污泥深度脫水工藝在杭州七格污水處理廠中的應用
更新時間：2015-03-12 16:21
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摘要：杭州七格污水處理廠污泥深度脫水工程于2010年6月投入試生產，已穩(wěn)定運行半年多，每天污泥處理量達到600t(含水率以80%計)，脫水泥餅含水率可控制在50%以下。該工程是目前國內運行的最大污泥深度脫水工程，為我國污泥處理處置實踐走出一條創(chuàng)新之路。本文具體介紹了該工程的工藝流程、建設和運行情況，其經驗可為同類工程實施提供借鑒。
關鍵詞：污水處理廠污泥,深度脫水,工程實例
在污泥脫水機械中，應用最廣泛為帶式壓濾機和離心脫水機，這2種脫水機械處理后的泥餅含水率下限一般只能達到78%左右。板框壓濾機在污水廠污泥脫水應用雖然較少，但國內外的工程實踐表明，若采用石灰、鐵鹽或鋁鹽進行調理，泥餅含水率的下限可以達到60%左右。然而板框壓濾前的傳統(tǒng)調理技術大量采用石灰、鐵鹽或鋁鹽，將增加污泥干固體量，降低污泥肥效和熱值。
脫水泥餅的高含水率，不但增加了運輸?shù)碾y度，而且給后續(xù)的污泥處理處置帶來極大的不便。堆肥時，滿足不了含水率的要求;填埋時，達不到垃圾填埋場的準入條件;土地利用時，也不能滿足園林綠化和農用的準入條件;焚燒時，水分蒸發(fā)耗費過多的熱量，也更易造成尾氣污染。為此，國家環(huán)保部于2010年11月下發(fā)了(2010)157號文《關于加強城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》，明確要求出廠污泥含水率低于50%。
深度脫水是指脫水后污泥含水率達到60%以下，特殊條件達到50%以下平的污泥脫水。目前，國內已有多家公司研發(fā)出深度脫水專利技術，并進行了一定范圍的推廣和應用。其中，根據杭州國泰環(huán)保股份有限公司專利技術建設的杭州七格污水處理廠污泥深度脫水工程，于2010年6月投入試生產，已穩(wěn)定運行半年多，泥餅含水率可控制在50%以下。該工藝的技術關鍵在于其創(chuàng)新的污泥預處理工藝，其調理作用主要是對污泥顆粒表面的有機物進行改性，降低污泥的水分結合容量，同時降低污泥的壓縮性，使污泥滿足高壓力脫水過程的要求。
1.工程概況
杭州七格污水處理廠位于杭州市江干區(qū)下沙鄉(xiāng)七格村，污水廠占地約56.53hm。共分四期建設，已建成運行的一期和二期工程總設計規(guī)模為60萬m/d，實際處理水量約為55萬m/d。進水CODcr濃度為400~500mg/L，以生活污水為主，包含下沙工業(yè)區(qū)的少量工業(yè)廢水。污水處理工藝采用AAO工藝，出水水質按《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準設計，處理后出水排入錢塘江。
該廠的污泥脫水設備采用5臺帶式壓濾脫水機和7臺臥螺離心脫水機，每天產生600t/d左右(含水率以80%計)的污泥，最高日產泥量曾達850t/d。脫水后泥餅含水率一般在80~85%之間，若運至垃圾填埋場直接填埋，其高含水率容易造成填埋作業(yè)困難，所以垃圾填埋場拒絕接受。在深度脫水工程投產之前，由于含水率不符合堆肥工藝的進料要求，因此采用200畝空地先將濕泥曬干，再與雞糞等混合堆肥，給制肥廠的周邊生態(tài)環(huán)境安全帶來一定隱患。
鑒于該廠污泥處理處置存在的困難，一二期污泥深度脫水技改項目于2009年6月立項，2009年10月完成設計環(huán)評等前期工作，設計處理能力為350t/d。經過兩個多月的建設，2009年12月即開始試車調試，并于2010年6月開始進行試生產。目前該工程的實際平均處理能力已達到600t/d，日最高處理能力曾達到800t/d，脫水后泥餅含水率穩(wěn)定在50%以下。
