遼寧省阜新市某污水處理廠包含污水處理工程、再生水處理工程和污泥提標(biāo)改造工程三部分。該廠于2005年建成投產(chǎn)，設(shè)計規(guī)模為10萬t/d，采用國內(nèi)外較成熟的A/O工藝，設(shè)計出水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)二級排放標(biāo)準(zhǔn)[1]，污泥處理系統(tǒng)采用帶式脫水機脫水，處理后的污泥含水率約80%，脫水后污泥外運至垃圾填埋場填埋。

為了提高水資源利用率、保護地下水資源，該廠于2009年啟動再生水項目，主體處理工藝為“混凝沉淀+V型濾池+ClO2消毒”，設(shè)計規(guī)模為10萬t/d，目前供水規(guī)模為7萬t/d左右。

為達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)中的一級A標(biāo)準(zhǔn)[2]及《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T23485—2009)中規(guī)定的進行衛(wèi)生填埋的脫水后污泥含水率[3]，應(yīng)小于60%的要求該廠于2012年6月啟動提標(biāo)改造工程，該工程分兩期建設(shè)。

一期工程:在原污水處理廠區(qū)新建粗格柵及平流沉砂池、碳源投加間及A/O生化池，于2013年9月完成調(diào)試運行，出水達(dá)到設(shè)計要求。

二期工程:除臭及污泥深度處理，除臭系統(tǒng)采用生物濾池除臭方式，污泥深度處理系統(tǒng)為污泥重力濃縮/化學(xué)調(diào)理/高壓隔膜壓濾機脫水，污泥深度處理系統(tǒng)于2014年8月完成調(diào)試運行。本文主要介紹污泥深度處理系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試運行。

1設(shè)計規(guī)模

提標(biāo)改造工程一期完成后污水廠產(chǎn)生的污泥主要由三部分構(gòu)成:(1)初沉池污泥，排放量約300m3/d，含水率約97%;(2)污泥回流泵房排除的剩余活性污泥，最大排放量為1300m3/d，含水率約99%;(3)再生水處理工藝的混凝沉淀池排放的化學(xué)污泥，排放量為400m3/d，含水率約99%。綜合計算上述三部分污泥量，確定設(shè)計處理污泥量為2000m3/d，含水率約98.7%。

2工藝流程

圖1為污泥深度處理系統(tǒng)工藝流程圖。

該工藝流程為剩余污泥、化學(xué)污泥首先經(jīng)過濃縮池，濃縮后的污泥與初沉污泥一并進入均質(zhì)池，經(jīng)泵提升至調(diào)理池，向調(diào)理池中加入聚丙烯酰胺(PAM)、三氯化鐵(鐵鹽)及石灰藥劑調(diào)理污泥特性，使其易脫水，最后通過高壓和低壓兩種污泥螺桿泵將調(diào)理后污泥泵入至高壓隔膜壓濾機進行深度脫水，使污泥含水率降至60%左右，脫水后泥餅可直接外運。

3主要建(構(gòu))筑物設(shè)計

新建污泥深度處理系統(tǒng)位于原廠區(qū)西南角，包括新建2座污泥濃縮池、1座污泥均質(zhì)池及1座污泥深度處理車間，同時配套建設(shè)有PAM投加系統(tǒng)、鐵鹽投加系統(tǒng)、石灰投加系統(tǒng)、干泥料倉等。污泥深度處理系統(tǒng)與原污泥處理系統(tǒng)切換通過污泥管道閥門控制，待污泥深度處理系統(tǒng)正常運行后，原污泥處理系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)。

3.1污泥濃縮池

原污泥處理系統(tǒng)未設(shè)污泥濃縮池，水廠產(chǎn)生的初沉污泥、二沉池剩余污泥和再生水化學(xué)污泥通過泵提升進入污泥儲泥池內(nèi)，再由污泥泵打入脫水機房內(nèi)帶式壓濾機進行脫水處理。為此，提標(biāo)改造工程新建輻流式污泥濃縮池兩座，進一步對污泥體積進行減量[4]，濃縮池直徑為14m，池深為5.0m，污泥固體負(fù)荷為48.72kg/m2˙d，濃縮時間為16h，池內(nèi)設(shè)直徑為14m的中心傳動污泥濃縮機。

3.2污泥均質(zhì)池

經(jīng)濃縮后的剩余污泥和化學(xué)污泥與初沉池污泥進入均質(zhì)池進行混合調(diào)勻，通過潛污泵提升進入調(diào)理池。本工程新建污泥均質(zhì)池1座，尺寸為10m×7m×4.8m，有效容積為294m3，池內(nèi)設(shè)置污泥提升泵2臺，單臺流量為150m3/h，揚程為8m，功率為5.9kW，潛水?dāng)嚢杵?臺，葉輪直徑為369mm，功率為2.5kW。

