1、污泥深度脱水技术在江心洲污水处理厂的应用摘要：介绍了江心洲污水处理厂污泥深度脱水建设情况、深度脱水工艺流程、特点和运行情况，污泥经深度脱水后，含水率降至 60%以下，节约了运输和处置成本，也减少了污泥的二次污染。 关键词：污泥处理深度脱水含水率污泥处置 中图分类号：TU992 文献标识码： A 污泥的深度脱水是指通过对含水率较高的污泥进行化学调质处理后，再经高压压榨脱水，污泥含水率降至 60%以下。传统带式脱水或离心脱水后的污泥含水率一般为 80%左右，与之相比，深度脱水后的污泥可实现数量上减少一半以上，且污泥后续处置的途径更广泛，深度脱水后的污泥具有一定的热值，可作为电厂低品位的燃料和水泥生
2、产过程中的熟料，实现减量化、稳定化、无害化处置和资源化利用，即使进行填埋，也能大幅减少土地占用和环境污染。 为响应国家环保部关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知 （环办【2010】157 号）要求，南京市多家污水处理厂已进行污泥深度脱水技改，其中，江心洲污水处理厂污泥深度脱水改造分两期进行，一期工程于 2012 年 9 月投入试生产，二期工程于 2013 年 10 月投入试生产，深度脱水后污泥含水率在 60%以下。 1 江心洲污水处理厂深度脱水改造工程概况 江心洲污水处理厂位于南京市建邺区江心洲岛，厂区占地面积 41.9公顷，污水处理规模为 64 万立方米/天，实际处理水量约为 60
3、万立方米/天，进水基本全部为生活污水，污水处理采用 AO 除磷工艺，出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级 B 标准，处理后出水排入长江，设计污泥产量为 88 吨干泥/天，目前实际污泥产量约为 72 吨干泥/天。 改造前，江心洲污水处理厂污泥处理采用 2 台带式压滤机及 6 台离心脱水机，2 台带式压滤机自建厂运行以来，经过十多年的使用，设备已严重老化，运行工况较差，故障率高，维护维修费用高。为了降低污水处理厂运营维护成本，提高生产效率，同时为了降低污泥处置量，减少环境污染，南京市住建委立项批复，用高效双膜片污泥压滤机替代原有的污泥脱水机，2011 年 6 月
4、江心洲污水处理厂一期污泥深度脱水技改项目立项，将原有两台带式压滤机及配套设备拆除，更换为全自动高效双膜片压滤机系统一套，一期改造工程于 2012 年 4 月开工，9 月开始试运行；2012 年 12 月二期污泥深度脱水技改项目立项，计划拆除离心脱水机，新建三套全自动高效双膜片压滤机系统，考虑污水厂实际情况，工程建设时，保留离心脱水机作为备用，新建三套全自动高效双膜片压滤机中，一套安装在一期污泥深度脱水间，两套安装在原污泥浓缩间。二期深度脱水改造工程于 2013 年 6 月开工， 10 月开始试车调试，全自动高效双膜片压滤机日处理污泥能力为 20 吨干泥/天，目前江心洲污水处理厂污泥深度脱水能力
5、达 80 吨干泥/天。 2 深度脱水工艺介绍 江心洲污水处理厂初沉池产生的污泥及二沉池产生的剩余污泥经消化池重力浓缩后，含水率降至 95%左右，用泵输送至污泥调理池，在调理池内加入调理药剂，使药剂与污泥混合均匀，调理好的污泥通过螺杆泵送入高压双隔膜压滤机，经过二次挤压压滤后，污泥含水率降至 60%以下，由皮带运输机输送至污泥库房后外运处置，压滤过程中产生的滤液返回污水处理系统处理，污泥处理流程如图 1 所示。 图 1 污泥深度脱水工艺流程图 污泥深度脱水系统分为污泥调理系统和脱水系统两部分，其中调理系统包括污泥调理池、调理剂投加系统以及调理池进泥泵等，脱水系统包括脱水机主体、高压空气系统、污泥
6、进泥系统以及清洗系统等。 以一期工程为例，脱水机房内设置 1 台高压双膜片式污泥压滤机，在室内设置反冲洗系统和供气系统，在脱水机房外部设置污泥调理池，并配套设置污泥调理剂投加系统。主要处理设施设备情况如下： 1）调理池进泥泵 一期工程在消化池出泥总管接出两根支管，并安装 2 台管道泵，1用 1 备，作为调理池进泥泵。 2）污泥调理池 一期高压双膜片污泥压滤机每天运行 8 批次，每批次运行时间约 3小时，一期工程采用 3 座调理池，交替使用，每个调理池的容积可储存1 个批次左右的污泥量。一期污泥调理池采用钢筋砼结构，平面尺寸为4.5m13m，单个调理池尺寸 4m4m,有效深度 3.2m，每池内配
7、备 1 台搅拌器。 3）三氯化铁投加系统 外运三氯化铁溶液（浓度约为 40%）进入厂内后，储存至三氯化铁储罐中，通过计量泵，将储罐中的三氯化铁投加至污泥调理池中。一期储罐容量为 20 立方米，计量泵采用 2 台，1 用 1 备，设计三氯化铁液体投加量约为干污泥量的 10%。 4）石灰投加系统 外运生石灰粉进入厂内后，储存至石灰料仓中，利用螺旋输送机将料仓中的石灰投加至污泥调理池中。一期料仓容量设计为 30 立方米，设计石灰投加量约为绝干污泥量的 30%。 5）污泥进泥系统 一期工程在脱水机房与污泥调理池中间的区域设 2 台污泥螺杆泵，1高压 1 低压搭配使用。污泥螺杆泵的进泥管接自污泥调理池，