該工程新建深度脫水機房總平面尺寸為20m×80m，其中預處理部分的平面尺寸為20m×24m，壓濾機占用的平面尺寸為20m×40m，脫水干泥儲存庫的平面尺寸為20m×16m。還建有脫水泥餅倉庫，平面尺寸為20m×32m。建有藥劑倉庫，平面尺寸為20m×32m。
若不計土地費用，該工程的總投資主要由設備和廠房組成，總計1450萬元。每噸濕泥(含水率以80%計)的運行成本為80元，其中運行電耗為6度/噸濕泥(含水率以80%計)，所需運行操作人員共計22人。
2.工藝流程
原脫水機房中設置的帶式壓濾脫水機和臥螺離心脫水機產生的污泥含水率為80~85%，這些濕污泥采用螺旋輸送器直接送至污泥調理系統(tǒng)，或者采用高密度泵先送入4臺250m的儲泥罐暫時儲存，再用螺桿泵送至污泥調理系統(tǒng)。污泥調理系統(tǒng)由轉化罐和穩(wěn)定罐2部分組成，污泥首先進入有效容積25m的轉化罐內，使藥劑與污泥混合均勻，由半固態(tài)轉化為液態(tài);然后與其他調理劑混合，在有效容積25m的穩(wěn)定罐內進一步處理。調理好的污泥經高壓泵輸送到壓濾機進行脫水，產生的干泥餅由皮帶輸送機送至干泥庫房后外運處置。調理過程中產生的臭氣用吸收塔處理后達標排放。壓濾產生的脫水濾液返回污水處理系統(tǒng)中處理，脫水濾液CODcr在2000mg/L以下。深度脫水工藝流程如圖1所示。
·
圖1污泥深度脫水工藝流程圖
Fig.1SchematicDiagramofEnhanceDewateringProcessatQIGEWWTP
主要處理設備的具體參數(shù)如下所示：
1)儲泥罐4臺，單臺有效容積250m，可暫時儲存污泥。
2)轉化罐4臺，單臺有效容積25m，藥劑與污泥在罐內混合均勻，由半固態(tài)轉化為液態(tài)。
3)穩(wěn)定罐4臺，單臺有效容積25m，藥劑與污泥在罐內混合均勻，得到進一步調理和穩(wěn)定。
4)壓濾機，采用6臺聚丙烯隔膜廂式壓濾機，濾布尺寸1500mm×1500mm，單臺壓濾機過濾面積500m，空壓機2臺，風量5m/min。
5)臭氣處理系統(tǒng)臭氣采用4臺吸收塔處理后達標排放。
3.運行情況
該廠的深度脫水工程于2009年12月開始試車調試，2010年6月進行試生產。2010年8月的進出泥數(shù)據統(tǒng)計數(shù)據如表1所示，深度脫水設施的設計處理能力為350t/d，但實際平均每天處理量達到635m，進泥的含水率在76.9%~80.5%之間，壓濾機出泥的含水率在39.2%~44.0%之間。
表12010年8月現(xiàn)場進出料含水率統(tǒng)計
Tab.1SludgeMoistureDataoftheFilterPressinAug,2010
深度脫水后泥餅的相關理化、養(yǎng)分和穩(wěn)定化指標，如表2所示。樣品中含水率指標值能同時滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農用泥質(CJ/T309-2009)》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良用泥質(GB/T24600-2009)》，但尚不能達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(GB/T23486-2009)》的限值。樣品中的有機質(或有機物含量)和總養(yǎng)分偏低，但尚能滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(GB/T23486-2009)》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農用泥質(CJ/T309-2009)》的要求。樣品中的種子發(fā)芽指數(shù)偏低，不能滿足相關標準的污泥腐熟度要求，因此必須再經過堆肥處理后方可土地利用。
表2某污泥樣品的相關理化、養(yǎng)分和穩(wěn)定化指標
Tab.2theQualityofSludgesampleafterEnhancedDewatering
