
广州市南洲水厂供水量100万m³/d,原水取自顺德水道西海段。据统计,平均日原水浊度为71.5NTU(发生率80%),经测定及工艺计算排泥水平均污泥含量为103.6t/d,相当含固率为4%的浓缩污泥2590m³/d,污泥中无机成分含量高,无明显的亲水性。
南洲水厂排泥水处理工程于2005年4月投入试运行,采用离心脱水工艺并配套国产离心脱水设备,是目前国内净水厂中规模 *大的采用离心脱水工艺进行污泥脱水的工程实例。
1 污泥脱水工艺的确定
参考国内外有关给水厂污泥脱水工艺资料及国内现有给水厂污泥处理运行实例,污泥脱水以压滤(带式压滤、板框压滤)和离心工艺为主。
带式压滤可连续生产,管理也比较容易,但自动化程度不高。进入压滤机的污泥要求絮凝体大、密实、强度高,而出泥的含固率较低,污泥的截留率也较低。压滤机机型不大,占地面积不大,但为敞开式工作,工作环境较差。滤布容易阻塞,需经常冲洗,管理人员劳动强度较大。
板框压滤对污泥浓度适应性强,出泥含固率较高,能耗低。间歇式运行,自动化程度不高。压滤机机型庞大,附属设备多,占地面积大,为敞开式工作,工作环境较差。滤布容易阻塞,需经常冲洗,有时需人工辅助出泥,管理人员劳动强度大。
离心脱水对污泥浓度适应性强,出泥的含固率高,出泥量大,可连续运行,调度灵活,自动化程度高,管理方便。离心脱水机机型小,占地面积小,全封闭式运行,环境卫生条件好。但电耗较高、噪音较大。
2001年投产的广州市西洲水厂污泥脱水工程(干污泥量74t/d),采用了离心脱水工艺,在其成功应用的基础上,南洲水厂污泥脱水工程继续采用离心脱水工艺。
2 离心脱水机的选择
经调研,在相同生产工况条件下,国产离心脱水机和进口离心脱水机均能连续、可靠、稳定运行。但在进泥含固率出现较大变化或超负荷运行时,进口设备容易出现堵料现象,故障排除困难且劳动强度大,停机检修时间长达2~3d。而国产设备在上述情况下仍能正常工作,在破坏性试验中,人为制造堵料故障,只需启动堵料排除程序就可自动排沉,15min后即可恢复正常生产。所以在工况变化的适应性及故障排除方面国产离心脱水机有明显的技术优势,而且装机容量小、投资少、技术支持到位、易损件修复容易、备品备件供货期短。
经多方面综合比较,设计选用国产卧式螺旋卸料沉降离心机。考虑到季节及原水浊度的变化,离心机组采用大、小机型级配设置。
3 脱水工艺及设备选型
3.1 工艺设计条件
脱水污泥量2590m³/d;待脱水污泥含固率3%~5%(按4%计算);干污泥量103.6t/d;脱水泥饼含固率30%~35%;固相平均回收率≥95%;脱水机24小时连续运行。
3.2 工艺流程
脱水工艺由进料、投药、脱水、污泥收集和供压力水等五部分组成。
(1)进料。主要由带变频装置的螺杆泵及电磁流量计组成。按设定,螺杆泵可根据储泥池待脱水污泥浓度自动调速改变流量大小。
(2)投药。主要由负压装置、储粉罐、螺旋送粉器、混合斗、搅拌桶、储药罐、带变频装置的投药螺杆泵、流量计、混合器等组成。储粉罐内的粉剂PAM通过螺旋送粉器计量送进混合斗,与压力水混合后通过水射器送进搅拌桶,充分搅拌溶解成质量分数0.3%的PAM溶液并被送进储药罐备用。螺杆泵根据投加量大小从储药罐抽吸PAM溶液送进离心脱水机。为了保证药液的良好流淌性,在投加管上计量加注压力水稀释药液。
(3)脱水。主要由卧式螺旋卸料沉降离心机及配套的机旁液压站组成。
(4)污泥收集。由全密封型无轴螺旋输送器及水平双向输送物料的皮带运输机组成。
(5)供压力水。由DN15~150镀锌钢管组成。为溶解稀释PAM、清洗进料螺杆泵及离心机提供压力水,并为离心机的液压站提供冷却水。
进料螺杆泵从储泥池抽吸污泥计量送至离心机,与此同时,投药螺杆泵亦把调好的PAM溶液计量送至离心机,两者在离心机进口处混合并进入高速旋转的离心机内,在离心力的作用下实现泥、水分离。脱水泥饼从离心机的固相排口排出,通过无轴螺旋输送器送到脱水机房外的污泥堆场外运填埋处理。
4 运行情况
(1)2005年4月调试完毕投入试运行,脱水成套设备运转正常、稳定,各项生产运行参数达到或优于工艺设计要求。
(2)主要工艺设计参数与生产试运行参数对比见下表所示:
项目 | 工艺设计参数 | 试运行参数 | ||
LW530×2270NY | LW400×1750NY | LW530×2270NY | LW400×1750NY | |
污泥含固率/% | 3~5 | 3~5 | 4.38 | 4.38 |
单机 *大泥水处理量/m³/h | 15~40 | 6~14 | 35.1 | 12 |
单机 *大干污泥排量/t/h | 1.5 | 0.5 | 1.537 | 0.525 |
单机运行时间/h/d | 24 | 24 | 24 | 24 |
脱水泥饼含固率/% | 30~35 | 30~35 | 36.3 | 39.2 |
平均固相回收率/% | >95 | >95 | 98.8 | 98.6 |
絮凝剂投加量/kg/t | 2~3 | 2~3 | 1.87 | 2.17 |
5 结语
污泥切割粉碎、进料、脱水、排泥、输送、絮凝剂投放以及运行均有PLC实施监控,从而使整个系统成为全自动污泥脱水成套单元。且生产过程全密封,文明生产。机房隔音消声设计,注重噪音治理及环境保护。