8、出泥管接至高压双膜片污泥压滤机。 6）高压空气系统 由于高压双膜片污泥压滤机是通过高压空气的挤压来实现降低污泥含水率的目的，因此，污泥脱水系统需要配套提供高压空气。高压空气的另一作用是在进料完成后，将进料管的余渣吹入污泥调理池中。另外，空压机为系统内气动阀门提供气源。 一期工程采用 1 台空气压缩机，同时配套提供储气罐 2 个，有效容积 1 立方米。 7）高压双隔膜片压滤机主体 由膜片压滤板、滤布、压滤板运输系统、油压帮浦与气缸等组成，压滤机工作过程是：利用油压缸将包覆着凹型滤板的滤布，靠拢紧闭形成一个以上的滤室；利用密闭的滤室，以高压泵浦透过滤布将固体物留在滤室而水分往外排；利用橡胶膜片吹气
9、加压，在滤室内对泥饼进行双向二次加压脱水；最后将紧闭的滤板呈“A”字型打开，使滤饼完全脱离滤布。高压双膜片压滤工作流程如图 2。 图 2 高压双膜片压滤工作流程图 8）清洗系统 一期工程设计污泥压滤机的每次冲洗时间 10-30 分钟，采用 1 台清洗水泵，配套设置一冲洗水罐，有效容积为 20 立方米。另外，配套采用柠檬酸作为清洁剂，约 2 个月左右使用一次，通过其对压滤机压滤系统进行浸泡，清除平时清洗不易清除的污垢。 3 深度脱水工艺特点 1）脱水后污泥含固率高，减量化效果显著：污泥脱水后含固率可达50-55%，与传统带式脱水机和离心脱水机污泥 80%左右的含水率相比，污泥减容一半以上。 2）
10、全自动高压双膜片污泥压滤机单台处理量大：单台处理量为 20吨绝干泥/天，折合 80%含水率污泥约 100 吨/天，极大减少占地面积和节约配套设备投资。 3）无害化和稳定化处理：使用石灰、三氯化铁代替聚丙烯酰胺作絮凝剂，石灰可使污泥中重金属钝化，杀死部分有害菌，抑制蚊蝇滋生，污泥得到改性，降低了污泥二次污染风险。 4）现场工作环境好：采用全封闭脱泥，脱水后的泥饼无恶臭，而且泥饼自然堆放，水分能够进一步蒸发。 5）整个污泥脱水系统采用全自动操作，劳动强度大大降低，有利于职工身心健康。 4 江心洲污水处理厂深度脱水运行情况 1）技术指标 江心洲污水处理厂一期深度脱水工程自 2012 年 9 月试运行
11、，至今已一年多时间，目前已基本稳定运行，二期设备尚在调试中。随机抽取一期深度脱水机正常稳定运行后 8 天进、出泥的统计数据进行分析，深度脱水机实际处理湿污泥（含水率约 95%）达 300 立方米/天，出泥含水率约为 50%-55%，石灰投加比例约为 27%-32%，三氯化铁投加比例约为7.5%-12%，见表 1。 表 1 深度脱水运行情况统计 根据深度脱水运行情况分析，进泥含水率控制在 95%以下，石灰与三氯化铁投加比例分别为 10%、30%时出泥含水率控制较好。脱水机运行过程中，需对以下几个方面需进行重点调控： 污泥的调理：通过检测进泥含水率，根据药剂投加比例，观察调理过程中的相关变量趋势是
12、否正常，等调理完毕后用 PH 试纸检测污泥调理是否规范。 脱水机运行时，观察进泥泵的压力是否稳步上升，滤出液的浑浊度和味道有无异常，膜板之间是否有泥溢出。 泄料时，观察泥饼的外观（主要是厚度） ，观察勾板机的运动是否正常，注意皮带运输机的跑偏纠正，并检测泥饼的含水率。 2）经济分析 经分析，江心洲污水处理厂深度脱水机处理成本（包括药剂成本、电费成本、维护维修成本、人工及管理成本）较离心脱水机处理污泥成本约增加 2 倍，主要原因是药剂成本增加较多，但深度脱水后污泥含水率降低，污泥体积减少一半以上，污泥处置量大幅减少，故深度脱水后污泥运输、处置成本较改造前大大降低。按江心洲污水处理厂污泥产量为 7
13、2 吨绝干泥/天计算，使用离心脱水机时污泥产量为 360 吨/天，使用深度脱水机污泥产量为 150 吨/天，以现有的污泥处理、运输和处置单价计，深度脱水改造后，总处理处置费用可降低约三分之一。 5 深度脱水后污泥处置 目前，江心洲污水处理厂污泥主要运往电厂、水泥厂等地处置，根据对深度脱水后污泥含水率、重金属、生物学指标等方面检测结果，结合城镇污水处理厂污泥处置 单独焚烧泥质 （CJ290-2008） 、 城镇污水处理厂污泥处置 水泥熟料生产用泥质 （CJ/T314-2009）等标准，深度脱水后污泥满足标准要求，可以进行建材制作，可采用焚烧的方式，利用相应的环境保护措施，使焚烧产物达标排放。结合城镇污水处理厂污泥处置 混合性填埋泥质 （GB23485-2009）标准，深度脱水后污泥符合混合填埋及覆盖土添加料标准要求，因此在紧急情况下，污泥填埋也可作为应急处理方式。 6 结语 江心洲污水处理厂污泥深度脱水系统具有较高的可行性，系统运行维护简单，操作环境良好，自动化程度高，脱水后污泥含水率稳定小于60%，体积可减少一半以上，方便了污泥的后续处置，运输、处置成本较低，可产生良好的经济效益和环境效益，为节能减排、保护环境发挥积极作用。