單獨評估污泥的重金屬水平，如表3所示，該廠的污泥能滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(GB/T23486-2009)》中堿性土壤的對應標準。也可以滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農用泥質(CJ/T309-2009)》中的B級指標;該級別的污泥允許施用作物包括油料作物、果樹、餌料作物和纖維作物，但禁止在蔬菜和糧食作物上的應用。
表3某污泥樣品的重金屬含量指標(單位：mg/kg干基)
Tab.3HeavyMetalContentofSludgeSampleafterEnhancedDewatering(mg/kgDrysolid)
4.污泥處置
在深度脫水工程投產之前，該廠的污泥也是外運由公司制肥。由于污泥的含水率太高，進入一次發(fā)酵的污泥混合料含水率超過70%。因此，原來采用200畝將濕泥曬干，再與雞糞等混合堆肥，最后造粒、烘干后用于園林綠化。在深度脫水工程投產之后，避免了污泥晾曬的環(huán)節(jié)，減少了污泥對周邊環(huán)境的影響。
5.結語
杭州市七格污水處理廠含水率為80%左右的濕污泥經深度脫水處理后，泥餅含水率小于50%，即濕污泥體積可減量一半以上;污泥得到一定程度的穩(wěn)定，干泥餅遇水時不會因吸水而膨脹;污泥性狀由果凍態(tài)轉化為塊狀，方便了后續(xù)的處置。該工程是目前國內正常運行的最大污泥深度脫水工程，為我國污泥處理處置的工程實踐走出一條創(chuàng)新之路。
參考文獻
1 Metcalf&Eddy,Inc. (2003) Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (Fourth Edition). McGraw-Hill, New York, USA
2 張辰 王國華 孫曉 污泥處理處置技術與工程實例 化學工業(yè)出版社2006年7月
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關鍵詞：污水處理廠污泥,深度脫水,工程實例
在污泥脫水機械中，應用最廣泛為帶式壓濾機和離心脫水機，這2種脫水機械處理后的泥餅含水率下限一般只能達到78%左右。板框壓濾機在污水廠污泥脫水應用雖然較少，但國內外的工程實踐表明，若采用石灰、鐵鹽或鋁鹽進行調理，泥餅含水率的下限可以達到60%左右。然而板框壓濾前的傳統(tǒng)調理技術大量采用石灰、鐵鹽或鋁鹽，將增加污泥干固體量，降低污泥肥效和熱值。
脫水泥餅的高含水率，不但增加了運輸?shù)碾y度，而且給后續(xù)的污泥處理處置帶來極大的不便。堆肥時，滿足不了含水率的要求;填埋時，達不到垃圾填埋場的準入條件;土地利用時，也不能滿足園林綠化和農用的準入條件;焚燒時，水分蒸發(fā)耗費過多的熱量，也更易造成尾氣污染。為此，國家環(huán)保部于2010年11月下發(fā)了(2010)157號文《關于加強城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》，明確要求出廠污泥含水率低于50%。
深度脫水是指脫水后污泥含水率達到60%以下，特殊條件達到50%以下平的污泥脫水。目前，國內已有多家公司研發(fā)出深度脫水專利技術，并進行了一定范圍的推廣和應用。其中，根據杭州國泰環(huán)保股份有限公司專利技術建設的杭州七格污水處理廠污泥深度脫水工程，于2010年6月投入試生產，已穩(wěn)定運行半年多，泥餅含水率可控制在50%以下。該工藝的技術關鍵在于其創(chuàng)新的污泥預處理工藝，其調理作用主要是對污泥顆粒表面的有機物進行改性，降低污泥的水分結合容量，同時降低污泥的壓縮性，使污泥滿足高壓力脫水過程的要求。
1.工程概況