3.3污泥深度處理車間

污泥深度處理車間包括加藥間、調(diào)理車間、壓濾車間、設(shè)備間，總平面為21m×72.36m。

(1)加藥間

加藥間主要設(shè)置PAM投加系統(tǒng)、鐵鹽投加系統(tǒng)、石灰投加系統(tǒng)。PAM投加系統(tǒng)采用PAM自動配藥裝置，投加濃度為0.1%～0.2%，配備2臺螺桿泵，單臺參數(shù):Q=0.8～4m3/h、H=0.3MPa、n=324r/min，N=1.5kW。鐵鹽投加系統(tǒng)包括鐵鹽儲藥池2座，單座容積為10m3。

配備攪拌機2臺，N=3kW;隔膜泵2臺，單臺參數(shù):Q=6.3m3/h、H=20m、N=1.5kW。石灰投加系統(tǒng)采用一體化石灰投加系統(tǒng)，包含上料風(fēng)機、拆包機、石灰料倉、給料機及螺旋輸送機等，料倉容積為6m3。

(2)調(diào)理車間

在污泥調(diào)理池投加調(diào)理劑，改善污泥脫水性能，經(jīng)調(diào)理后的污泥經(jīng)高低壓螺桿泵輸送至高壓隔膜壓濾機。調(diào)理池2座，配備多層漿葉式攪拌機2臺，N=22kW，單池尺寸為6.5m×6.5m×4.8m;低壓螺桿變頻泵2臺，規(guī)格:Q=100m3/h、P=0.6MPa;高壓螺桿變頻泵2臺，規(guī)格:Q=25m3/h、P=1.2MPa。

(3)壓濾車間

在壓濾車間內(nèi)設(shè)污泥深度處理系統(tǒng)核心設(shè)備———高壓隔膜壓濾機2臺，兩端進泥，壓濾機最大濾室為11.7m3，最大液壓保護壓力為29MPa，最高液壓工作壓力20～25MPa，最高過濾工作壓力1.2MPa，最高壓榨工作壓力2.0MPa。壓濾機主要由止推板、油缸座、油缸、液壓站、主梁、主梁支撐、自動拉板機械手、隔膜板、過濾板、翻板、翻板液壓站等組成。同時壓濾車間配套有皮帶輸送機3臺(2臺水平輸送機、1臺傾斜輸送機)。(4)設(shè)備間壓榨儲水箱1座、壓榨泵2臺、反洗水箱1座、反洗柱塞泵2臺、空壓機2臺、吹脫儲氣罐2套、儀表儲氣罐1套。

4工藝調(diào)試運行

4.1調(diào)試運行總體要求

系統(tǒng)調(diào)試遵循以下過程:系統(tǒng)單機試車，清水聯(lián)動試車，帶負(fù)荷調(diào)試，滿負(fù)荷調(diào)試。在單機調(diào)試前須檢查各設(shè)備安裝是否滿足要求，包括相關(guān)電氣設(shè)備安裝、控制箱、管道閥門等設(shè)施是否符合要求，并填寫相關(guān)驗收記錄。經(jīng)驗收合格后，方可進行單機無負(fù)荷點動試車。所有設(shè)備點動試車合格后進行清水調(diào)試。如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)找出原因，現(xiàn)場進行調(diào)整。

清水聯(lián)動調(diào)試是污泥深度處理系統(tǒng)進泥調(diào)試之前的最后一次測試，若進泥后導(dǎo)致設(shè)備、管路出現(xiàn)問題，再進行維修將非常復(fù)雜、危險，耗費大量財力，因此按照進泥路線分別對污泥濃縮池的進泥路線、出泥路線、均質(zhì)池的進出泥路線、調(diào)理池的出泥路線及高低壓污泥螺桿泵的出泥路線的管道和閥門進行全面清水調(diào)試，確保聯(lián)動運行時所有設(shè)備可以帶負(fù)荷正常運行，工藝管道與閥門及設(shè)備接口的密封，自控儀表、設(shè)備聯(lián)鎖運行狀況達(dá)到設(shè)計及廠家的要求等。

清水聯(lián)動測試合格后，向新建污泥濃縮池連續(xù)進泥，同時，為確保污水廠產(chǎn)生的污泥在調(diào)試期間能正常處理，原污泥處理系統(tǒng)根據(jù)進入新建污泥濃縮池的污泥量進行調(diào)整運行。

