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一种污泥板框深度脱水技术的实现

作者：姚俊

来源：《科学与财富》2017年第24期

摘要：随着城市环境要求的日益提高，而有限的污泥处置出路给污水处理厂的污泥处理带来更多的问题。近年来污泥板框深度脱水技术在国内污水处理厂大量应用，能将污泥脱水至含水率60%，是一种目前满足污泥填埋要求的技术措施。但是常规污泥板框脱水都需要添加石灰，产生污泥增量，且对污泥泥性产生不利于综合利用的影响。在上海松江地区的多座污水处理厂，均采用污泥板框深度脱水处理，探索了新型调理药剂工艺，可对污泥后续利用带来积极影响。

关键词：污水处理厂，污泥处理处置，污泥板框脱水，新型调理药剂 1.引言

上海市松江区现状已建污水处理厂7座，其中黄浦江以北4座，黄浦江以南3座。污水处理厂现有合计设计处理规模48.1万m3/d，2020年规划污水量52.7万m3/d。

松江区现状污泥处置出路有2处，分别为：①上海松江污水处理厂有限公司的120 T/d污泥好氧发酵项目，目前运行中，服务上海松江污水处理厂有限公司的污泥。污泥通过浓缩脱水至80%含水率后，添加一定的辅料进行好氧发酵，堆肥后污泥含水率为45%。②松江区污泥干化处理处置中心项目，目前刚投产，工艺为污泥与生活垃圾焚烧协同处置方案，将含水率60%的污泥经进一步干化至含水率约30%以后，与生活垃圾一同焚烧，一期规模为240吨/日（含水率60%污泥）。根据在编的松江区污水处理及污泥处置规划，拟调整上海松江污水处理厂有限公司好氧发酵处置线路，松江区各污水处理厂污泥均采取干化焚烧的处置工艺。在干化焚烧能力不足时，保留深度脱水后填埋的线路。 2. 污泥板框深度脱水工艺

污水厂剩余污泥经浓缩至98%含水率后，进入污泥调理池，加入助凝剂和混凝剂，进行充分混凝反应调理泥质，然后通过污泥输送泵组送入厢式隔膜压滤机进行压滤脱水。污泥压滤系统由隔膜压滤机、低压进料螺杆泵、高压进料螺杆泵、清水压榨泵、压榨储水箱、清洗泵、清洗储水箱等组成。压滤完毕后进行高压压榨。脱水后的成品污泥平均含水率在60%左右，通过成品污泥输送系统送至污泥堆棚装车外运，完成污泥深度脱水全过程。脱水后滤液可返回至污水厂原水配水系统。 3. 调理药剂的分析选用

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通常污泥板框脱水处理是的污泥调理剂为传统的生石灰和液体FeCl3，根据污泥性质不同，加药量也有所不同，一般总加药量为污泥干重的30%。该类药剂会对污泥处理产生如下结果：

（1）石灰的投加会降低污泥燃烧热值，污泥最终出路为干化焚烧，添加石灰后的污泥品质将不适合直接焚烧。

（2）脱水后的污泥产量将增加，污泥干重30%的石灰和FeCl3最终以脱水污泥的形式产生，污泥外运量和处置费用都将增加。

（3）由于碱性物质Ca（OH）2的作用致使污泥中的pH值增高，对污水厂生物系统有一定影响；

（4）由于反应放热导致污泥温度升高，干粉生石灰的投加操作环境较差。

通过研究与摸索，本文污泥调理采用的是“阳离子PAM乳液+聚铁盐”工艺，污泥脱水后的含水率均能达到60%。

有机高分子絮凝剂的优点在于它较无机高分子絮凝剂具有分子质量高、产品稳定性好、吸附架桥能力强、具有多个官能团、絮凝效果好、适用范围广、投药量少、产生的污泥量少、形成的絮体过滤性好等优点，因而得到越来越广泛的应用。阳离子型的PAM可通过吸附电中和及吸附架桥两种作用使带负电荷的胶体颗粒和其他污染物质脱稳而得到去除，具有良好的除浊、脱色等功能，采用的PAM乳液母液具有纯度高，可溶性好，分散快等特点，特别适用于市政污泥脱水处理。

采用“阳离子PAM乳液+聚铁盐”新型调理剂的方案，还具有如下明显优势： 1）满足污泥干化焚烧的要求

采用新型药剂基本不会影响污泥燃烧热值，可满足干化焚烧要求。 2）泥饼产量减少

PAM药剂投加形式为乳液，投加量为干泥量的0.8%，投加浓度为5‰；聚铁盐的投加形式为10%浓度的溶液，溶液重量比为干泥量的10%。因此本工艺的药剂增重可基本忽略不计，较CAO/FeCl3相比，污泥增量大大减少，同时减少外运处置的费用。 3）减小污泥脱水滤液的影响

添加生石灰后的板框脱水滤液碱性很强，若直接回流至污水厂，会对生物处理系统有所破坏，需要建设酸碱调节池。而新型药剂的成分基本为中性，滤液可直接回流，减少附属设施。

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4）现场操作环境大幅度改善

FeCl3液体为强酸强氧化性液体，该液中含有的残余盐酸易挥发且腐蚀性极强。生石灰为强碱强腐蚀性细粉末固体，其细颗粒粉尘随风四处飘洒，并易呼吸吸入体内，或在皮肤上吸水烧伤皮肤，对周边环境污染，对员工身心健康，对设备安全均有很大影响。采用新型药剂方案，药剂母液为桶装液体，运输、稀释制备、投加过程中不会产生粉尘等次生污染，也不会造成管路阻塞、结垢等故障，能够有效降低设备设施的维护成本。同时提高了企业环境、健康和安全保障。

在脱水机房内部统一布置PAM乳液和聚铁盐的稀释投加系统，便于操作管理。 污泥板框脱水系统采用新型调理药剂与传统药剂的比较，见下表。 4. 污泥板框深度脱水工艺控制实现

针对污泥深度处理系统运行方式，在总结了进料、脱水等各环节的工艺参数之后，设计配套了控制系统，并应用于污泥深度脱水系统的控制工作。

整套系统由中央控制系统（PLC）进行集中控制，系统参数将根据实验及调试所得数据定制。对于某些重要参数的监控可分级别的设定声/光报警。控制系统带有对设备的运行维护点、加油点等进行自动维护提示的功能。工作人员可以方便地在现场观察在线仪表的测量参数，并且能够过将系统运行数据接入污水处理厂控制系统，便于远程控制。

污泥脱水系统设置一套PLC现场控制站和操作员站，负责污泥深度脱水工艺过程中各模拟量、开关量的采集、传输以及有关过程的自动控制。

工艺设备具有手动、自动两种控制方式。手动由就地控制箱上的控制按钮实现。自动控制由自动控制系统实现。手动-自动控制转换由设备就地控制箱上的转换开关实现。二种控制方式手动优先，自动次之。

为满足污泥深度处理生产运行过程控制和监测的要求，根据污泥深度脱水工艺流程及控制要求设置必要的流量、压力、液位、温度等在线检测仪表，仪表选用带现场显示变送器的智能化仪表。仪表系统包括超声波液位计、污泥浓度计、电磁流量计、压力变送器、液位变送器等。 5. 结语

在上海市松江区多座污水处理厂建成的污泥板框深度脱水工程，采用了“阳离子PAM乳液+聚铁盐”新型调理剂工艺，对脱水污泥的后续处置、改善因药剂引起的污泥增量问题、厂区生产环境、地区生态环境等均有较大的益处，对今后同类项目的建设有一定的借鉴意义。