杭州七格污水處理廠位于杭州市江干區(qū)下沙鄉(xiāng)七格村，污水廠占地約56.53hm。共分四期建設，已建成運行的一期和二期工程總設計規(guī)模為60萬m/d，實際處理水量約為55萬m/d。進水CODcr濃度為400~500mg/L，以生活污水為主，包含下沙工業(yè)區(qū)的少量工業(yè)廢水。污水處理工藝采用AAO工藝，出水水質按《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準設計，處理后出水排入錢塘江。
該廠的污泥脫水設備采用5臺帶式壓濾脫水機和7臺臥螺離心脫水機，每天產生600t/d左右(含水率以80%計)的污泥，最高日產泥量曾達850t/d。脫水后泥餅含水率一般在80~85%之間，若運至垃圾填埋場直接填埋，其高含水率容易造成填埋作業(yè)困難，所以垃圾填埋場拒絕接受。在深度脫水工程投產之前，由于含水率不符合堆肥工藝的進料要求，因此采用200畝空地先將濕泥曬干，再與雞糞等混合堆肥，給制肥廠的周邊生態(tài)環(huán)境安全帶來一定隱患。
鑒于該廠污泥處理處置存在的困難，一二期污泥深度脫水技改項目于2009年6月立項，2009年10月完成設計環(huán)評等前期工作，設計處理能力為350t/d。經過兩個多月的建設，2009年12月即開始試車調試，并于2010年6月開始進行試生產。目前該工程的實際平均處理能力已達到600t/d，日最高處理能力曾達到800t/d，脫水后泥餅含水率穩(wěn)定在50%以下。
該工程新建深度脫水機房總平面尺寸為20m×80m，其中預處理部分的平面尺寸為20m×24m，壓濾機占用的平面尺寸為20m×40m，脫水干泥儲存庫的平面尺寸為20m×16m。還建有脫水泥餅倉庫，平面尺寸為20m×32m。建有藥劑倉庫，平面尺寸為20m×32m。
若不計土地費用，該工程的總投資主要由設備和廠房組成，總計1450萬元。每噸濕泥(含水率以80%計)的運行成本為80元，其中運行電耗為6度/噸濕泥(含水率以80%計)，所需運行操作人員共計22人。
2.工藝流程
原脫水機房中設置的帶式壓濾脫水機和臥螺離心脫水機產生的污泥含水率為80~85%，這些濕污泥采用螺旋輸送器直接送至污泥調理系統(tǒng)，或者采用高密度泵先送入4臺250m的儲泥罐暫時儲存，再用螺桿泵送至污泥調理系統(tǒng)。污泥調理系統(tǒng)由轉化罐和穩(wěn)定罐2部分組成，污泥首先進入有效容積25m的轉化罐內，使藥劑與污泥混合均勻，由半固態(tài)轉化為液態(tài);然后與其他調理劑混合，在有效容積25m的穩(wěn)定罐內進一步處理。調理好的污泥經高壓泵輸送到壓濾機進行脫水，產生的干泥餅由皮帶輸送機送至干泥庫房后外運處置。調理過程中產生的臭氣用吸收塔處理后達標排放。壓濾產生的脫水濾液返回污水處理系統(tǒng)中處理，脫水濾液CODcr在2000mg/L以下。深度脫水工藝流程如圖1所示。
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圖1污泥深度脫水工藝流程圖
Fig.1SchematicDiagramofEnhanceDewateringProcessatQIGEWWTP
主要處理設備的具體參數(shù)如下所示：
1)儲泥罐4臺，單臺有效容積250m，可暫時儲存污泥。
2)轉化罐4臺，單臺有效容積25m，藥劑與污泥在罐內混合均勻，由半固態(tài)轉化為液態(tài)。
3)穩(wěn)定罐4臺，單臺有效容積25m，藥劑與污泥在罐內混合均勻，得到進一步調理和穩(wěn)定。
4)壓濾機，采用6臺聚丙烯隔膜廂式壓濾機，濾布尺寸1500mm×1500mm，單臺壓濾機過濾面積500m，空壓機2臺，風量5m/min。
5)臭氣處理系統(tǒng)臭氣采用4臺吸收塔處理后達標排放。
3.運行情況
該廠的深度脫水工程于2009年12月開始試車調試，2010年6月進行試生產。2010年8月的進出泥數(shù)據統(tǒng)計數(shù)據如表1所示，深度脫水設施的設計處理能力為350t/d，但實際平均每天處理量達到635m，進泥的含水率在76.9%~80.5%之間，壓濾機出泥的含水率在39.2%~44.0%之間。
表12010年8月現(xiàn)場進出料含水率統(tǒng)計