待污泥深度處理系統(tǒng)調(diào)試運行成功后，新系統(tǒng)逐步增加進泥量，直到滿負(fù)荷運行。整個調(diào)試階段落實各方(建設(shè)、設(shè)計單位、設(shè)備廠家、調(diào)試人員、施工、監(jiān)理單位)責(zé)任，保質(zhì)保量完成調(diào)試工作。

4.2調(diào)試運行參數(shù)及過程

濃縮:將含水率為98.7%～99.8%的剩余污泥提升至重力濃縮池，濃縮時間為16h，濃縮池排泥方式為間歇排泥，初步設(shè)為每隔2～3h排一次，每次10min，濃縮后污泥含水率為95%～98%，分離的上清液回流至污水處理系統(tǒng)。

調(diào)理:根據(jù)廠家經(jīng)驗值確定初次投藥量，藥劑投加順序為三氯化鐵、石灰、PAM。為使三氯化鐵與污泥充分反應(yīng)，在調(diào)理池進泥的同時投加三氯化鐵，每批次污泥(污泥量約170m3)投加濃度為38%的三氯化鐵0.5～0.7m3，待鐵鹽投加完畢及污泥液面達(dá)到設(shè)定值時，啟動石灰投加系統(tǒng)，每批次污泥石灰投加量為0.8～0.9t，停止投加石灰5min后，啟動PAM投加系統(tǒng)，每批次PAM投加量為0.1%～0.2%PAM溶液2m3，投加完P(guān)AM后繼續(xù)攪拌10min，停止攪拌或調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速至5r/min。

4.3調(diào)試運行結(jié)果

污泥深度脫水工程于2014年7月開始單機調(diào)試，2014年8月正式進入聯(lián)動調(diào)試運行階段，調(diào)試期間污泥處理情況如表1所示。

由表1可知調(diào)試期間，除降雨外(2014.08.16降雨導(dǎo)致均質(zhì)池污泥含水率達(dá)到98.6%)，脫水污泥含水率略高于60%(即62.03%)，其他批次脫水污泥含水率均低于60%(47.1%～60%)，最小含水率甚至低于50%，說明達(dá)到設(shè)計要求。根據(jù)現(xiàn)場脫水后污泥性狀，發(fā)現(xiàn)當(dāng)PAM投加量較多(1kg/批次)時，會導(dǎo)致脫水污泥黏度增加，污泥含水率增加。當(dāng)石灰投加量較少(450kg/批次)時，不足以改善污泥脫水性能。為此，建議正常運行時PAM投加量為0.5kg/批次左右，鐵鹽投加量為700kg/批次左右，石灰投加量為900kg/批次左右。

4.4運行中存在的問題及解決對策

(1)設(shè)計時未考慮高低壓螺桿泵及進泥管道的沖洗;若污泥深度處理系統(tǒng)單體或設(shè)備出現(xiàn)故障維修，高低壓螺桿泵長時間不能運行時，由于調(diào)理池后的污泥含有氧化鈣，長時間在螺桿泵及進泥管道內(nèi)沉積，最終將導(dǎo)致泵及管道被石灰堵塞。為此，在后期增設(shè)泵及管道的沖洗設(shè)施。

(2)皮帶輸送機滴泥，有時壓榨后的污泥存在一些濕污泥并形成泥漿，在皮帶輸送過程中會粘在皮帶上，待皮帶運轉(zhuǎn)到與地面相對的一側(cè)時，泥漿掉落在地上，污染工作環(huán)境。為此，在輸送機皮帶上靠近滾筒電機、從動滾筒附近增加刮泥板、接泥板，將泥漿收集到接泥板上，同時在皮帶輸送機兩側(cè)地面上設(shè)置排泥溝，運行一段時間后將泥漿沖刷到排泥溝，通過排泥溝排到污水處理系統(tǒng)。

5結(jié)語

遼寧省阜新市某污水處理廠污泥深度脫水處理工程設(shè)計采用重力濃縮，經(jīng)均質(zhì)池調(diào)蓄后，順序投加鐵鹽、石灰和PAM進行污泥調(diào)質(zhì)，最后經(jīng)過高壓隔膜壓濾機脫水。經(jīng)過調(diào)試運行階段，表明污泥深度處理系統(tǒng)能滿足脫水后污泥含水率小于60%的要求，達(dá)到設(shè)計目的。該工程設(shè)計參數(shù)及調(diào)試經(jīng)驗將為采用重力濃縮/化學(xué)調(diào)理/高壓隔膜壓濾機進行污泥深度脫水系統(tǒng)的設(shè)計及調(diào)試運行提供經(jīng)驗。