科學(xué)的污泥處理工程方案。