Tab.1SludgeMoistureDataoftheFilterPressinAug,2010
| 項目 | 濕泥處理量(t) | 進泥含水率（%） | 皮帶機卸料含水率（%） |
| 平均值 | 635 | 78.9 | 42.3 |
| 最大值 | 806 | 80.5 | 44.9 |
| 最小值 | 381 | 76.8 | 39.2 |
| 樣本數(shù) | 31 | 31 | 31 |
表2某污泥樣品的相關理化、養(yǎng)分和穩(wěn)定化指標
Tab.2theQualityofSludgesampleafterEnhancedDewatering
| 樣品名稱 | 污泥（杭州） |
園林綠化用泥質 （GB/T23486-2009） |
農用泥質(CJ/T309-2009) |
| 含水率 | 46.5% | <40% | <60% |
| pH | 7.81 | 酸性土6.5~8.5；中堿性土5.5~7.8 | 5.5~9 |
| 電導 （mS/cm） | 3.59 | ||
| 種子發(fā)芽指數(shù) | 22.61 | 大于70% | 大于60% |
| 有機物含量/（%） | 32.0 | ≥25% | - |
| 有機質g/kg | 219 | - | ≥200 |
| 全氮/（%） | 1.62 | 總養(yǎng)分≥3% | 總養(yǎng)分≥3% |
| 總鉀/（mg/kg） | 1.18×10 | ||
| 總磷/（%） | 1.77 |
表3某污泥樣品的重金屬含量指標(單位：mg/kg干基)
Tab.3HeavyMetalContentofSludgeSampleafterEnhancedDewatering(mg/kgDrysolid)
| 含量 |
園林綠化要求 （GB/T23486-2009） |
農用要求(CJ/T309-2009) | |||
| 中堿性土壤（PH≥6.5） | 酸性土壤（PH<6.5） | A級 | B級 | ||
| 總鎳 | 39.28 | 200 | 100 | 100 | 200 |
| 總銅 | 414.6 | 1500 | 800 | 500 | 1500 |
| 總鋅 | 1017 | 4000 | 2000 | 1500 | 3000 |
| 總鉻 | 215 | 1000 | 600 | 500 | 1000 |
| 總鎘 | 9.44 | 20 | 5 | 3 | 15 |
| 總鉛 | 834.9 | 1000 | 300 | 300 | 1000 |
| 總汞 | 10.3 | 15 | 5 | 3 | 15 |
| 總砷 | 38 | 75 | 75 | 30 | 75 |
在深度脫水工程投產之前，該廠的污泥也是外運由公司制肥。由于污泥的含水率太高，進入一次發(fā)酵的污泥混合料含水率超過70%。因此，原來采用200畝將濕泥曬干，再與雞糞等混合堆肥，最后造粒、烘干后用于園林綠化。在深度脫水工程投產之后，避免了污泥晾曬的環(huán)節(jié)，減少了污泥對周邊環(huán)境的影響。
5.結語
杭州市七格污水處理廠含水率為80%左右的濕污泥經深度脫水處理后，泥餅含水率小于50%，即濕污泥體積可減量一半以上;污泥得到一定程度的穩(wěn)定，干泥餅遇水時不會因吸水而膨脹;污泥性狀由果凍態(tài)轉化為塊狀，方便了后續(xù)的處置。該工程是目前國內正常運行的最大污泥深度脫水工程，為我國污泥處理處置的工程實踐走出一條創(chuàng)新之路。
參考文獻
1 Metcalf&Eddy,Inc. (2003) Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (Fourth Edition). McGraw-Hill, New York, USA
2 張辰 王國華 孫曉 污泥處理處置技術與工程實例 化學工業(yè)出版社2006年7月
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